Cada gota de agua nos aporta datos a lo largo de todo su trayecto. Pero el sector necesita un software, soluciones y la infraestructura de la nube para convertir esos datos en información práctica que ayude a tomar decisiones a los operadores. Mientras el sector da sus primeros pasos en esta dirección, se prepara para una transformación digital absoluta.
El sector hídrico conoce desde hace tiempo las ventajas que pueden aportar los datos y, de hecho, lleva algún tiempo empleando sensores y sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA, por sus iniciales en inglés) para visualizar los elementos bajo tierra y monitorizar el funcionamiento de los conductos y de las estaciones de tratamiento. No obstante, sin todo un ecosistema interconectado, esta tecnología funciona de manera inconexa y discontinua, por lo que el avance del sector hacia un mantenimiento totalmente digitalizado ha sido lento.
Con la irrupción de la pandemia de COVID-19, muchos sistemas hídricos experimentaron un gran cambio en su funcionamiento cotidiano. Los profesionales necesitaban conectarse unos con otros y contar con sistemas más robustos para controlar el funcionamiento de las instalaciones. Fue un gran catalizador de cambio. En la actualidad, el sector se encuentra inmerso en un proceso de mejora gracias a la transformación digital y a las nuevas herramientas informáticas. El 55 % de las empresas estadounidenses del sector afirma que su principal objetivo (PDF, p. 14) respecto a la tecnología es utilizarla para monitorizar sus activos y analizar los datos, lo que deja claro que el futuro del sector pasa por la gestión sostenible del agua.
A continuación se exponen tres maneras en que la tecnología está cambiando la gestión del agua al tiempo que contribuye a su resiliencia.
1. Gemelos digitales
Los gemelos digitales son ya viejos conocidos en los sectores de la fabricación y la construcción. En la actualidad, el sector hídrico está descubriendo que los gemelos digitales permiten visualizar y monitorizar el rendimiento de sistemas enterrados completos. En cuanto a la gestión hídrica, los gemelos digitales son réplicas virtuales de instalaciones físicas (redes de infraestructuras) alimentadas por datos reales que se actualizan automáticamente. En efecto, recopilan todos los datos disponibles de los SCADA, sensores de internet de las cosas (IoT) y medidores, así como información sobre cuándo se instaló un conducto y de qué material es, por ejemplo. El modelo puede rastrear datos históricos y de funcionamiento en tiempo real para elaborar informes sobre el sistema.
Cuando los sensores alertan de fluctuaciones en la presión o de un cambio de las condiciones, los gemelos digitales identifican rápidamente una fuga o cualquier otro fallo. También informan del volumen de agua y de sus niveles de pH en los depósitos. Pueden notificar a los clientes inmediatamente una fuga para minimizar la interrupción del servicio y permiten a los operadores acceder con facilidad al modelo para monitorizar el rendimiento a cada instante. Además, los gemelos digitales fomentan la mejora continua de las instalaciones, ya que detectan puntos débiles y se anticipan a los problemas para evitar fallos catastróficos.
Los gemelos digitales se están haciendo imprescindibles en la gestión hídrica actual. Incluso en el ejemplo de Jackson, donde el sistema llevaba años afectado por fugas constantes, los ingenieros hanmapeado digitalmente los más de 250 kilómetros cuadrados de infraestructuras hidráulicas urbanas y han creado un modelo virtual con datos en tiempo real para monitorizar el caudal y la presión, garantizar la continuidad del servicio y mejorar la calidad del agua para los 150 000 residentes de la ciudad.
2. Colaboración en la nube
El camino hacia la transformación digital no se reduce a comprar un programa informático o a actualizar un sistema único. También hay que interconectar las herramientas, los equipos y los trabajadores adecuados para llevar a cabo la transición y aprovechar al máximo la tecnología. Y para todo ello es imprescindible trabajar en un entorno basado en la nube.
Las ventajas de la nube son de sobra conocidas. Se estima que en 2025 el 95 % del trabajo tendrá lugar en la nube. Los profesionales del sector hídrico todavía tienen que estrujar todo el potencial de este ecosistema abierto, pero las cosas ya empiezan a moverse. Las redes de distribución de agua son sistemas complejos. La nube descentraliza todo y a todos, lo que posibilita la colaboración en tiempo real. Los gemelos digitales y sus preciados datos tomarán forma en la nube, y esta información estará concentrada en un único lugar. Esto implica que la persona adecuada en el momento adecuado podrá acceder a toda la información que necesite para planificar, diseñar, manejar y mantener todo el conjunto. La fragmentación de los sistemas de gestión hídrica tradicionales es cosa del pasado.
Disponer de la imagen completa en la nube elimina las duplicidades y reduce la necesidad de reelaborar el trabajo. Los datos se relacionan entre sí en la nube, por lo que las simulaciones son más rápidas. Esto supone una gran ventaja a la hora de mejorar el funcionamiento y la gestión de las instalaciones hidráulicas.
3. Inteligencia artificial
La inteligencia artificial (IA) está por todas partes, y el agua no es una excepción. Antes de los dispositivos tecnológicos, las fugas no se detectaban hasta que el agua ascendía a la superficie del suelo. Con la IA, el sistema puede predecirlas antes de que ocurran y reducir drásticamente la cantidad de agua desperdiciada durante todo su ciclo de vida. Gracias a la IA y el aprendizaje automático, las organizaciones pueden simular escenarios, una herramienta revolucionaria en un planeta que cada poco tiempo experimenta desastres climáticos sin precedentes.
La IA puede corregir la ineficiencia de la gestión tradicional de los recursos hídricos. Por poner un ejemplo: la agricultura emplea el 70 % del agua a nivel mundial, pero podríamos estar desperdiciando hasta el 60 % de ella. Las “granjas inteligentes” alimentadas por IA utilizan sensores de luz e irrigación, imágenes satelitales y previsiones meteorológicas para determinar las necesidades de riego.
En la gestión hídrica, la IA tiene mucho que aportar:
monitorizar los niveles y predecir picos de caudal para ajustar el volumen almacenado;
aportar datos al mantenimiento predictivo para reducir los cortes de suministro imprevistos;
identificar patrones y detectar tendencias para redefinir constantemente las evaluaciones de riesgo y determinar cuándo podría producirse un problema o una interrupción del servicio;
optimizar los tratamientos químicos del agua según sea necesario;
utilizar el aprendizaje automático para optimizar el rendimiento de las infraestructuras y las instalaciones;
ajustar los periodos de funcionamiento de las bombas para una mayor eficiencia energética.
La IA está llamada a convertirse en una potente herramienta en el futuro de la gestión hídrica por su capacidad para fomentar el ahorro y la sostenibilidad.