El ciclo del agua se está volviendo más automatizado, conectado e inteligente con el despliegue masivo de nuevas tecnologías digitales disruptivas.

Texto de Miquel Rovira, director del Área de Sostenibilidad del centro tecnológico Eurecat (miembro de Tecnio).

La Economía Circular persigue el objetivo de alargar al máximo la vida de los recursos en los sistemas económicos y en la sociedad. Se trata de cerrar los ciclos de los recursos de modo parecido a lo que hace la naturaleza. Por definición, la Economía Circular es reparadora y regenerativa e implica ganancias económicas, puesto que contribuye a garantizar el acceso a los recursos, y también beneficios ambientales, ya que minimiza el impacto sobre el medio. Catalunya ya es un referente internacional en Economía Circular y prueba de ello es la organización este mismo año del Circular Economy Hotspot, que constituye el evento más importante a nivel europeo en este campo. Pero también es cierto que aún queda camino por recorrer para que la economía sea realmente circular, pues conlleva una transformación compleja y los esquemas de economía lineal tienen todavía un gran peso en nuestros sistemas productivos y de consumo.

En la esfera del agua, la Economía Circular, junto con la digitalización, están marcando la pauta de futuro, en un escenario complejo donde las nuevas tecnologías son fundamentales para fomentar la eficiencia, la reutilización y para combatir la escasez garantizando la calidad del recurso en todo momento, dada la incidencia de los efectos adversos del cambio climático y, en ocasiones, el uso creciente del recurso. Hoy en día ya es clave hacer una utilización inteligente del agua, mediante la aplicación de los conceptos de la Economía Circular en el sector y, por tanto, es fundamental la reutilización teniendo en cuenta que los múltiples usos que damos al agua requerirán de diferentes calidades e implicarán nuevos retos relacionados con el seguimiento de la composición y los posibles riesgos asociados, principalmente el microbiológico.

Además, será fundamental recuperar de las aguas ya usadas la energía y los compuestos de valor que contengan, como son los nutrientes o los metales en función del sector. Los tratamientos descentralizados, es decir, a medida, serán cada vez más habituales y a ser posible se integrarán en el medio natural. Por otra parte, la regeneración del medio natural a través del desarrollo de nuevos sistemas in situ de recuperación de acuíferos contaminados tendrá especial importancia, como en el caso de la contaminación por nitratos.

 

El agua y su contexto

En este punto, la digitalización y la gestión inteligente del agua representan un cambio de paradigma en los procesos relacionados con la eficiencia en el uso y la reutilización y la minimización del consumo energético en torno a este recurso, en términos de calidad, productividad y para asegurar la sostenibilidad.

En concreto, en el ámbito del agua hay que tener en cuenta la complejidad entre las diferentes cadenas de valor a lo largo de su ciclo, desde la captación, el tratamiento y la distribución hasta el consumo, la gestión del agua residual y la reutilización, una complejidad que debe traducirse en las estructuras de la información, a fin de obtener datos fiables que permitan una transformación digital segura y eficaz.

En este sentido, el agua 4.0, es decir, la digitalización es un eje clave que marca la investigación en el sector para los próximos años. El ciclo del agua se está volviendo más automatizado, conectado e inteligente, gracias al despliegue masivo de nuevas tecnologías digitales disruptivas como la Inteligencia Artificial Aplicada, el Big Data, la Internet de las Cosas y la ciberseguridad, con un impacto directo en la reducción de costes operativos, además de contribuir a maximizar la eficiencia y la reutilización de los recursos, garantizando la seguridad de suministro y de las infraestructuras críticas.

Los avances científicos y tecnológicos no serán provechosos si no se acompañan de buenos sistemas de gobernanza y se tienen en cuenta, sobre todo, los nexos del agua con la energía, así como la producción industrial y agrícola.

En este apartado, una de las claves del éxito residirá en saber “leer” el agua y su contexto, para poder identificar los retos del sector y convertirlos en oportunidades en toda la cadena de valor, lo que es muy relevante en el Mediterráneo, de acuerdo con las previsiones que indican que los efectos del cambio climático serán especialmente importantes en dicha zona y abrirán nuevos retos en cuanto a la disponibilidad, la gestión de eventos climáticos extremos y la subida del nivel del mar, entre otros fenómenos que harán necesario el desarrollo de estrategias de adaptación al cambio climático.

Desde el punto de vista tecnológico, la Inteligencia Artificial, junto con el análisis masivo de datos y una mayor conectividad entre cadenas de valor, hace posible la toma de decisiones más informadas, eficientes y en tiempo real. Gracias a la Internet de las Cosas y a los nuevos sistemas de monitorización, el sector del agua está viendo cómo las herramientas tecnológicas son cada vez más capaces de interactuar con el entorno, generando una importante cantidad de información para representar diferentes escenarios y una mejor relación entre los mundos físicos y virtuales. Ahora, uno de los retos es integrar el análisis predictivo en la gestión y la operación, transformando el Big Data en Smart Data, lo que significa dar valor a los datos, extrayendo la información útil para generar el conocimiento necesario que facilite la toma de decisiones.

En este punto, es clave incidir en que estas tendencias en digitalización dentro del sector del agua se integrarán a lo largo de todo el ciclo, con el fin de englobar todos los desafíos vinculados a la gestión inteligente de este elemento, los cuales exigen la optimización de los procesos de forma global y sistémica.

Asimismo, los datos son la materia prima y la tecnología solo una herramienta. Nada de esto tiene sentido sin las personas, que aportan interpretación y visión. Desde el usuario hasta el gestor son la clave para aprovechar la revolución de los datos y la inteligencia. Al mismo tiempo, los expertos de datos deben facilitar la integración dentro de los equipos para aportar una nueva visión de análisis, contribuir a la capacitación y mejorar la experiencia de usuario.

Ejemplo: aguas residuales

Como ejemplo de cristalización de todo lo expuesto hasta este punto, Barcelona acogerá, en el marco del proyecto LIFE iBATHWATER financiado por el programa LIFE de la Unión Europea, una prueba piloto a escala real de un nuevo sistema de gestión integrado de la red de alcantarillado urbana, que incluirá un sistema de soluciones destinado a controlar y a reducir el impacto de los vertidos de aguas residuales no tratadas durante los episodios de tormentas.

iBATHWATER está liderado por el centro tecnológico Eurecat y cuenta con la participación del Ayuntamiento de Barcelona, ADASA Sistemas, Barcelona Ciclo del Agua y el Centro de Investigación del Agua de Berlín. Su objetivo es demostrar la eficiencia de la gestión integrada del sistema de alcantarillado urbano para reducir el impacto ambiental de los medios receptores y minimizar los riesgos sanitarios de las zonas de baño durante los períodos de contaminación a corto plazo.

En este sentido, los principales resultados previstos contemplan reducir el impacto sobre el medio de la contaminación vertida, mejorar la determinación de la calidad microbiológica del agua mediante equipos que trabajan en tiempo real, minimizar los riesgos sanitarios de los bañistas asociados a la calidad de las aguas y aumentar la conciencia de los ciudadanos sobre los impactos ambientales y de salud relacionados con las descargas de aguas pluviales, entre otros.

El proyecto tendrá un impacto directo en la calidad de las playas y ayudará a mejorar el más del 10 por ciento de aguas de baño que no se consideran excelentes, además de contribuir a mantener la calidad y mejorar la gestión de las playas en tiempo de lluvia.

Las playas son un activo muy importante en ciudades como Barcelona y tienen una repercusión directa en la economía local y en la industria turística, por lo que la gestión integral e in situ del sistema de alcantarillado urbano tendrá un impacto directo en su calidad.

Durante los episodios de lluvias intensas o prolongados, el caudal de agua a tratar puede superar la capacidad del sistema de alcantarillado o de la planta depuradora y pueden desbordarse y descargar el exceso de aguas residuales no tratadas directamente a ríos o aguas costeras. Como consecuencia, la contaminación del agua produce un impacto negativo en las zonas de baño situadas cerca de las ciudades y puede suponer un riesgo para la salud humana y el ecosistema.

Para evitarlo, el proyecto iBATHWATER se centrará en demostrar la eficiencia de la gestión integral en escenarios grandes y reales, mediante una plataforma abierta capaz de combinar información operativa y de gestión con medidas de la calidad microbiológica in situ, modelos hidráulicos de movilización de la contaminación vertida a los medios receptores y herramientas de análisis del riesgo para la salud humana, con el objetivo final reducir el impacto de los vertidos de aguas residuales no tratadas cuando llueve. De esta forma, se logrará gestionar la red de alcantarillado de Barcelona de manera más eficiente, para reducir el impacto de los vertidos de aguas residuales al medio natural y mejorar la calidad de las aguas de baño.