Con el aumento de las presiones del cambio global, las ciudades del futuro tendrán dificultades para gestionar de manera eficiente los recursos hídricos más escasos y menos fiables. Cuestiones como la viabilidad del agua, la escasez, la adaptación frente a los patrones meteorológicos severos del cambio climático y las preocupaciones sobre la calidad del agua están afectando a los sistemas de agua y a los ciudadanos de todo el mundo. Frente a las crecientes presiones globales, los comienzos de la economía digital del agua pueden permitir al sector del agua la transición hacia un nuevo paradigma para la gestión del agua en las zonas urbanas.
La innovación digital está creando oportunidades sin precedentes para aprovechar los datos y los análisis a fin de informar mejor sobre las opciones actuales en escala de sistema y mejorar los próximos resultados para la gestión de las cuencas hidrográficas, el funcionamiento, el mantenimiento, la planificación de capital y el servicio al usuario.
Desde reducir los desbordamientos de alcantarillado en más de 3,700 millones de litros al año hasta reducir drásticamente las pérdidas de agua no contabilizada, los proveedores de agua están reinventando la gestión del agua, creando rendimientos de agua, energía y reduciendo gastos que hace una década eran inimaginables. La Asociación Mundial del Agua (IWA, sus siglas en inglés) está impulsando al sector internacional del agua a adoptar un enfoque más inteligente para la gestión del agua. Inteligente por diseño: sistemas distribuidos adaptables off-grid (autónomos o fuera de la red), que proporcionan diversidad y modularidad, características críticas para la adaptabilidad; uso inteligente: combinando conceptos de agua apta para el propósito (diferentes grados para diferentes usos) y recuperación y reutilización de recursos (de agua, energía y nutrientes de aguas residuales); y control inteligente (digital): internet de las cosas que soporta modelos basados en datos y puede ayudar a integrar y optimizar bombas, válvulas, sensores y actuadores inteligentes, y permite que cada dispositivo “hable” con otro o con el teléfono inteligente de un cliente, y envíe información en tiempo real para acceder a ella y compartirla a través de la nube.
El agua digital
Muchas empresas de servicios públicos en el mundo han comenzado el camino de la transformación digital. Aunque la transformación no siempre es fácil, con una infraestructura anticuada, inversiones inadecuadas, cambios climáticos y demográficos, el agua digital no se considera ahora como una “opción” sino como un “necesidad”.
Los elementos fundamentales de los servicios de agua –la sostenibilidad de los recursos, la gestión de la infraestructura y la estabilidad financiera– han estado amenazados durante años. No se puede depender de las prácticas habituales en el sector del agua y las aguas residuales para mantener los servicios. Un futuro más sostenible y seguro para el agua significa pasar a la próxima generación de sistemas de agua, lo que incluye la adopción de soluciones digitales y las condiciones propicias para su aplicación efectiva.
Así como las tecnologías digitales están transformando muchos aspectos de nuestro mundo –desde nuestras ciudades hasta nuestros hogares y nuestras vidas personales–, también están transformando el agua.
Digital water, agua inteligente, internet del agua, agua 4.0…muchos términos se están utilizando para describir la transformación que está teniendo lugar actualmente en el sector del agua. Independientemente del término específico que se utilice, es importante definir este concepto en el sentido más amplio posible para comprender realmente el potencial que se tiene a mano.
Frente a los desafíos extremos en materia de agua, los servicios de agua y aguas residuales se han visto obligados a recurrir a soluciones nuevas e innovadoras: las tecnologías digitales, que ofrecen un potencial ilimitado para transformar los sistemas hídricos del mundo ayudando a los servicios públicos a ser más resistentes, innovadores y eficientes, y a su vez ayudándoles a construir una base más sólida y económicamente viable para el futuro. La utilización del valor de los datos, la automatización y la inteligencia artificial permite a los servicios públicos de agua ampliar los recursos hídricos, reducir el agua no facturada, ampliar los ciclos de vida de la infraestructura, proporcionar la base de la seguridad financiera y mucho más.
La cadena de valor del sector del agua vincula el medio ambiente y los recursos hídricos a una empresa de servicios públicos, las empresas de servicios públicos a sus clientes, y los clientes de vuelta a su entorno. Desde la infraestructura física hasta la calidad del agua, pasando por el servicio al cliente y más allá, el agua digital puede integrarse en cada punto clave del ciclo del agua.
Es importante señalar que la cadena de valor del agua se extiende más allá de los límites de una empresa de servicios públicos para incluir los recursos hídricos (por ejemplo, la cuenca hidrográfica y otras fuentes) y los usuarios (por ejemplo, el sector público y las industrias).
Esto se refleja en el Programa de Acción para las Ciudades Conectadas a la Red, de la IWA, que esboza los fundamentos y proporciona un marco para coordinar las demandas urbanas, industriales, agrícolas y ecológicas dentro de una misma cadena de agua. La implantación de estas soluciones digitales a través de la visión ampliada de la cadena de valor, y dentro de los pasos de ésta, no es nada fácil. Las empresas de servicios públicos son organizaciones complejas, con múltiples departamentos, cada uno con sus propios objetivos, capas organizativas, redes de activos físicos y silos de sistemas de datos. En la figura 1 se pueden observar los componentes clave de los aportes y soluciones tecnológicas dentro de una organización de servicios públicos de agua y aguas residuales.
Con la creciente complejidad de los sistemas y la gestión de los recursos hídricos, existe un potencial y una necesidad cada vez mayores de adoptar soluciones digitales transformadoras. Por ejemplo, la telesupervisión y las tecnologías digitales compartidas proporcionan conectividad entre un servicio público y su suministro de agua diversificado. Diversas tecnologías digitales proporcionan a su vez conectividad dentro de las operaciones de un servicio público. El servicio de atención al cliente y las herramientas analíticas para el cliente están en condiciones de salvar la brecha entre una empresa de servicios públicos y su cliente, e iniciativas como las plataformas de datos abiertas y los proyectos de divulgación científica pueden proporcionar conectividad desde el cliente hasta su suministro de agua. Todas estas soluciones aprovechan lo último en tecnologías facilitadoras: nube, móvil, infraestructura inteligente, sensores, redes de comunicación y analítica y grandes volúmenes de datos.
Las tecnologías facilitadoras del mundo digital
Hay muchas soluciones digitales que forman parte de una empresa de servicios públicos, y aún más proveedores de tecnología y empresas de nueva creación que están facilitando su diseño, instalación y funcionamiento. Muchas de estas soluciones aprovechan las últimas innovaciones que se han visto en todas las industrias, sensores avanzados, análisis de datos, integración de cadenas de bloques e inteligencia artificial.
Sensores, monitorización y previsión
Los sensores, la detección a distancia, las tecnologías de los sistemas de información geográfica (SIG) y las herramientas de visualización se están convirtiendo en elementos clave para la gestión de los recursos hídricos a escala de zona de servicio, cuenca hidrográfica y región. Las tecnologías de teledetección/imágenes, como los satélites y los aviones teledirigidos, utilizados por separado o en conjunto, proporcionan datos para trazar mapas de los recursos hídricos, medir los flujos de agua y gestionar los activos de los servicios públicos. Los datos obtenidos con esas tecnologías pueden preparar mejor a los administradores de los recursos hídricos y a los servicios públicos para hacer frente a las incidencias de fuertes caudales de aguas pluviales (por ejemplo, alterando las operaciones para evitar el desbordamiento de las aguas residuales), indicar cuándo deben aplicarse las prácticas de conservación durante los periodos de sequía y garantizar que toda el agua tratada se entregue a los usuarios. Además, los datos de satélite pueden utilizarse para proporcionar información sobre la calidad del agua (por ejemplo, turbidez, floraciones de algas, etc.) y pronósticos hidrológicos que, cuando se utilizan junto con mediciones in situ, permiten a los operadores de los servicios públicos prepararse y reaccionar ante los problemas de calidad del agua y otros desafíos.
Se están utilizando sensores nuevos y ya existentes, tanto fijos como móviles, para proporcionar datos casi en tiempo real sobre la calidad del agua, los caudales, las presiones y los niveles de agua, entre otros parámetros. Los sensores pueden ser distribuidos por los sistemas para ayudar a las operaciones diarias optimizando el uso de los recursos (por ejemplo, el uso de productos químicos para el tratamiento del agua), detectar, diagnosticar y prevenir proactivamente los acontecimientos perjudiciales (como roturas de tuberías, episodios de decoloración del agua, colapsos u obstrucciones del alcantarillado, etc.), y proporcionar información útil para el mantenimiento preventivo y la mejora de la planificación a largo plazo de los servicios de abastecimiento de agua (ayudando a dar prioridad a las reparaciones y sustituciones de la infraestructura anticuada). Asimismo, los sensores pueden proporcionar pruebas de corrosión de las tuberías y alertar a los propietarios de viviendas y a los servicios públicos cuando no se cumplen las normas de calidad del agua. Además, los contadores inteligentes registran el uso del agua de los clientes, proporcionando una imagen clara del consumo de agua y transmitiendo los datos tanto al consumidor como a la empresa de servicios públicos, lo que permite mejorar la gestión del agua.
El poder del tratamiento de datos
El aprendizaje automatizado y la inteligencia artificial se utilizan para procesar la detección y los datos de otras tecnologías, pero también para optimizar la mano de obra y asegurar que se satisfagan las necesidades de los clientes. La tecnología de la IA puede reconocer patrones en los datos y “aprender” a lo largo del tiempo, actualizando los algoritmos a medida que se presenta la nueva información. Cuando se combina con plataformas de “software como servicio” (SaaS), sensores y redes de comunicación, la IA permite el funcionamiento estratégico y rentable de las empresas de servicios públicos, incluyendo una mejor planificación y ejecución de proyectos, un mejor seguimiento y comprensión de la pérdi-
da de recursos en tiempo real, redes de acopio y distribución más eficientes y una máxima captación de ingresos y satisfacción del cliente. De este modo, la tecnología de aprendizaje automático/inteligencia artificial ayuda a abordar la cuestión clave de abundancia de datos pero pobreza de información en la industria del agua. Otros servicios de IA incluyen bots de conversación que pueden utilizarse para responder a las consultas de los clientes según la demanda, asegurando un servicio fiable 24 horas al día, 7 días a la semana, y mejorando la satisfacción del cliente.
Realidad combinada aumentada, virtual y digital
Las tecnologías de realidad aumentada y virtual (RA y RV) proporcionan sus propias y únicas contribuciones al agua digital. La tecnología de RA y RV tienen el potencial de apoyar la toma de decisiones en el campo proporcionando una representación holográfica de tuberías, cables y otros activos, y ofreciendo a los empleados una formación inmersiva basada en escenarios. Las tecnologías gemelas digitales fusionan aplicaciones de SIG, sensores y RV para generar réplicas funcionales de sistemas físicos que combinan datos físicos (imágenes de satélite) con datos in situ en tiempo real (sensores/internet de cosas) para simular funciones de las instalaciones. Los dos sistemas gemelos digitales proporcionan a las empresas de servicios públicos la capacidad de visualizar y supervisar las condiciones actuales, así como de hacer preguntas y predecir escenarios del mundo real.
Aplicaciones de cadenas de bloques para el agua
Las aplicaciones de las cadenas en bloque (blockchain) tienen el potencial de realizar transacciones directas y seguras entre los proveedores de recursos y los consumidores, los homólogos, los servicios públicos y otros agentes del sector del agua. Ya hay varios proyectos y ensayos de cadenas de bloques que se están llevando a cabo en la industria del agua, algunos de los cuales están relacionados con aplicaciones energéticas.
En conjunto, las tecnologías de teledetección, los sensores avanzados in situ, la IA, el aprendizaje automático, la AR/VR, los dos sistemas digitales y la cadena de bloques son la base de lo que es el agua digital, y a medida que surgen nuevas tecnologías digitales, varios protagonistas del mercado, organizaciones y asociaciones se están convirtiendo en partes protagonistas clave, representando lo que es el agua digital.
Conclusiones
Esta visión ampliada del “agua digital”–que abarca la estructura organizativa de un servicio público digital de agua y aguas residuales, el entorno de los usuarios finales aguas arriba y aguas abajo, y el extenso ecosistema de agua digital– puede a veces parecer desalentador. Sin embargo, a través de la participación en asociaciones profesionales e industriales, y en el diálogo entre expertos con otros servicios de agua y aguas residuales, esta visión amplificada pasa de ser una red compleja a un mapa de oportunidades. Al navegar con éxito por este mapa, existe el potencial de transformar la economía de la gestión del agua y las aguas residuales
Este es un extracto del informe Agua digital. Los líderes de la industria diseñan el camino de transformación, publicado por Asociación Internacional del Agua y Xylem Inc.
