Jornada AI-H2O

Bajo el título “AI-H2O: El reto de la gestión integral del agua en el nuevo mundo de la infoesfera” se presentaba el pasado lunes 10 de diciembre la jornada organizada por el Campus de l’Aigua sobre Inteligencia Artificial aplicada al sector del agua. Los ponentes encargados de introducirnos a este apasionante mundo han puesto la nota de calidad al evento. 

Manel Poch, Director Científico del Campus de l’Aigua ha iniciado la jornada planteando varias dudas e incertidumbres que genera el concepto de IA, quizás en parte debido a la confusión de términos y aplicabilidades distintas. De aquí la necesidad de contar con ponentes cualificados que aporten luz a las sombras que genera esta multitud de conceptos que al fin y al cabo están íntimamente relacionados entre sí: Internet de las Cosas, Indústria 4.0, Big Data, Machine Learning, etc.

El primer ponente de la jornada, Xavier Xirgu, Responsable de Promoción e Innovación del Parque Científico y Tecnológico de la UdG, ha hecho un breve repaso de las cuatro revoluciones industriales a lo largo de la historia, poniendo en evidencia de que hay bastantes empresas a nivel local que aún se encuentran en la tercera (la revolución tecnológica), cuando en otros países la cuarta, la de la sensorización de los sistemas o popularmente conocida como Internet of Things, ya es una realidad palpable.

Xavier Xirgu nos introdujo a la IoT en el campo de la industria

Sin embargo, és la IoT un concepto tan simple como la aplicación de sensores a cualquier aparato o sistema? Según Xirgu,  la Internet of Things es la base para la generación de nuevos conceptos y herramientas de trabajo asociadas. Porque esta cantidad ingente de datos que generamos en el día a día (Big Data) puede ir asociada una gestión en un almacén virtual como sería la nube (Cloud Computing) y de este modo necesitar un sistema para asegurar el mantenimiento y gestión de estos datos (Cibersecurity). Un ejemplo lo tenemos en la aplicación de la impresión digital en 3D personalizada, es decir, la fabricación a medida de un número exacto de piezas para un cliente determinado. 

Explicados los diferentes elementos ligados a la IoT, Xirgu nos ha hablado del concepto Water4.0, poco original pero bastante ilustrativo en relación al sector del agua, un sector con tradicionalmente inmobilista y poco dado a los cambios profundos. Por otro lado, un concepto más potente y mucha aplicabilidad sería el de Digital Twin: desarrollar una réplica virtual exacta de un proceso cualquiera de depuración o potabilización para poder hacer pruebas antes de aplicar la solución a escala real.

La adopción de una tecnología tan novedosa en nuestro país como la IoT también implica una serie de retos a superar para avanzar hacia la transformación digital de la industria y del sector del agua en particular: mejorar la seguridad en la gestión de datos, una visualización real de beneficios económicos futuros, mayor implicación de los equipos directivos o mejorar la formación de los agentes implicados. En este sentido, la Universitat de Girona ya ofrece un Máster Industrial en IoT que vendría a paliar las carencias técnicas actuales.

El último ponente, Manel Garrido, profesor de Ingeniería Ambiental en la Universidad de Irvine (California) y antiguo alumno de la UdG, nos ha ofrecido una visión más aplicada del asunto. Ha repasado diferentes experiencias en la gestión integrada de aplicaciones, viendo ejemplos actuales muy interesantes por lo que respecta a gestión preventiva en los consumos energéticos de bombas, detección de escapes, geolocalización para elementos individuales de sistemas hídricos o Sistemas de Soporte a Decisiones o DDS.

Manel Garrido recopilando ideas para “llevárnoslas a casa”.

Y al final de las ponencias, el debate entre los asistentes a la jornada ha basculado entre distopía y utopía, influido seguramente por la incertidumbre que genera toda tecnología disruptiva. En mi opinión, una buena o mala aplicación de la IA depende de nosotros mismos como seres humanos, aunque no sería de extrañar que esto empezara a cambiar cuando algún día lleguemos a la Singularidad, pero esto ya iría más allá del objetivo de este post. Quizás en un futuro…

Presentaciones de la jornada

Panel de expertos por el agua regenerada

Detalle de la ERA del Prat de Llobregat. Fuente: Área Metropolitana de Barcelona

El pasado 21 de noviembre se reunió por vez primera el Panel de Expertos encargado de estudiar la posibilidad de transportar el agua regenerada de la EDAR del Prat de Llobregat hasta al tramo final del río Llobregat, con el objetivo de aumentar la garantía hídrica más allá de los periodos de sequía.

El panel de expertos en la primera reunión. Fuente: ACA

Actualmente el área metropolitana se abastece de un mix triple de aguas de diferentes orígenes:

  • Subterráneas
  • Superficiales
  • Desalinizadas

El objetivo del estudio que se ha puesto en marcha añadiría un cuarto origen, las aguas provenientes de la Estación Regeneradora de Aguas o ERA. Esta instalación dispone de un tratamiento terciario que produce un agua de calidad lo suficientemente buena como para verterse aguas arriba del río Llobregat, con el objetivo de ser captada por la potabilizadora de Sant Joan Despí. La entrada en vigor del nuevo Plan de Sequía refuerza esta tesis con la previsión de activar este procedimiento cuando las reservas de los embalses en Catalunya estén por debajo del 25%. Aún así, y en previsión de un aumento progresivo del estrés hídrico la administración catalana se plantea dar un paso más: aportar agua regenerada al río durante todo el año de forma independiente a las reservas de los pantanos.

La viabilidad técnica ya está presente, la sanitaria también, sólo falta el visto bueno de los expertos para confirmarlo y poder cerrar el círculo en beneficio de todos.

Fuente: Agència Catalana de l’Aigua

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Nitratos y Zonas Vulnerables

Mapa de les Zonas Vulnerables por nitratos en Cataluña. Autor: Rcomellas

El pasado 31 de octubre asistí a una jornada organizada por la Agencia Catalana del Agua sobre la problemática de la contaminación por nitratos. Esta jornada se basaba en un interesante y completo estudio hecho de forma colaborativa por el Catalan Water Partnership, las empresas Geoservei y CECAM, los grupos de investigación MAIMA y MARS y el IRTA (el cual se encargó de los estudios agronómicos), los ponentes de los cuales explicaron el procedimiento que habían seguido para elaborar el informe final que, en breve será colgado en la web de la ACA.

Antoni Munné, Jefe del Departamento de Control y Calidad de las Aguas de la ACA, hizo una breve introducción hablando de la necesidad de actualizar la información que tenemos sobre el estado de las aguas subterráneas y superficiales en Cataluña, con la mirada puesta en la revisión de las zonas vulnerables por contaminación de nitratos para el año 2019. Este hecho coincide con la necesidad de dar respuesta a la Comisión Europea sobre la necesidad de ampliar las zonas tipificadas hacia zonas de transición, donde hay concentraciones por encima del límite (50 o 25 mg/L, en función de si las aguas son de origen subterráneo o superficial).

Munné, remarcó que, de las 37 masas de agua subterráneas un 46% están en mal estado, representando más del 20% de la superficie del territorio catalán. En el caso de las masas superficiales, el 22% de estas se encuentran afectadas por nitratos. En conjunto, la superficie vulnerable a lo largo del territorio representa un 45% del total, y desgraciadamente ha ido aumentando a lo largo de los últimos años.

Para terminar su intervención, Munné valoró la utilidad del estudio para tener criterios objetivos en el caso de incluir nuevas zonas vulnerables que a día de hoy son de dudosa clasificación.

UNA APLICACIÓN MUY INTERESANTE

El CWP nos explicó como los entes locales podrán decidir cuál es la mejor opción para enfrentarse al problema de la contaminación por nitratos a través de un aplicativo de apoyo a la toma de decisiones que en breve estará disponible en el web del ACA. En la creación de esta herramienta han participado varias empresas que aportan tecnología, tanto preventiva como correctora, y que permite en función de varios parámetros locales gestionar de la mejor manera posible esta problemática.

Inicio de la ponencia del CWP

CONTROL Y CALIDAD DE LAS AGUAS

El estudio se fundamenta básicamente en tres grupos de datos:

  • De tipo hidrogeológico y presiones sobre el medio.
  • De tipo microbiológico.
  • De tipo isotópico.

El primer grupo de datos lo aportaba la empresa Geoservei Projectes i Gestió Ambiental, la cual se planteó diferentes áreas de trabajo como son el estudio de las aguas superficiales, las subterráneas y las provenientes de EDAR urbanas. En definitiva, se buscaba el origen de la contaminación por nitratos para poder determinar la causa y posibles actuaciones, así como establecer nuevas zonas vulnerables si se da el caso.

El segundo grupo de datos fue responsabilidad del MARS, grupo de investigación de la Universitat de Barcelona, el cual nos explicó las técnicas de determinación microbiológica que permiten trazar el origen de las bacterias relacionadas con la contaminación (ya sea humana, porcina, vacuna, de pollo, etc.).

En el tercer grupo se involucró el MAIMA, grupo de investigación también de la UB y que trabaja con varias formas isotópicas del Nitrógeno, Boro o Azufre. Esta fue una ponencia bastante técnica que en esencia vino a explicar que según el tipo de isótopo involucrado éste determina el origen humano o animal de las muestras.

CONCLUSIONES

Al final, y a modo de conclusión de la jornada me quedó muy clara una idea: el estudio multidisciplinar permite obtener una información de mejor calidad y reduce la incertidumbre de forma significativa. En este sentido el debate posterior se centró, entre otras polémicas de tipo lobbista, en que a pesar de tener más acotada la información no podemos evitar la incertidumbre derivada de fenómenos hidrológicos y dinámicas naturales ajenas a nuestras observaciones. Aún así, el hecho de ser un trabajo pionero a nivel estatal (según Joan Solà, gerente de Geoservei), el estudio puede “sentar las bases para seguir comprendiendo la situación actual en materia de contaminación por nitratos, su origen, la causa y las posibles soluciones asociadas”. Al menos la Comisión Europea así lo espera!

Reutilización: tipos, gestión y visión estratégica

Heraclito de Efeso

Friedrich Nietzsche

LINEAL O CIRCULAR?

“Un hombre no puede bañarse dos veces en el mismo río” Esta frase, atribuida al filósofo presocrático Heráclito de Efeso, trata de que todo está siempre en movimiento, el tiempo pasa y todo cambia: nosotros y también el río. Cuando volvemos a bañarnos esta ya no es la misma, ni sus partículas, ni los minerales que lo acompañan… ni siquiera los átomos de hidrógeno y oxígeno. Esta concepción lineal del paso del tiempo no mezcla bien con conceptos como agua reciclada, regenerada o reutilizada pero si bien esta frase daría para una buena conversación entre amigos aficionados a la Filosofía, en este caso quizás encaja mejor una concepción circular como la Friedrich Nietzsche y su Eterno Retorno.

Aplicado al ciclo del agua, la idea circular del filósofo alemán quedaría así: a lo largo del cauce de un río hay varias poblaciones, la primera capta el agua, la utiliza, la vierte al alcantarillado, la depura mediante EDAR y la devuelve al mismo río pero aguas abajo donde, a continuación, el siguiente pueblo hará el mismo procedimiento… y así hasta la llegada de este río a su desembocadura. De este modo, la misma agua es captada, usada, ensuciada y limpiada para volver a empezar en otro punto del curso del río hasta su desembocadura, donde pasará a formar parte de un ciclo más grande que la traerá de vuelta mediante la evaporación y lluvia al nacimiento del río.

Explicados los fundamentos conceptuales, es el momento de poner en práctica dos tipos de reutilización de aguas superficiales para riego: en un caso tenemos una reutilización no planificada o simplemente “de facto” y en el otro una de consciente o planificada. Cómo funciona cada una? Lo explico en base al documento “Characterization of unplanned water reuse in the EU”, de la Universidad Técnica de Munich.

Reutilización no planificada del agua

O también denominada “de facto” es la que se produce, por ejemplo, cuando se consume el agua del río en un punto aguas abajo donde previamente una EDAR vierte su agua depurada. En función de los caudales del río y el efluente de la depuradora se producirá un mayor o menor efecto de dilución. Dicho esto, hay dos factores importantes a tener en cuenta:

  • La relación de caudales del agua depurada y el agua del río provocan que el efecto dilución sea más o menos importante. En el caso del esquema es 5/95 pero se puede dar la situación inversa.
  • Derivado del primer punto, si un 80-90% del caudal es agua depurada para un 10-20% del río, aunque la EDAR cumpla con los límites legales de vertido habrá muy poca dilución, provocando una concentración más alta de contaminantes persistentes (antibióticos, derivados del plástico, detergentes, etc.) y microorganismos como E. coli. Esta situación es consecuencia de que la ley no contempla la eliminación ni reducción de estos parámetros para los efluentes de agua depurada.

Reutilización planificada del agua

En este caso tenemos una EDAR que proporciona una parte de su agua depurada a usuarios interesados para riego de cultivos. Aquí previamente se pone en marcha una solicitud administrativa basada en la legislación RD 1620/2007 donde se incluyen unos parámetros límite. Para cumplir con estos la depuradora dispone de un tratamiento terciario compuesto por un sistema de filtración y desinfección que hace que el agua acabe siendo apta para el uso en cuestión.

Un recurso más para la gestión hídrica

Comparando los riesgos asociados a los dos tipos de reutilización, queda claro que en el caso de la no planificada nos encontramos con un fenómeno inevitable que abre muchos interrogantes de cara a la propia seguridad de su uso. Además, normalmente las aguas superficiales captadas para potabilización suelen ser de peor calidad que las del terciario de una EDAR, es por eso que tiene todo el sentido del mundo reconducir el agua regenerada de la EDAR del Prat de Llobregat a la cabecera de la potabilizadora de Sant Joan Despí para convertirse en un recurso extra de 2m3/s en épocas de sequía.

Una reflexión final

El tiempo dirá si las intenciones del actual gobierno catalán forman parte del tacticismo habitual de nuestros políticos o van más allá en una visión estratégica en materia de gestión hídrica. Si la segunda idea es cierta bienvenidos sean todos los esfuerzos para cerrar el círculo. Nietzsche estaría muy satisfecho de ello.

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