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Nuestras redes de saneamiento y abastecimiento de agua están sometidas a una presión constante. Las tormentas, cada vez más fuertes e impredecibles, pueden desbordar las infraestructuras y provocar que las aguas residuales sin tratar fluyan hacia ríos y lagos. La mejora de los sistemas de gestión permite actuar con rapidez cuando es necesario, garantizando así el mantenimiento de la calidad del agua y la protección de los ciudadanos.
En el proyecto DWC, financiado con fondos europeos, se demostró cómo el uso de tecnologías digitales inteligentes podía favorecer una gestión del agua más eficaz y oportuna. Antes del proyecto, la adopción de estas tecnologías se había visto limitada por la falta de casos de negocio viables, así como de pruebas concretas sobre su eficacia.
Demostrar el valor añadido de la digitalización
El proyecto contó con la participación de cinco grandes ciudades europeas —Berlín, Copenhague, Milán, París y Sofía—, que sirvieron como casos de prueba de nuevas soluciones de gestión. «Todas estas ciudades afrontan problemas diferentes —explica el coordinador del proyecto, Nicolas Caradot, del Centro de Competencia del Agua de Berlín (Alemania)—. La idea era identificar y desarrollar soluciones que pudieran ayudar a resolver esos problemas concretos».
Uno de los principales problemas de los centros urbanos con infraestructuras antiguas es que las redes de aguas residuales y de aguas pluviales suelen estar juntas. Ello puede suponer que se viertan aguas residuales en los ríos durante las tormentas, tal como ocurrió durante los Juegos Olímpicos de París, cuando se tuvo que reprogramar las pruebas de natación en el Sena debido a la contaminación del agua.
Para las ciudades que participaron en el proyecto, las cuestiones principales incluían la necesidad de una mejor gestión de los caudales de la red de alcantarillado durante las tormentas, el control de la calidad del agua de los ríos, la optimización de los costes de funcionamiento y las inversiones en mantenimiento, y el tratamiento seguro y la reutilización de las aguas residuales municipales para el riego agrícola.
«Estos fueron los principales problemas identificados —comenta Caradot—. A continuación, reunimos a quince innovadores y trabajamos en el desarrollo de soluciones digitales, que se probaron en al menos una de las ciudades. Nuestro objetivo era demostrar en la práctica el valor añadido de la digitalización».
Sistemas automatizados probados satisfactoriamente
Entre las soluciones probadas satisfactoriamente figura un sistema de sensores que informa a los operarios, casi de inmediato, si existe un riesgo de contaminación del agua. Este sistema de sensores se probó en el Sena, en París, así como en Berlín y Milán.
«Antes había que llevar una muestra al laboratorio y esperar veinticuatro horas para obtener un resultado —añade Caradot—. Gracias a esta tecnología, se tiene un resultado en pocas horas, directamente “in situ”».
Una de las principales limitaciones de los métodos convencionales de laboratorio es que no permiten medir con precisión la concentración de bacterias en las redes urbanas de abastecimiento de agua, por lo que no son adecuados para efectuar evaluaciones de riesgos microbiológicos en zonas afectadas por la contaminación de aguas residuales urbanas.
El nuevo sensor resuelve este inconveniente, ya que proporciona recuentos tanto de bacterias planctónicas (que flotan libremente) como de bacterias indicadoras de contaminación fecal (incluidas aquellas agregadas en partículas fecales), lo que posibilita llevar a cabo evaluaciones de riesgo más precisas y mejorar la protección de la salud pública.
Además, el equipo del proyecto creó un sistema de alerta rápida basado en aprendizaje automático para mejorar la gestión de las aguas de baño. El sistema permitió predecir la calidad del agua con unos días de antelación, con un nivel de precisión del 95 %, y avisar con antelación de la degradación de la calidad del agua. «Recopilamos datos sobre características como las precipitaciones, los caudales de aguas residuales y la calidad del tratamiento, y aplicamos un algoritmo de aprendizaje automático para predecir la calidad del agua, limitando así la necesidad de mediciones físicas», explica Caradot.
En lo que respecta a la red de alcantarillado, se desarrolló una solución de gestión de bajo coste que permite a las empresas de servicios públicos supervisar un gran número de aliviaderos en la red de alcantarillado combinado. También se diseñaron sensores para abordar las conexiones problemáticas entre la red de aguas residuales y la de aguas pluviales.
Ayudar a definir la política futura
Desde la finalización del proyecto, las herramientas desarrolladas por su equipo ya se han puesto en práctica en Europa. Entre ellas figura un sistema de alerta rápida para la reutilización segura del agua en la agricultura, que se está empleando en Italia. En Copenhague ya funciona un sistema de apoyo a las decisiones que utiliza algoritmos para mejorar la gestión de las aguas pluviales.
«En este proyecto también se pusieron a punto varias soluciones que no estaban listas para comercializarse, pero que, sin embargo, tenían un gran potencial —apunta Caradot—. Entre ellas se encuentran los sensores enzimáticos para el control de la calidad del agua, así como el sistema de alerta rápida basado en aprendizaje automático para la calidad de las aguas de baño».
Caradot y su equipo están solicitando financiación adicional a la Unión Europea. Su objetivo es integrar estas dos innovaciones —sensores de calidad del agua y modelización informática— para comercializar una herramienta conjunta. «También queremos emplearla en otros campos, como la acuicultura, la agricultura y la protección del agua potable», agrega Caradot.
El equipo del proyecto DWC colaboró estrechamente con otras iniciativas financiadas con fondos europeos, como SCOREwater y Fiware4Water, a fin de lograr una repercusión duradera en el control de calidad del agua en Europa. La colaboración dio lugar además a la publicación de un resumen de políticas, en el que se identifican las lagunas legislativas y se ofrecen recomendaciones básicas. «Se trata de un documento de referencia no solo para nosotros, sino para otros investigadores y responsables políticos —afirma Caradot—. El objetivo es ayudar a definir la política futura».