IA, Internet de las cosas y gemelos digitales para asegurar el futuro del agua

La gestión del agua ha dado un salto cualitativo con la implementación de Inteligencia Artificial, internet de las cosas y de los "gemelos digitales".

Iván Zamarrón,  doctor en Ingeniería de Control y Sistemas Inteligentes. Foto: cortesía. Portal ERP Colombia.

El agua, recurso esencial para la vida, enfrenta desafíos sin precedentes en un mundo marcado por el cambio climático y el crecimiento poblacional. Las innovaciones tecnológicas están cambiando la forma en que gestionamos este recurso limitado para generaciones futuras, ofreciendo soluciones más eficientes y sostenibles. La gestión del agua ha dado un salto cualitativo con la implementación de Inteligencia Artificial, internet de las cosas y de los "gemelos digitales", una tecnología que está transformando el sector.

Datos del Banco Mundial establecieron que alrededor de 2 000 millones de personas en todo el mundo no tienen acceso a servicios de agua potable gestionados de manera segura. Igualmente, un informe de la ONU Habitat subrayó que alrededor del 36 % de la población mundial vive en regiones con escasez de agua y el 52 % experimentará una severa escasez de agua hacia el año 2050. Asimismo, el informe Watermark Study 2024 de Ecolab revela que el 89 % de los latinoamericanos está preocupado por el medioambiente, mientras que el 90 % expresa inquietud por el acceso a agua limpia y segura.

Los entornos urbanos están siendo los principales beneficiarios de la revolución del internet de las cosas (IoT) en el sector hídrico. Las redes de sensores permiten monitorizar en tiempo real el estado de las infraestructuras hídricas, desde las plantas de tratamiento hasta las redes de distribución. Esta tecnología aporta valores fundamentales como la trazabilidad, el registro, la optimización, la interoperabilidad y la eficiencia, aspectos cruciales para garantizar un uso responsable del agua. La aplicación de estas tecnologías se ha priorizado en zonas urbanas frente a entornos rurales por razones estratégicas y demográficas evidentes, buscando maximizar su impacto en áreas de alta concentración poblacional.

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"El concepto de 'gemelo digital' o 'digital twin' es la última tecnología entrante y promete una gestión integral del ciclo de vida de los activos hidráulicos. Su penetración ha saltado del ámbito edificatorio e industrial al de las infraestructuras asociadas al Ciclo del Agua", explica el Iván Zamarrón, doctor en Ingeniería de Control y Sistemas Inteligentes y coordinador de Innovación y Desarrollo de Oferta Académica de la Politécnica Nebrija.

Por otro lado, la aplicación de inteligencia artificial y aprendizaje automático están revolucionando la toma de decisiones en la gestión del agua. Estos sistemas permiten analizar grandes volúmenes de datos históricos, identificar las causas de problemas, realizar pronósticos precisos y proponer soluciones óptimas. La capacidad computacional de estos sistemas agiliza significativamente todos los niveles de análisis necesarios para una gestión eficiente, permitiendo anticiparse a problemas y optimizar el uso del recurso en función de patrones de demanda y disponibilidad.

Las innovaciones en el tratamiento y reutilización de aguas residuales están marcadas por un notable incremento en la eficiencia energética. Las nuevas tecnologías logran mayores capacidades de procesamiento con un consumo energético significativamente reducido, “por lo que la ratio rendimiento-consumo ha crecido significativamente”, agrega el doctor Zamarrón. Esta optimización energética representa uno de los avances más significativos en el sector, permitiendo que los procesos de potabilización, depuración y reutilización sean más accesibles y sostenibles.

El futuro de la gestión del agua pasa inevitablemente por la integración de estas tecnologías innovadoras, que no solo prometen mejorar la eficiencia en el uso del recurso, sino también garantizar su disponibilidad para las generaciones futuras en un contexto de creciente estrés hídrico. La combinación de gemelos digitales, Internet de las Cosas, inteligencia artificial y sistemas avanzados de tratamiento constituye la base de un nuevo paradigma en la gestión del agua, más inteligente, sostenible y adaptado a los desafíos actuales.