Un estudio llevado a cabo por un equipo de científicos, entre los cuales figura un profesor investigador de la Universidad Tecnológica de Bolívar (UTB), ha demostrado que este tipo de tecnologías mejoran la eficiencia y sostenibilidad de los sistemas de distribución de agua.

Por: Equipo periodístico ATTUÁ | agosto 24, 2023

Palabras claves: Gemelos Digitales; Redes de agua inteligente; Agua digital (Ver definiciones al final de la Nota).

Perpectiva y propósito de estudio

La investigación a la que hacemos referencia se titula “Smart Water Grids and Digital Twin for the Management of System Efficiency in Water Distribution Networks”, y fue publicada recientemente en el número 6 del volumen 15 de la revista científica Water de Suiza. Este trabajo se centró en el uso de tecnologías de redes inteligentes de agua y gemelos digitales para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de los sistemas de distribución de agua.

El equipo investigador analizó una red de distribución de agua en Portugal, utilizando un enfoque de red sociotécnica para analizar los desafíos y oportunidades de implementar estas tecnologías. Los sistemas de distribución de agua enfrentan desafíos significativos, como la pérdida de agua, la falta de información en tiempo real y la necesidad de una gestión más eficiente y sostenible. De manera específica se estudió el caso de La isla de Madeira, en Portugal, debido a su lucha contra un problema hídrico masivo: las pérdidas de agua que alcanzaron una proporción asombrosa del 74%.

Para realizar dicho estudio se utilizó modelos matemáticos y la tecnología de los gemelos digitales. Asimismo, se propusieron soluciones para reducir estas pérdidas cercanas al 64%, lo que representaría un ahorro de un 10% del agua. La inversión necesaria para implementar estas soluciones podría recuperarse en solo 7 años. Los gemelos digitales son una tecnología que crea una réplica virtual de sistemas físicos, como las redes de distribución de agua. Es útil para mejorar la gestión en sistemas complejos al permitir la simulación de diferentes situaciones y la identificación de soluciones antes de ponerlas en práctica en el mundo real.

Innovación digital clave para mejorar la distribución del agua: Resultados del estudio

El estudio encontró que las Redes Inteligentes de Agua y los Gemelos Digitales pueden mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las redes de distribución de agua. Al utilizar datos en tiempo real y análisis avanzados, estas tecnologías pueden ayudar a identificar y abordar problemas como la pérdida de agua, las fugas y el uso ineficiente del agua. Los investigadores también encontraron que la implementación de estas tecnologías requiere un enfoque sociotécnico, que implica la colaboración entre diferentes partes interesadas, incluidas las empresas de servicios públicos de agua, las agencias gubernamentales y el público.

De igual forma, en este estudio se destaca la importancia de la participación de las partes interesadas y la necesidad de una comunicación y educación efectivas para garantizar la implementación exitosa de estas tecnologías. El profesor de la UTB Oscar Coronado, doctor en Ingeniería del Agua y Medio Ambiente, participó como coautor en este estudio relevante y concedió una entrevista al equipo de ATTUÁ para ampliar más los hallazgos del estudio.

Habla uno de los expertos del estudio en entrevista exclusiva para ATTUÁ

El Doctor Coronado explicó en dicha entrevista cómo las empresas de servicios públicos enfrentan desafíos significativos en la actualidad relacionados con las grandes pérdidas de agua en sus sistemas de distribución. Estas pérdidas generan costos adicionales y requieren más energía para tratar y distribuir el agua, lo que tiene impactos ambientales y un aumento en las tarifas. Mencionó, además, que las empresas de servicios públicos están obligadas a proporcionar agua potable a todos los habitantes, y estas tecnologías pueden contribuir una distribución más equitativa de este valioso recurso y a identificar fraudes en el sistema.

Coronado destaca que, en muchas ciudades de Colombia, las empresas de servicios públicos enfrentan importantes pérdidas de agua debido a fugas en la red de distribución. Estas pérdidas impactan negativamente tanto en el abastecimiento de agua como en los costos para los usuarios finales. Señala también que las pérdidas de agua pueden superar el 60 por ciento en redes de distribución, es decir, para una familia que consuma 8 metros cúbicos de agua al mes, se pueden perder hasta 12 metros cúbicos debido a estas pérdidas en la red.

La implementación de tecnologías como gemelos digitales y redes de agua inteligentes puede ayudar a solucionar muchos de estos problemas analizados. Según Coronado, estas tecnologías son eficientes porque permiten monitorear en tiempo real diversas variables en la red de distribución, como la presión, el caudal y la calidad del agua. A su vez, gracias a técnicas de inteligencia artificial, se pueden crear con esta tecnología modelos que pueden predecir y prevenir problemas como roturas y fugas en el corto y largo plazo.

Contribución hacia un futuro sostenible del agua y la energía: Conclusiones

El tema central de esta investigación se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente en términos de abastecimiento de agua y energía sostenible. Las tecnologías propuestas pueden reducir las pérdidas de agua y lograr un impacto positivo en la generación de energía y en la transición hacia prácticas más sostenibles. Coronado plantea la necesidad de políticas públicas que regulen la implementación de estas tecnologías en las empresas de servicios públicos, tanto a nivel regional como nacional.

El estudio realizado proporciona información valiosa sobre el potencial de las Redes Inteligentes de Agua y los Gemelos Digitales para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las redes de distribución de agua. Los hallazgos de este estudio tienen implicaciones importantes para la gestión y la política del agua, y son útiles para las empresas de servicios públicos de agua, los responsables políticos y otras partes interesadas involucradas en la gestión de los recursos hídricos. En este enlace puede acceder al documento completo: https://www.mdpi.com/2073-4441/15/6/1129

Gemelos digitales: Son una serie de aplicaciones que cuentan con modelos matemáticos, modelos de sistema de información geográfica controlado y sensores de agua, es decir, son herramientas que ya están disponibles e informan en tiempo real lo que pasa con la distribución de agua para poder predecir lo que puede pasar.

Redes de agua inteligente: Son tuberías inteligentes, y esto tiene que ver con la instrumentación, para que mande una información asertiva en tiempo real de lo que está pasando con la red de agua, por ello son capaces de monitorear qué pasa con la presión, con la calidad de agua y el contenido de cloro con va el agua.

Aguadigital: Visualiza en tiempo real toda la red de agua.