La inteligencia artificial (IA) alcanza cada día más aspectos de nuestro día a día. También ha llegado a la gestión de los recursos hídricos, con numerosas iniciativas que aplican la «metodología de aprendizaje profundo por refuerzo», fundamento de la IA, a la gestión del agua. Veamos primero en qué consiste esa metodología y después hagamos un recorrido por diferentes iniciativas que la aplican con el fin de alcanzar la eficiencia, el ahorro y, en general, la sostenibilidad en la gestión, uso y consumo de agua. Acompañadnos.
El aprendizaje profundo por refuerzo es una forma de aprendizaje automático que combina el aprendizaje por refuerzo y el aprendizaje profundo. El aprendizaje por refuerzo se refiere a la capacidad de una computadora de aprender a tomar decisiones, mediante algoritmos, por ensayo y error —o, mejor dicho, por acumulación de ensayos y errores. En cambio, el aprendizaje profundo es la capacidad de la máquina de transformar un conjunto de datos de entrada, a través de una red neuronal, en un conjunto de datos de salida. Para cerrar el círculo, apuntaremos nada más que una red neuronal es un modelo informático inspirado en la estructura y función de las redes neuronales biológicas del cerebro de los animales.
Por fin, el aprendizaje profundo por refuerzo incorpora el aprendizaje profundo a la solución de problemas o, lo que es lo mismo, a la toma de decisiones. Así, los sistemas informáticos son capaces de decidir, a partir de datos de entrada no estructurados muy grandes, qué acciones realizar para optimizar un objetivo. El aprendizaje profundo por refuerzo se ha aplicado a la robótica, a los videojuegos, al procesamiento del lenguaje natural, a la visión por ordenador, a la educación, al transporte, a las finanzas, a la sanidad y, como ya vamos a ver, recientemente, a la gestión del agua.
Así es, la compañía multinacional española Acciona ha puesto en marcha, en una planta piloto de tratamiento de agua, el proyecto PRISTINE. Gracias a este, una serie de sensores virtuales en línea detectan datos como el caudal, el pH y la turbidez del agua, y un sistema de IA asociado estima las concentraciones de contaminantes en tiempo real, cosa que solo se podía hacer hasta ahora en laboratorios y, por supuesto, no en tiempo real. De esa manera, el sistema implementado con el proyecto PRISTINE ajusta automáticamente el tratamiento del agua para cumplir con las normativas.
Otro ejemplo es el de la compañía de agua potable británica Severn Trent, la cual anunciaba en enero de 2023 que había conseguido transformar la gestión de las aguas residuales con un «ensayo líder en el sector que utiliza IA» para «predecir las condiciones meteorológicas, prever el mantenimiento y controlar el flujo de vertidos». En palabras del director de inteligencia e innovación de Severn Trent, Rich Walwyn, «cuando sabemos que se prevén lluvias torrenciales, la red optimiza automáticamente su capacidad de almacenamiento (…) y desvía el caudal lejos de los desbordamientos y los puntos conflictivos, lo que reduce el riesgo de inundaciones y de contaminación».
Un tercer ejemplo es el de Oldcastle Infrastructure. Esta compañía proveedora de soluciones en infraestructuras de Estados Unidos se asoció con la empresa británica FIDO Tech Ltd. para desarrollar una tecnología de IA que han denominado Hydro-Logic CivilSense. Gracias a dicho sistema de IA, es posible detectar fugas a lo largo de la red de distribución de agua. Y esta, a juzgar por las cifras, no es una cuestión menor.
Según datos que proporciona Oldcastle Infrastructure, en EE.UU. se producen 240.000 roturas de tuberías al año, se pierden unos 22.700 millones de litros de agua potable, y municipios y empresas de suministro pierden unos $7.500 millones. La solución que aporta Oldcastle Infrastructure consiste en cartografiar la infraestructura hídrica, instalar sensores en lugares estratégicos y recopilar sus parámetros. Posteriormente, la herramienta de IA analiza los datos y es capaz de predecir y detectar las fugas en la red con una precisión del 93%.
Estos son solo algunos de los ejemplos de implantación de inteligencia artificial que se desarrollan en el mundo para la gestión del agua. Hay más y, sin duda, en un futuro próximo, todavía surgirán nuevos proyectos. Estaremos atentos para dároslos a conocer.
Fuentes: ACCIONA I’MNOVATION, Wikipedia 1, Wikipedia 2, Severn Trent, Oldcastle Infrastructure.
