AGUA Y TECNOLOGÍA
1O Retos Innovadores
¿Cómo innovar en el saneamiento y depuración?
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Hoy en día, la innovación en el saneamiento y depuración del agua es esencial para abordar los retos ambientales, sociales y económicos del presente y futuro.
Mejorar la sostenibilidad ambiental, implica reducir el impacto de las depuradoras mediante la minimización de vertidos, y el aprovechamiento eficiente de los recursos. Esto incluye adoptar tecnologías que permitan eliminar contaminantes emergentes, como microplásticos o fármacos, que actualmente las depuradoras convencionales no están preparadas para ello.
Cumplir con las normativas cada vez más exigentes, requiere incorporar procesos avanzados, que garanticen una alta calidad del agua tratada para ser devuelta al medioambiente o para su reutilización en actividades urbanas, agrícolas o industriales.
A su vez, es clave fomentar la economía circular, convirtiendo los subproductos del proceso de depuración, como los lodos, en recursos valiosos como fertilizantes o energía renovable.
La incorporación de medidas en el marco de la economía circular es la clave para obtener distintos recursos a través del ciclo integral del agua. De este modo, implementar tecnologías que permitan extraer valor añadido de los procesos de tratamiento y distribución, son capitales para la optimización, la sostenibilidad, y la eficiencia de los procesos del ciclo del agua.
El objetivo que se persigue en el ecosistema de innovación Inno4H2O es promover la colaboración entre empresas, universidades, centros tecnológicos y administraciones públicas, en definitiva, a toda la cadena de valor, que ofrezca soluciones a los retos actuales del sector del agua, promueva la colaboración público-privada y la transferencia de conocimiento. Todo ello, para lograr una gestión más sostenible del agua, adaptada a las necesidades actuales y futuras.
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¿Cómo innovar para obtener soluciones que garanticen el acceso a agua potable de alta calidad?
La antropización del ciclo del agua acelera los procesos naturales de abastecimiento de agua. El tratamiento de agua bruta en plantas potabilizadoras y la distribución regulada de agua potable son hitos que permiten el desarrollo de la vida humana en el estado de bienestar. Si bien, la falta de recursos y el continuo comportamiento alcista, desde el punto de vista económico, de los mismos, dificulta sobremanera la sostenibilidad y la resiliencia de los sistemas hidráulicos. Por ello, bajo aplicación de políticas de economía circular, las redes de distribución y los procesos de tratamiento de agua ofrecen oportunidades clave para abordar esta problemática, mediante la implantación de actuaciones en el marco de la reutilización y la valorización de recursos.
En el contexto actual de escasez de agua, cobra especial interés la aplicación de tecnologías innovadoras que permitan reutilizar el agua. Además, las normativas tanto europeas como nacionales, buscan promover la reutilización, como una estrategia prioritaria.
Por otro lado, la recién publicación del Reglamento de Dominio Público Hidráulico (RDPH) obliga a determinados municipios al control de sus vertidos y alivios, y a la elaboración de Planes Integrales de Gestión del Sistema de Saneamiento (PIGSS).
La participación en el presente proyecto permite apuntar a la consecución de objetivos fundamentales tales como la eficiencia energética y la reducción de los residuos en el proceso de tratamiento. De este modo, desde EMIVASA, se pretende proporcionar e incrementar soluciones que permitan a los operadores de las redes de distribución los siguientes objetivos:
- Validación de tecnologías para la recuperación de energía en las redes de distribución.
- Valorización de residuos del trat. de agua potable (fangos).
- Validación de sensores para detección de contaminantes específicos
¿Cómo crear una economía circular del agua sostenible?
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En un contexto de crisis climática que conlleva una disminución de los recursos hídricos disponibles y de su calidad, unido a periodos de sequías prolongadas, inundaciones y contaminación de las masas de agua, hace que tengamos que trabajar duro en garantizar el abastecimiento de las demandas de agua de nuestra sociedad para mantener el nivel económico, social y ambiental de nuestro entorno.
La incorporación de medidas en el marco de la economía circular es la clave para obtener distintos recursos a través del ciclo integral del agua. De este modo, implementar tecnologías que permitan extraer valor añadido de los procesos de tratamiento y distribución, son capitales para la optimización, la sostenibilidad, y la eficiencia de los procesos del ciclo del agua.
El objetivo que se persigue en el ecosistema de innovación Inno4H2O es promover la colaboración entre empresas, universidades, centros tecnológicos y administraciones públicas, en definitiva, a toda la cadena de valor, que ofrezca soluciones a los retos actuales del sector del agua, promueva la colaboración público-privada y la transferencia de conocimiento. Todo ello, para lograr una gestión más sostenible del agua, adaptada a las necesidades actuales y futuras.
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¿Cómo podemos optimizar la gestión de las redes de distribución y saneamiento mediante tecnologías TIC para reducir costes y aumentar la eficiencia asegurando la calidad?
La situación geopolítica, las Políticas Europeas relacionadas con el Green Deal establecen un marco en el cual la eficiencia tanto hídrica como energética son dos pilares para contribuir a la sostenibilidad del recurso, a la descarbonización.
Además, trabajar para lograr un buen estado de mantenimiento de las redes de agua potable y saneamiento, así como en su optimización desde el punto de vista hídrico, permiten contribuir no sólo a reducir el impacto en términos energéticos, sino a la sostenibilidad del recurso.
En este contexto, las oportunidades más relevantes son:
- En redes de agua potable: regulación depresión basado en DMAs y análisis de previsión de demanda
- En redes de saneamiento: reducción de infiltraciones optimización de bombeos
- En redes de saneamiento y potable: aprovechamiento de la energía potencial
El objetivo es ofrecer soluciones basadas en el uso intensivo de datos para lograr el máximo rendimiento de las redes de distribución y saneamiento con el menor impacto medioambiental.
¿Cómo podemos transformar los datos en una mejor planificación y gestión?
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Los sistemas de tratamiento de agua utilizan grandes volúmenes de datos cuyas fuentes son dispersas, heterogéneas, que a menudo no están integradas y que además se encuentran sin analizar. Esto dificulta la toma de decisiones operativas y estratégicas.
Entre los tipos de datos que intervienen destacan los que podemos obtener de sensores, de sistemas SCADA, de análisis bioquímicos realizados en laboratorio, los datos meteorológicos y los datos de demanda de consumo de agua.
Nos enfrentamos, entre otros desafíos, al cambio climático, al crecimiento exponencial de la población mundial y de la población estacional en zonas turísticas.
También a la escasez de recursos hídricos disponibles que estén en condiciones de salubridad. Esto nos obliga a mejorar y aumentar su preservación.
El factor clave es la falta de integración y el análisis adecuado de estos datos. Por este motivo, la eficiencia y la capacidad de respuesta de los sistemas de gestión de agua, es reducida sino se realiza una transformación de los datos.
El objetivo es utilizar analítica avanzada y modelos de Inteligencia Artificial de predicción y de prescripción para optimizar toda la cadena de gestión de agua, aumentando la eficiencia y reduciendo las pérdidas.
De esta manera, aplicamos modelos avanzados que no solo permiten identificar patrones complejos en los datos, sino que también automatizan la toma de decisiones críticas en tiempo real. Al implementar algoritmos de Inteligencia Artificial, podemos anticipar desviaciones en parámetros clave, optimizar el rendimiento de los sistemas de tratamiento de agua y recomendar acciones correctivas antes de que se produzcan incidencias.
Esto asegura una gestión proactiva y eficiente, minimizando pérdidas y maximizando la fiabilidad en la cadena de suministro.
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¿Cómo puede la IA mejorar la eficiencia de los sistemas de agua en tiempo real?
La gestión eficiente del agua es un desafío crítico en un entorno donde la crisis climática y el crecimiento de la población incrementan la presión sobre los recursos hídricos. Los sistemas de distribución, captación y tratamiento de agua se enfrentan a problemas como pérdidas por fugas, consumo excesivo de energía y falta de capacidad para adaptarse rápidamente a cambios en la demanda o emergencias. Las soluciones tradicionales no siempre logran responder con la rapidez y precisión que exigen las circunstancias actuales.
La Inteligencia Artificial (IA) ofrece un enfoque disruptivo para gestionar el ciclo integral del agua en tiempo real. Las herramientas basadas en IA, como modelos predictivos y algoritmos de optimización, pueden identificar fugas, anticipar picos de demanda y ajustar el consumo energético de los sistemas, garantizando eficiencia y sostenibilidad. Además, la IA puede integrarse con sensores IoT y plataformas de análisis de datos para proporcionar una visión integral y dinámica del sistema hídrico.
El objetivo de este reto es implementar tecnologías basadas en IA para optimizar la eficiencia de los sistemas de agua en tiempo real, mejorando la sostenibilidad y resiliencia del ciclo hídrico. Esto incluye la detección temprana de fugas, la optimización del consumo energético ajustándose a la demanda, y la provisión de herramientas avanzadas para una toma de decisiones más rápida e informada, reduciendo desperdicios y maximizando el aprovechamiento de los recursos.
¿Cómo podemos garantizar el correcto funcionamiento de las redes de saneamiento con tecnologías NLP o Realidad Aumentada?
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Las redes de saneamiento deben verse como la parte de un sistema de gestión de aguas residuales que debe orientarse a contribuir a su sostenibilidad.
En este contexto, hay dos aspectos especialmente relevantes en el rol que desempeñan las redes:
- Como infraestructura troncal que debe ser eficiente desde de punto de vista hidráulico, energético y ambiental.
- Como infraestructura que debe integrase en enfoques de gestión centralizado y descentralizado
El contexto expuesto plantea tres escenarios de oportunidad:
En primer lugar el aprovechamiento de la información interna de las empresas y entidades encargadas de su gestión. La tecnología NLP puede facilitar el tratamiento de información cualitativa relacionada con la descripción de las incidencias, facilitando el desarrollo de análisis causales y el establecimiento de políticas de mitigación las mismas.
En segundo lugar la optimización en la identificación de soluciones. La tecnología NLP, combinada o no con tecnologías de IA generativa, puede facilitar la utilización de catálogos de soluciones tradicionales, o novedosas, tanto de dominio de enfoque centralizado como descentralizado.
Y finalmente la transferencia de conocimiento. El uso de técnicas de realidad aumentada puede ser empleado para la virtualización de infraestructuras, añadiendo valor añadido, por ejemplo, a información BIM, pero también para facilitar la gestión de activos y la capacitación de empleados.
Nuestro propósito es contribuir a la productividad de los procesos de mantenimiento y gestión de redes de saneamiento a través del retorno de experiencia y/o transferencia de conocimiento corporativo basado en técnicas de Lenguaje Natural y Visión Artificial.
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¿Cómo podemos optimizar la eficiencia hídrica y energética en redes de distribución y saneamiento?
La gestión eficiente del agua es un desafío crítico en un entorno donde la crisis climática y el crecimiento de la población incrementan la presión sobre los recursos hídricos. Los sistemas de distribución, captación y tratamiento de agua se enfrentan a problemas como pérdidas por fugas, consumo excesivo de energía y falta de capacidad para adaptarse rápidamente a cambios en la demanda o emergencias. Las soluciones tradicionales no siempre logran responder con la rapidez y precisión que exigen las circunstancias actuales.
La Inteligencia Artificial (IA) ofrece un enfoque disruptivo para gestionar el ciclo integral del agua en tiempo real. Las herramientas basadas en IA, como modelos predictivos y algoritmos de optimización, pueden identificar fugas, anticipar picos de demanda y ajustar el consumo energético de los sistemas, garantizando eficiencia y sostenibilidad. Además, la IA puede integrarse con sensores IoT y plataformas de análisis de datos para proporcionar una visión integral y dinámica del sistema hídrico.
El objetivo de este reto es implementar tecnologías basadas en IA para optimizar la eficiencia de los sistemas de agua en tiempo real, mejorando la sostenibilidad y resiliencia del ciclo hídrico. Esto incluye la detección temprana de fugas, la optimización del consumo energético ajustándose a la demanda, y la provisión de herramientas avanzadas para una toma de decisiones más rápida e informada, reduciendo desperdicios y maximizando el aprovechamiento de los recursos.
¿Cómo podemos optimizar energéticamente los procesos de depuración y tratamiento garantizando la eficiencia operativa?
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La situación geopolítica, las Políticas Europeas relacionadas con el Green Deal establecen un marco en el que la eficiencia tanto hídrica como energética son dos pilares para contribuir a la sostenibilidad del recurso, su descarbonización y a la reducción del impacto sobre el cambio climático.
En este contexto, una de las oportunidades de trabajo está en la optimización de procesos de potabilización y depuración mediante estrategias de control definidas facilitadas mediante técnicas de modelado numérico, Inteligencia Artificial e híbrido.
La finalidad que perseguimos es ofrecer estrategias de control de procesos de potabilización y tratamiento orientadas a facilitar su eficiencia energética y operativa a través de soluciones y basadas en el uso intensivo de tecnologías digitales (modelado numérico, basado en datos y/o hibrido).
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¿Cómo podemos integrar las soluciones renovables de generación de energía en el ciclo integral del agua?
La situación geopolítica, las Políticas Europeas relacionadas con el Green Deal establecen un marco en el que la eficiencia tanto hídrica como energética son dos pilares para contribuir a la sostenibilidad del recurso, su descarbonización y a la reducción del impacto sobre el cambio climático.
Es el momento de contribuir a la descarbonización y a la optimización de los costes de explotación del ciclo del agua a través de integración de energías renovables.
Nuestro objetivo es resolver este reto facilitando servicios de simulación, emulación e impacto del comportamiento de las energías renovables como sustituto o complemento de las redes convencionales en distintas instalaciones a lo largo del ciclo del agua (tratamiento, bombeo u otros).
