{"id":2984,"date":"2020-12-06T05:45:21","date_gmt":"2020-12-06T05:45:21","guid":{"rendered":"http:\/\/localhost\/tienda\/?p=2984"},"modified":"2024-01-16T18:05:49","modified_gmt":"2024-01-16T18:05:49","slug":"agua-inteligente-ciudades-inteligentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/atl.org.mx\/index.php\/agua-inteligente-ciudades-inteligentes\/","title":{"rendered":"Agua inteligente, ciudades inteligentes"},"content":{"rendered":"\t\t
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DOI:<\/strong>\u00a010.24850\/b-imta-perspectivas-2020-33\u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0Descarga\u00a0PDF<\/strong><\/a><\/p><\/blockquote>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Diversos investigadores se\u00f1alan que durante el siglo XXI una gran cantidad de ciudades en todo el mundo enfrentar\u00e1n retos h\u00eddricos inconmensurables (Peirce y Johnson, 2009).<\/p>

La impermeabilizaci\u00f3n del suelo, debida a la presencia de concreto y asfalto en grandes superficies, modifica la relaci\u00f3n lluvia-escurrimiento de las cuencas dentro de la ciudad, lo que a su vez produce que incluso lluvias de corta duraci\u00f3n dificulten la conducci\u00f3n y el drenaje seguro de los vol\u00famenes de agua resultado de precipitaciones moderadas. De esta manera, las inundaciones representan una amenaza importante al bienestar de la sociedad y al funcionamiento adecuado de los servicios urbanos.<\/p>

Por otro lado, el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Clim\u00e1tico (IPCC, por sus siglas en ingl\u00e9s), reporta que es muy probable que el n\u00famero de eventos de precipitaci\u00f3n extrema sobre la Tierra haya aumentado, adem\u00e1s de que se espera que, en un futuro pr\u00f3ximo, estos eventos sean cada vez m\u00e1s intensos y frecuentes (Stocker et al. 2013). Dada la magnitud de los riesgos hidrometeorol\u00f3gicos esperados, las ciudades tienen la obligaci\u00f3n de\u00a0desarrollar e implementar estrategias de adaptaci\u00f3n y resiliencia ante estos nuevos extremos<\/strong>, de tal suerte que sea posible definir una estrategia para su gesti\u00f3n en el corto, mediano y largo plazos.<\/p>

Es posible anticipar que, de no emprender ninguna acci\u00f3n en diversas zonas urbanas de nuestro pa\u00eds, se registrar\u00e1 un incremento en la cantidad y magnitud de impactos adversos registrados por la incidencia de fen\u00f3menos hidrometeotol\u00f3gicos extremos. Tal como ya se ha visto durante esta temporada de lluvias (2020), con el nuevo r\u00e9cord de huracanes registrados en un a\u00f1o y las extensas inundaciones en Tabasco. Esto es evidencia clara de la proyecci\u00f3n al alza en el n\u00famero e intensidad de inundaciones y lluvias severas, por lo que es necesario implementar acciones concretas e inmediatas que permitan conocer los cambios en el ciclo hidrol\u00f3gico por la presencia del hombre, para de esta forma hacer un mejor uso del agua y la infraestructura disponible.<\/p>

Los sistemas de monitoreo\u00a0in situ<\/em>\u00a0proporcionan informaci\u00f3n clave para la gesti\u00f3n adecuada del agua y el manejo de situaciones extremas no previstas. Por ejemplo, las autoridades locales, las empresas y los habitantes necesitan informaci\u00f3n oportuna y detallada que les permita conocer de una manera precisa los riesgos e impactos a los que est\u00e1n expuestos durante una tormenta. Por otro lado, las tecnolog\u00edas de la informaci\u00f3n y comunicaci\u00f3n (TIC) han sido reconocidas como un factor clave para el crecimiento sustentable, mediante las cuales se alcanza la eficiencia trascendiendo las formas y soluciones cl\u00e1sicas de la ingenier\u00eda hidr\u00e1ulica. Entre estas se encuentran el Internet, las redes inal\u00e1mbricas, los tel\u00e9fonos celulares y otros medios de comunicaci\u00f3n que ya son utilizados en sociedades modernas y que est\u00e1n modificando profundamente la manera en la que se vive (p. ej. Uber para el servicio de transporte, Airbnb, para el alojamiento, etc.).<\/p>

El uso de las TIC a nivel urbano permite un mejor monitoreo y diagn\u00f3stico de problemas, de tal manera que es posible priorizar acciones y manejar situaciones no previstas en un tiempo muy corto. La aplicaci\u00f3n de estas tecnolog\u00edas para el monitoreo del ciclo urbano del agua es referido en la literatura como sistemas de agua inteligentes. La Organizaci\u00f3n para la Cooperaci\u00f3n y Desarrollo Econ\u00f3mico (OECD, por sus siglas en ingl\u00e9s) define a estos sistemas como aquellos \u201ccon un alto grado de automatizaci\u00f3n, tiempos de respuesta r\u00e1pidos o con la capacidad de capturar informaci\u00f3n en tiempo real y la habilidad para transmitir datos entre lugares remotos al servidor de procesamiento, de tal manera que estos datos est\u00e1n disponibles al p\u00fablico y usuarios\u201d (OECD, 2014).<\/p>

Mientras que este tipo de sistemas combinan innovaciones t\u00e9cnicas y no t\u00e9cnicas, las TIC proveen nuevas posibilidades de priorizaci\u00f3n de recursos y atenci\u00f3n de zonas susceptibles a experimentar da\u00f1os en tiempos muy cortos, con lo que se abre la posibilidad de disminuir y mitigar las p\u00e9rdidas que de otra manera ser\u00edan registradas hasta la finalizaci\u00f3n del evento.<\/p>

Son a\u00fan pocas las ciudades del mundo que proveen acceso a la informaci\u00f3n hidrol\u00f3gica a trav\u00e9s de las telecomunicaciones (p. ej. internet, sensores inal\u00e1mbricos, tel\u00e9fonos celulares, etc.), por lo que en diversos foros internacionales se reconoce que todav\u00eda existe un nivel de madurez bajo respecto a la estandarizaci\u00f3n de soluciones con base en TIC para este prop\u00f3sito (Goubersville, 2016). \u00a0Uno de los factores que ha restringido la proliferaci\u00f3n global de estos sistemas es el alto costo econ\u00f3mico para su implementaci\u00f3n en el monitoreo de lluvia, caudales y fugas en tiempo real (Boyle\u00a0et al.,<\/em>\u00a02013).\u00a0 Este costo es consecuencia directa no solo de los equipos de monitoreo necesarios, sino tambi\u00e9n de las herramientas sofisticadas que se necesitan para el proceso y posproceso de la informaci\u00f3n adquirida, ya que, por lo general, esta se encuentra en un formato que no suele ser amigable para personas sin la suficiente cultura inform\u00e1tica, y su interpretaci\u00f3n requiere un alto grado de especializaci\u00f3n por parte del personal encargado.<\/p>

Uno de los mayores retos de las ciencias hidrol\u00f3gicas y de la ingenier\u00eda hidr\u00e1ulica es el monitoreo remoto de las variables relevantes en tiempo real, de tal manera que se provea una fotograf\u00eda instant\u00e1nea de los forzamientos y el sistema en operaci\u00f3n (p. ej. drenaje o zonas con lluvia intensa) (Bogena\u00a0et al.,<\/em>\u00a02010).<\/p>

Un caso digno de rescatar es el de la Ciudad de M\u00e9xico. Esta urbe constituye uno de los centros urbanos m\u00e1s grandes del mundo, en el que el monitoreo de la precipitaci\u00f3n es de gran importancia para la adecuada operaci\u00f3n de la infraestructura de drenaje. En este caso, en a\u00f1os recientes, a pesar de los esfuerzos de las autoridades para actualizar el sistema de drenaje (p. ej. construcci\u00f3n del T\u00fanel Emisor Oriente, entre otros), ha sido evidente que la ciudad contin\u00faa expuesta a inundaciones.\u00a0 Esto se debe a lo complejo que resulta la operaci\u00f3n del drenaje bajo forzamientos de lluvias de gran intensidad y corta duraci\u00f3n (de tipo convectivo), adem\u00e1s de la limitada ventana de observaci\u00f3n (15 minutos) de estos eventos por parte de los sistemas actualmente instalados. Esta problem\u00e1tica ejemplifica la complejidad a la que est\u00e1n expuestas las autoridades encargadas de atender este tipo de eventos desde su nivel municipal hasta el nivel estatal. Por ejemplo, en aquellos casos en los que las afectaciones se registran de manera generalizada y simult\u00e1nea es necesario proveer a todos las \u00e1reas pertinentes la informaci\u00f3n m\u00e1s reciente y precisa posible para la organizaci\u00f3n de brigadas de apoyo y rescate por parte de sus cuerpos de seguridad.<\/p>

En este sentido, el aprovechamiento de las TIC para el monitoreo inteligente del agua en zonas propensas a inundaci\u00f3n tiene el potencial de contribuir de manera directa al incremento de la seguridad de su poblaci\u00f3n, as\u00ed como al mejoramiento de las estrategias de prevenci\u00f3n, atenci\u00f3n y adaptaci\u00f3n ante estos eventos clim\u00e1ticos, en virtud de que trav\u00e9s de su uso es posible no solo contar con informaci\u00f3n en diversos puntos, sino tambi\u00e9n tener acceso (abierto y p\u00fablico) a la informaci\u00f3n de manera r\u00e1pida y a una alta resoluci\u00f3n temporal (minuto a minuto). De hecho, en todo el mundo existe una preocupaci\u00f3n creciente por la obtenci\u00f3n de informaci\u00f3n de lluvia en tiempo real (al minuto) a una escala urbana. Sin embargo, la mayor\u00eda de los componentes de almacenamiento de datos que se comercializan en el mercado no permiten la adquisici\u00f3n y transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n en tiempo real. Esto se debe a las restricciones de cableado que elevan considerablemente el costo de implementaci\u00f3n (Kerkez\u00a0et al.<\/em>, 2012). Si bien es cierto que existen numerosos sistemas inal\u00e1mbricos comerciales que pueden transmitir datos entre dos puntos, este\u00a0hardware<\/em>\u00a0utiliza por lo general radios de alta potencia que requieren una energ\u00eda sustancial para la transmisi\u00f3n de la informaci\u00f3n.<\/p>

De manera alternativa, se han registrado avances en la tecnolog\u00eda inform\u00e1tica que hacen uso de librer\u00edas gratuitas para diversos prop\u00f3sitos. Esto ha permitido el desarrollo de computadoras miniatura de bajo costo, conocidas como Arduino o Raspberry, cuyo uso dentro de la ingenier\u00eda hidr\u00e1ulica es todav\u00eda incipiente. A pesar de lo anterior, ya empiezan a registrarse los primeros casos de \u00e9xito, en los que se demuestra su capacidad para la implementaci\u00f3n de soluciones de bajo costo y alta eficiencia, permitiendo el monitoreo de variables en tiempo real a escalas espaciales y temporales nunca antes vistas (Pedrozo-Acu\u00f1a\u00a0et al.,\u00a0<\/em>2017). Es el caso del sistema de monitoreo de lluvia desarrollado por el Instituto de Ingenier\u00eda de la UNAM para la Ciudad de M\u00e9xico, transformando el paradigma del alto costo de estos servicios e incorporando tecnolog\u00edas de la informaci\u00f3n bajo una filosof\u00eda de datos abiertos y disponibles a toda la sociedad (www.oh-iiunam-mx<\/a>). Es posible afirmar que la misma arquitectura de este sistema se puede utilizar para medir concesiones, acu\u00edferos, r\u00edos, drenaje, presas y acueductos. Es una demostraci\u00f3n viva de que un cambio de paradigma en el monitoreo del agua es posible, de la mano de la ingenier\u00eda nacional y con base en dispositivos de bajo costo para la adquisici\u00f3n y gesti\u00f3n de datos, cualidad que lo hace una plataforma escalable, interoperable y que soporta la recolecci\u00f3n de datos de diversos sensores de una manera eficiente, adem\u00e1s de su procesamiento, almacenamiento y publicaci\u00f3n.\u00a0 Este esfuerzo representa una iniciativa que permite una mejor toma de decisiones a las autoridades de diversos niveles de gobierno que tienen bajo su jursidicci\u00f3n la creaci\u00f3n de estrategias que permitan un mejor manejo de estos desastres, a trav\u00e9s de una mejor hidrolog\u00eda operativa (Watteyne\u00a0et al.,<\/em>\u00a02012).<\/p>

Vivimos globalmente una nueva era tecnol\u00f3gica, lo que abre la oportunidad al uso de la ciencia, la innovaci\u00f3n y la tecnolog\u00eda en los temas asociados con el agua. Sin embargo, en todo el mundo, los profesionales del agua son considerados conservadores, precavidos y, en general, lentos en adoptar la modernizaci\u00f3n. A pesar de ello, estamos ante una disyuntiva que nos obliga a comenzar a andar el camino hacia la desectorizaci\u00f3n y digitalizaci\u00f3n del agua. Hay dos razones fundamentales que dan origen a este razonamiento: primero, la idea de un mundo estacionario est\u00e1 muerta. Los ingenieros de anta\u00f1o estaban entrenados para trabajar con la fluctuaci\u00f3n natural del ambiente, anticipando las condiciones futuras con registros hist\u00f3ricos, pero el pasado ya no sirve de gu\u00eda. Conforme el cambio se instala en el clima global, los profesionales del agua deben modernizar sus estrategias para la planificaci\u00f3n de infraestructura, utilizando observaciones del ciclo hidrol\u00f3gico en tiempo real. Segundo, los usuarios del agua estamos profundamente conectados.<\/p>

Las tecnolog\u00edas digitales permean nuestras vidas en maneras inimaginables hasta hace pocos a\u00f1os; por ello, la digitalizaci\u00f3n del agua ha comenzado con la recolecci\u00f3n de informaci\u00f3n en tiempo real. El uso de sensores inteligentes, junto con la inteligencia artificial, abren la puerta a un uso abierto, honesto y leg\u00edtimo de recursos. En el IMTA trabajamos arduamente para aprovechar la tecnolog\u00eda y la digitalizaci\u00f3n en el sector h\u00eddrico, de tal suerte que podamos construir un ecosistema de cooperaci\u00f3n con base en evidencia e informaci\u00f3n com\u00fan. La premisa b\u00e1sica para todos los involucrados deber\u00e1 ser que es posible caminar hacia el desarrollo, de una manera socialmente justa y ambientalmente responsable. Ese es el mantra: el agua es un bien com\u00fan del que todos dependemos, y su correcto manejo es preocupaci\u00f3n de todos.<\/p>

Contribuci\u00f3n de Adri\u00e1n Pedrozo Acu\u00f1a.
Perspectivas IMTA N\u00fam. 33, 2020.<\/strong><\/p>

Referencias:<\/strong><\/p>

Bogena, H. R., M. Herbst, J. A. Huisman, U. Rosenbaum, A. Weuthen, and H. Vereecken (2010), Potential of wireless sensor networks for measuring soil water content variability, Vadose Zone J., 9, 1002\u20131013.<\/p>

Boyle, T., Giurco, D., Mukheibir, P., Liu, A., Moy, C., White, S., Stewart, R. (2013) Intelligent Metering for Urban Water: A Review. Water, 5, 1052-1081.<\/p>

Goubersville, P., (2016) Key Challenges For Smart Water. 12th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2016, Incheon, Korea<\/p>

Kerkez, B., S. D. Glaser, R. C. Bales, and M. W. Meadows (2012), Design and performance of a wireless sensor network for catchment-scale snow and soil moisture measurements, Water Resour. Res., 48, W09515, doi:10.1029\/2011WR011214.<\/p>

OECD. (2014). Managing water for future cities.<\/p>

Peirce, N.R., Johnson, C.W.: Century of the City: No Time to Loose. Rockefeller Foundation, New York (2009)<\/p>

Pedrozo-Acu\u00f1a, A., Magos-Hern\u00e1ndez, J.A., S\u00e1nchez-Peralta, J.A., Amaro-Loza, A., Bre\u00f1a-Naranjo, J.A., 2017.\u00a0 Real-time and Discrete Precipitation Monitoring in Mexico City: Implementation and Application. HydroSensoft 2017, International Symposium on Hydro-Environment Sensors and Software, IAHR, Madrid, Spain.<\/p>

Stocker, T.F., et al.: Technical summary. In: Stocker, T.F., et al. (eds.) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge and New York (2013)<\/p>

Watteyne, T., Vilajosana, X., Kerkez, B., Chraim, F., Weekly, K., Wang, Q., Glaser, S. and Pister, K. (2012), OpenWSN: a standards-based low-power wireless development environment. Trans. Emerging Tel. Tech., 23: 480\u2013493. doi:10.1002\/ett.2558<\/p><\/blockquote>

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