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Optimización de los recursos hídricos con una herramienta de predicción del flujo de entrada de agua

A medida que el calentamiento global provoca fenómenos meteorológicos extremos cada vez más frecuentes, el agua se ha ganado el apelativo de «oro del siglo XXI», ya que su flujo resulta cada vez más incierto. Waterjade ha desarrollado un sistema predictivo para aprovechar al máximo el valor de cada gota.

Cambio climático y medio ambiente

Además de aportar beneficios sanitarios y sociales, el agua es un elemento esencial en sectores como la agricultura y la producción energética. Su suministro irregular plantea desafíos a los gestores a la hora de predecir los flujos de agua con antelación suficiente para evitar tanto los desbordamientos como la interrupción de los servicios. Con el fin de reducir los efectos de los fenómenos extremos y ayudar a los clientes a adaptarse a las nuevas condiciones climáticas, el proyecto Waterjade, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un sistema capaz de predecir todos los flujos de entrada de agua de todos los ríos del mundo. El nuevo algoritmo de predicción de Waterjade combina modelos físicos con inteligencia artificial con el fin de realizar el seguimiento de todo el ciclo del agua, desde la nieve de las montañas hasta los ríos de los valles, con mayor precisión.

El algoritmo de predicción

Actualmente, la predicción hídrica suele fundamentarse en modelos empíricos simplificados basados en datos históricos que no pueden plasmar la rápida evolución de las tendencias climáticas y los cambios en los ciclos hidrológicos. Esto puede dar como resultado pronósticos propensos a errores, lo cual puede tener consecuencias graves. Un ejemplo de ello es el coste que tuvo para las empresas el hecho de que, en 2018, el Rin sufriese una de las sequías más largas de las que se tiene constancia. Con una predicción mejor, podrían haberse mitigado estos costes, y otros similares. La herramienta de predicción de Waterjade combina las especificaciones de las plantas de agua con datos históricos y meteorológicos como datos de entrada para su algoritmo, que trabaja con modelos físicos con el objetivo de predecir la entrada de agua en ríos y embalses. El sistema utiliza datos de distintas fuentes de datos abiertos, como estaciones meteorológicas «in situ», imágenes vía satélite del proyecto Copernicus y predicciones meteorológicas numéricas. Los clientes que inician sesión en la plataforma de Waterjade pueden encontrar pronósticos hídricos para sus plantas en los próximos días y meses. También disponen de un sistema de apoyo a las decisiones para ayudarles a gestionar los niveles de los embalses e identificar posibles problemas en el futuro, como sequías o inundaciones. Los usuarios pueden aprovechar herramientas de optimización que muestran el agua disponible, representándola gráficamente en función de las predicciones de demanda, basadas en distintos escenarios definidos por el usuario. Según el director del proyecto, Matteo Dall’Amico: «Lo que distingue a nuestra solución es su flexibilidad en una serie de contextos locales, como las configuraciones de los embalses, junto con su precisión en relación con el efecto de distintas condiciones climáticas variables». Hasta el momento, el equipo ha probado su solución en dos condiciones climáticas distintas: los Alpes, donde la mayor parte de las entradas de agua proceden de la nieve, y el sur de España, que se caracteriza por un clima cálido y árido. «En ambos casos, Waterjade mejoró la precisión de las predicciones y redujo los errores en un 50 % frente a las soluciones avanzadas actuales, en cuanto al seguimiento de la nieve y las predicciones de entrada desde los ríos», explica Dall’Amico.

Abordar la escasez de agua

Según la Comisión Europea, alrededor del 10 % de la superficie total de la Unión Europea sufre escasez de agua. Se ha calculado que el impacto económico directo de los períodos de sequía fue de más de 100 000 millones de euros durante los treinta años anteriores a 2007. Según explica Dall’Amico: «Al anticiparse a las crisis, Waterjade ofrece una herramienta que puede ayudar a los gestores hidrológicos, especialmente a las centrales hidroeléctricas, a mitigar los períodos de escasez de agua, en lugar de solo reaccionar a ellos». En la actualidad, Waterjade está en proceso de solicitud de patente y se ofrece en régimen de suscripción, pero el equipo también pretende introducir una opción de «software» como servicio. Ahora, el equipo trabaja para ampliar la elaboración de pronósticos estacionales del sistema y su capacidad de seguimiento de la nieve mediante la mejora del análisis de las imágenes vía satélite. Buscan aplicar técnicas avanzadas de reducción de escala para poder abarcar las condiciones locales en alta resolución. Waterjade también trabaja en el desarrollo de un panel de control de la plataforma para la interacción con los clientes. El equipo busca posibles socios para comercializar el sistema, que se prevé que incluya a unas veinte mil instalaciones europeas.

Palabras clave

Waterjade, sequía, embalse, calentamiento global, clima, hidrológico, pronóstico, nieve, río, meteorológico, inundaciones

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