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Desafíos y soluciones en la gestión de recursos hídricos en 2024

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La gestión de recursos hídricos se enfrenta a un momento crucial, impulsada por retos como el cambio climático. Este fenómeno está generando periodos de sequía más extensos y lluvias más intensas. Abordar este reto, junto con el aumento demográfico y el desarrollo urbano, plantea desafíos en múltiples direcciones para las administraciones encargadas de la gestión de recursos hídricos. La respuesta a estos desafíos va más allá de las soluciones constructivas tradicionales, requiriendo un enfoque filosófico-tecnológico.     

Así pues, en 2024 la digitalización se asentará como una herramienta esencial para abordar estos retos. Analizar datos, identificar tendencias y aplicar tecnologías como Big Data, Machine Learning e Inteligencia Artificial (IA) son elementos cruciales en la nueva era de la gestión del agua. Sin embargo, este enfoque también demanda un esfuerzo significativo para recopilar y disponer de datos de calidad y válidos.

Por otro lado, el cambio climático también está afectando a las series de datos que son la base de estudios y planificaciones, pues gran parte del histórico de esos datos no estaba afectada por los efectos de este fenómeno. Esto exige respuestas resilientes, es decir, tener la capacidad de adaptarse, anticiparse y prever los escenarios más desfavorables para optimizar la gestión del agua, minimizando los riesgos tanto de inundaciones como de sequías.

En este sentido, herramientas como los Sistemas de Ayuda a la Decisión (SAD) y los Sistemas de Alerta Temprana (SAT) serán la tendencia tecnológica decisiva para abordar estos eventos extremos.

El impacto de los eventos extremos en la gestión de recursos hídricos

Las sequías, cada vez más frecuentes e intensas, extienden su repercusión más allá del agua superficial, afectando las masas de agua subterránea y disminuyendo su calidad debido a la sobreexplotación de acuíferos durante períodos secos. En el contexto de sequías prolongadas, la gestión efectiva debe abordar tanto la cantidad como la calidad del agua, ya que la sobreexplotación no solo agota los recursos, sino que también empeora su calidad pudiendo aumentar la concentración de contaminantes e intrusión de agua salina. Por lo tanto, es crucial que los sistemas de apoyo a la decisión integren modelos hidrogeoquímicos para evaluar y gestionar esta calidad durante las sequías.

Analizar datos, identificar tendencias y aplicar tecnologías como Big Data, Machine Learning e Inteligencia Artificial (IA) son elementos cruciales en la nueva era de la gestión del agua

El impacto de las sequías también está siendo económico y social, pues afecta a la agricultura y provoca pérdidas de cosechas, aumentando los costos de producción. Además, comunidades enteras se han enfrentado a la escasez de agua potable, agravando su situación de pobreza y provocando tensiones sociales.

Las inundaciones repentinas, o Flash Floods, alimentadas por eventos climáticos extremos, representan otro desafío emergente en el siglo XXI. La frecuencia de lluvias torrenciales ha aumentado drásticamente, generando inundaciones en áreas previamente no consideradas vulnerables.

Este tipo de eventos ha causado estragos económicos y sociales en todo el mundo. Pérdidas de vidas, daños a la infraestructura, pérdida de propiedades y desplazamiento de comunidades son solo algunos de sus múltiples efectos. En términos económicos, las pérdidas directas e indirectas han sumado miles de millones de dólares, afectando la estabilidad financiera de regiones enteras.

La respuesta tecnológica a los desafíos de la gestión hídrica: SAT y SAD

Los Sistemas de Ayuda a la Decisión (SAD) son herramientas fundamentales que permiten a los organismos competentes tomar decisiones basadas en la información analizada. Estos sistemas abordan la planificación y gestión a medio y largo plazo, utilizando tecnologías digitales para analizar datos, identificar tendencias y aplicar estrategias basadas en IA.

Por su parte, los Sistemas de Alerta Temprana (SAT) se centran en la prevención y generación de alertas ante eventos climáticos extremos a corto plazo. La capacidad de identificar eventos con 2-3 días de antelación es esencial. El Marco de Sendai de las Naciones Unidas (2015-2030) destaca la importancia de aumentar la resiliencia ante desastres naturales y aborda la necesidad de implementar sistemas de alerta temprana.

Es crucial destacar las diferencias entre SAD y SAT. Mientras que los SAD se enfocan en la toma de decisiones a medio y largo plazo, los SAT se centran en la alerta temprana y la prevención a corto plazo. Ambos son componentes esenciales y complementarios en la gestión integral de recursos hídricos.

Los dos sistemas comparten el objetivo de garantizar la seguridad hídrica y una gestión eficaz de los recursos. Los SAD, desarrollando modelos de predicción a medio y largo plazo, brindan el marco para la toma de decisiones; mientras que los SAT se centran en el análisis rápido para situaciones y respuestas inmediatas.

La aplicación de las nuevas tecnologías basadas en algoritmia predictiva y acceso en tiempo real a los datos busca mejorar la precisión y velocidad de los modelos y su análisis. Los SAD se benefician de algoritmos avanzados para desarrollar escenarios de predicción cada vez más precisos, mientras que los SAT aprovechan el acceso en tiempo real para evaluar rápidamente situaciones críticas.

Aplicaciones de los SAD y SAT en la gestión de recursos hídricos

Alerta temprana y respuesta rápida

La alerta temprana requiere respuestas rápidas, lo que destaca la importancia de herramientas y software capaces de obtener datos precisos en el menor tiempo posible, ya que la generación de alertas efectivas es esencial para los organismos que gestionan emergencias. La inteligencia artificial de predicción meteorológica e hidrológica tiene limitaciones en estos escenarios estocásticos (que no responden a ningún patrón) y convectivos (que ocurren de forma repentina y se concentran en zonas muy concretas), por lo que cualquier software de generación de alertas debe estar basado en procesos físicos y supervisado por un responsable experto.

Los Sistemas de Ayuda a la Decisión (SAD) son herramientas fundamentales que permiten a los organismos competentes tomar decisiones basadas en la información analizada

Los SAT, diseñados para situaciones a corto plazo, son esenciales para gestionar inundaciones repentinas. Su objetivo principal es analizar rápidamente la magnitud del evento y emitir alertas en tiempo real. Conectándose directamente con organismos de seguridad y protección civil, permiten respuestas rápidas y eficaces ante emergencias.

El cambio en los patrones de precipitación requiere una mejora continua en su funcionamiento de cara a 2024. La integración de tecnología satelital para el análisis de precipitaciones permite una evaluación más precisa de eventos extremos. Esto no solo mejora su capacidad para prever inundaciones repentinas, sino que también facilita la planificación y respuesta ante situaciones de emergencia.

Gestión de presas y reglas de operación

La gestión de embalses y presas inteligentes es vital para abordar el estrés hídrico y las inundaciones. Estas infraestructuras deben contar con sistemas de optimización que consideren no solo la cantidad de agua almacenada, sino también la calidad. La inteligencia artificial puede desempeñar un papel crucial al poner en valor estrategias de operación basadas en reglas predefinidas y objetivos que minimizan daños y optimizan el uso del agua.

Las reglas de operación deben definirse cuidadosamente, y los sistemas deben optimizarse en función de parámetros a minimizar, como daños personales, área afectada y costos económicos. Sistemas que analicen masivamente cómo se han operado los embalses y propuestas de operación de embalses inteligentes basadas en IA, son una herramienta crucial para los gestores de presas, destacando la necesidad de poder tomar decisiones rápidas y efectivas.

Tecnologías emergentes y soluciones prácticas

Como respuesta a los desafíos de la gestión de recursos hídricos anteriormente mencionados, en 2024 se potenciarán algunas tecnologías como los algoritmos de autocorrección, el acceso a datos en tiempo real o la tecnología satelital. A continuación, se detallan estas tendencias para el próximo año.

Algoritmos de autocorrección y gestión inteligente de embalses

La aplicación de algoritmos de autocorrección en series pluviométricas y datos meteorológicos es esencial. La identificación temprana de fallos en dispositivos de medición y la introducción de gestión inteligente de embalses, basada en reglas de operación prediseñadas, son pasos fundamentales para garantizar la eficacia de los sistemas.

Acceso a datos en tiempo real y tecnología satelital

El acceso en tiempo real a datos es un desafío, pero también una necesidad urgente. Las tecnologías satelitales desempeñan un papel clave en este aspecto, permitiendo la observación espacial continua de condiciones climáticas y patrones de precipitación. La integración de sistemas de comunicación avanzados mejora la disponibilidad de datos, facilitando respuestas más efectivas.

Herramientas tecnológicas aplicadas

La aplicación práctica de herramientas tecnológicas, como la propuesta de plataformas digitales integrales para la monitorización y visualización de datos en estaciones de aforo o pozos en tiempo real y la predicción de reservas de aguas superficiales y subterráneas, demuestra cómo la transformación digital está impactando la gestión del agua. La implementación de SAD y SAT se presenta como una respuesta ágil y flexible a los desafíos cambiantes del sector.

Hacia una gestión resiliente y sostenible

En un mundo que enfrenta crecientes desafíos en la gestión de recursos hídricos, los SAD y SAT se presentan como herramientas esenciales. La ampliación y mejora continua de estos sistemas, junto con la aplicación de tecnologías emergentes, son fundamentales para una gestión integral y sostenible del agua. Desde la anticipación de sequías hasta la respuesta rápida ante inundaciones, los sistemas SAD y SAT van a desempeñar durante el próximo año roles complementarios en la construcción de comunidades resilientes frente a eventos climáticos extremos.

La inteligencia artificial puede desempeñar un papel crucial al poner en valor estrategias de operación basadas en reglas predefinidas y objetivos que minimizan daños y optimizan el uso del agua

La gestión de embalses y presas inteligentes, respaldada por algoritmos avanzados, ofrecerá soluciones para el estrés hídrico, garantizando la disponibilidad y calidad del agua. La tecnología satelital y el acceso en tiempo real a datos proporcionarán herramientas cruciales para el análisis de precipitaciones y la evaluación de situaciones críticas.

En el marco del Sendai, la colaboración internacional se presenta como un pilar clave para enfrentar los desafíos globales del agua. La creación de plataformas compartidas y la integración de sistemas a nivel mundial fortalecen la capacidad de anticipación y respuesta, contribuyendo a la reducción de riesgos de desastres y aumentando la resiliencia de los países.

En resumen, avanzar hacia una gestión resiliente y sostenible del agua implica la integración continua de tecnologías innovadoras, la colaboración internacional y un enfoque holístico que abarque desde la prevención hasta la respuesta rápida. En este camino, los sistemas SAD y SAT serán aliados indispensables para construir un futuro donde el agua sea gestionada de manera eficiente, adaptativa y sostenible.

El informe Water Technology Trends 2024 de Idrica recoge un listado exhaustivo de todas las tendencias que esperamos ver en el sector, incluyendo las que estarán presentes en la gestión de recursos hídricos.

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