Hace unos días leí un artículo publicado por la revista "nature" cuyo título traducido al español es “Una encuesta sobre la transformación digital de las empresas de servicios de agua: impulsores, impactos y tecnologías facilitadoras” [1]. En él se presentan los resultados de una encuesta en línea en la que participaron 64 empresas de servicios públicos de 28 países relativos a la penetración de la tecnología digital en ellas. Este documento me motivó a escribir el presente artículo toda vez que por algún tiempo estuve trabajando con sistemas telemétricos basados en satélites.
Los sistemas de suministro urbano están enfrentando situaciones como el cambio climático, el crecimiento demográfico y la creciente urbanización. Esto significa una lucha por satisfacer una demanda en incremento con recursos de agua limitados. Asimismo, las sobre estresadas redes tienen muchos años de antigüedad y comienzan a exponer signos de envejecimiento, corrosión con las consecuentes fugas de agua. [2] [3]
Definiendo la Transformación digital del agua
Para muchos especialistas, las empresas que brindan este servicio solo podrán enfrentar estos retos si incorporan tecnologías digitales en sus operaciones [4]. Los promotores de esta estrategia denominan a este proceso de adopción tecnológica como “Transformación digital del agua”. En una publicación de la Asociación Internacional del Agua (IWA por sus siglas en inglés) en el año 2022 se describen ejemplos de tecnologías a incorporar:
Existe un creciente potencial y necesidad de adoptar soluciones digitales transformadoras. Por ejemplo, la teledetección y las tecnologías de gemelos digitales proporcionan conectividad entre una empresa de servicios públicos y su suministro diversificado de agua. Luego, varias tecnologías digitales brindan conectividad dentro de las operaciones de una empresa de servicios públicos. Luego, las herramientas de servicio al cliente y análisis del cliente se posicionan para cerrar la brecha entre una empresa de servicios públicos y su cliente, e iniciativas, como plataformas de datos abiertos y proyectos de ciencia ciudadana, pueden proporcionar conectividad desde el cliente hasta su suministro de agua. Todas estas soluciones aprovechan lo último en tecnologías habilitadoras: nube, dispositivos móviles, infraestructura inteligente, sensores, redes de comunicación y análisis y big data [4].
Si bien esta definición es correcta en esencia, es muy general al presentarnos una enumeración no estructurada de tecnologías atractivas y novedosas. Para entender el proceso de transformación digital hay que adoptar un enfoque sistémico.
Las dificultades de la transformación digital del agua
La digitalización del agua es un proceso que debe que abordarse por niveles, cada una de los cuales tiene sus particularidades, beneficios y retos.
Nivel Tecnológico operacional. Físicamente, la infraestructura de agua está constituida por tuberías, bombas, reservorios y otros elementos que permiten el abastecimiento de agua, así como el tratamiento de ella una vez empleada. Para que esto opere es necesario la existencia de sensores y actuadores que comanden las válvulas y bombas. Asimismo, se requieren controladores programables que actúen sobre los actuadores de acuerdo a la data de los sensores o a una programación establecida. Finalmente, es preciso algún tipo de interface (consola) que permita a los operarios controlar el conjunto e interactuar si es necesario.
Estas tecnologías operacionales variarán de acuerdo a los diferentes sistemas que comprende el servicio de agua:
- Captación de agua y tratamiento de agua potable (WS)
- Distribución de agua y sistemas operativos (WD)
- Gestión de aguas residuales y agua de lluvia (WW)
- Gestión de clientes y demanda (CD)
La transformación digital a este nivel consiste en adoptar las nuevas tecnologías operacionales existentes y seguir el paso a las que vayan apareciendo. El desarrollo alcanzado en este nivel repercute significativamente sobre el consumo de energía, las pérdidas de agua y la reducción de interrupciones.
Sin embargo, aquí se presenta el primer problema de la transformación digital. Mucha de la infraestructura de agua es obsoleta y no fue diseñada teniendo en cuenta la digitalización. Actualizar o modernizar este equipamiento para dar cabida a las tecnologías digitales puede tener un costo prohibitivo [4].
Nivel de los sistemas de información. Los servicios de agua están típicamente divididos en los cuatro sistemas mencionados líneas arriba. Sin embargo, estos últimos, pueden descomponerse en subsistemas para fines operativos y de control o por consideraciones de distancia.
Tradicionalmente, los sistemas y subsistemas de agua son manejados por unidades orgánicas tales como departamentos u oficinas. Para fines de gestión, estas últimas disponen de sistemas de información. Estos procesan los datos provenientes del nivel operacional para obtener reportes sobre el desempeño del servicio.
Por lo general, estos sistemas de información se construyen en base a los objetivos particulares de cada departamento o dirigidos a la solución de sus problemas específicos [5]. Como resultado de ello, la data manejada por las unidades orgánicas está confeccionada a la medida de sus necesidades internas. Más aún, el hardware y software son adquiridos de diversos proveedores y en consecuencia son aislados. Esto deviene en el denominado problema de los silos de información, es decir, los datos que posee un departamento no son completamente visibles o accesibles para otros dentro de la misma organización [6].
Estando los datos en “silos” es imposible tomar decisiones holísticas y mucho menos pensar en introducir tecnologías como el Big Data, inteligencia artificial, mellizos digitales y todas esas maravillas referidas a la transformación digital del agua.
Lograr que los sistemas “conversen” mutuamente asegurando un flujo transversal de datos es el gran reto de la transformación digital del agua. Esta interacción entre ellos se denomina interoperabilidad. La implementación de la interoperabilidad se enfrenta, primero, a la heterogeneidad de sistemas informáticos y, segundo, a la desigualdad en el significado (semántica) y estructura de los datos que maneja cada departamento. La Unión europea afirma que “La interoperabilidad y la estandarización son los problemas de la digitalización del sector del agua.” [7]
Resultados de la última encuesta sobre transformación digital del agua
Para fines de la encuesta se dividió el servicio de agua en subdivisiones tal como se muestra en la Fig. 1: (1) suministro de agua y tratamiento de agua potable (WS), (2) red de distribución de agua y sistemas operativos (WD), (3) gestión de aguas residuales y pluviales (WW), (4) gestión de clientes y demanda (CD) y (5) data warehouse y sistemas de Tecnologías de la información (IT).
Los sistemas de distribución de agua: punto de entrada de la transformación digital
Los resultados revelan que todas las empresas de servicios públicos de la muestra han comenzado el proceso de transformación digital en al menos una subdivisión. El análisis comparativo y la evaluación de la significación estadística evidencian que las empresas de servicios públicos han invertido el mayor esfuerzo en digitalizar sus subdivisiones de Distribución de Agua (WD).
Utilizando un indicador de digitalización (utility digitalization score -UDS) los autores de la encuesta concluyeron que las subdivisiones de distribución de agua (WD) son el punto de entrada para la adopción de tecnologías digitales.
Los factores económicos son los mayores impulsores de la transformación
En cuanto a los elementos que impulsan la transformación, se estudiaron tres factores:
- Hidroclimáticos (HCL), que comprenden principalmente inundaciones y sequías.
- Económicos (ECO), incluidos costos, beneficios y ventajas competitivas.
- Aquellos atribuidos a la regulación gubernamental (GOV), abarcando la regulación restrictiva, así como incentivos y subsidios.
Se descubrió que, en general, los factores económicos tienen la mayor influencia en la transformación digital.
Los elementos de control operacional son predominantes
En la subdivisión de distribución de agua se destacan elementos de control operacional, entre los cuales encontramos controles automatizados, detección de fugas y algoritmos de detección de fallas del dispositivo.
En lo referente a gestión de clientes y demanda (CD) destacan portales digitales y medidores inteligentes en combinación con su lectura automática (AMR). Cabe mencionar que estos se encuentran en gran medida en etapas de planeamiento e introducción.
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[1] Daniel, I., Ajami, N.K., Castelletti, A. et al. A survey of water utilities’ digital transformation: drivers, impacts, and enabling technologies. npj Clean Water. 2023, 6, 51.
[2] Guida, S. Towards the Next Generation of Water Systems. International Water Association [online]. [accessed 28 September 2023].
[3] Adedeji, K; Ponnle, A; Abu-Mahfouz, A.; Kurien, A. Towards Digitalization of Water Supply Systems for Sustainable Smart City Development—Water 4.0. Applied Sciences. 2022, 12, 9174.
[4] Grievson, O.; Holloway, T.; Johnson, B. A Strategic Digital Transformation for the Water Industry. London: IWA Publishing, 2022. [accessed 28 September 2023]. ISBN: (eBook) 9781789063400.
[5] Idrica. Information silos in water utilities: a stumbling block on the road to digital transformation. Smart Water Magazine [online]. 19 Sep 2023. [accessed 28 September 2023].
[6] Bettin, A. Digital transformation for the water industry: how a data-driven business intelligence platform can improve operations. Water Practice & Technology. 1 July 2023, 18, 7, 1599–1607.
[7] European Comission. Rolling Plan for ICT standardization: Water Management Digitalisation (RP2023). Joinup [online]. [accessed 28 September 2023].
