Del dato a la acción: digitalización para una gestión más inteligente del agua

Digitalizar no significa únicamente instalar sensores o generar más datos. La transformación comienza cuando esa información se integra, se contextualiza y se convierte en conocimiento útil para tomar mejores decisiones y acciones que aporten valor. En Facsa, esta evolución se articula alrededor de una secuencia clara: captar, integrar, comprender, anticipar, decidir y actuar.

El director general de Facsa, José Claramonte.

Las infraestructuras del agua generan información muy diversa: consumos domiciliarios, caudales, presiones, niveles, parámetros de calidad, energía, alarmas de operación, o estado de los activos. El reto actual no consiste solo en obtener esos datos, sino en relacionarlos correctamente para convertirlos en conocimiento útil. Esto permite extraer indicadores de valor que generen un impacto real en la gestión y la operación, diseñados para ser fácilmente interpretables al estar adaptados al lenguaje del proceso y del operador

Integrar información de calidad desde la captación, el tratamiento y la distribución hasta la depuración facilita una trazabilidad más completa. En el caso del abastecimiento, la combinación de consumos, caudales y sectorización permite elaborar balances hidráulicos más precisos, detectar desviaciones y orientar la búsqueda de fugas. De esta forma, relacionar la demanda con las condiciones de operación ayuda a ajustar consignas, mantener los niveles de servicio y mejorar la eficiencia energética. Por su parte, la integración de información meteorológica y de los sensores de la red de saneamiento incrementa la capacidad predictiva del sistema y mejora su respuesta ante episodios de lluvia, facilitando la anticipación y el control de posibles desbordamientos. Para que estos usos sean fiables, resulta imprescindible disponer de una estrategia de gobierno del dato: asegurar su calidad, coherencia, disponibilidad y trazabilidad; conocer el origen de cada indicador; integrar los entornos IoT, OT e IT para conectar la captura de datos, la operación y la gestión de la información; y establecer mecanismos de acceso compatibles con la seguridad y las responsabilidades de cada usuario.

La plataforma en la que se gestionan los datos no es, por tanto, un simple repositorio. Es la capa que conecta fuentes heterogéneas, rompe silos de información y pone el conocimiento del sistema a disposición de la operación, la gestión y la planificación. Un caso de aplicación de este modelo es SINARGIA, el proyecto de digitalización del ciclo urbano del agua de Castellón, desarrollado en agrupación por el Ayuntamiento de Castelló y Facsa en el marco del PERTE de Digitalización del Ciclo del Agua.

El proyecto parte de una realidad territorial especialmente relevante. Castellón es la única capital de provincia de España cuyo abastecimiento procede íntegramente de aguas subterráneas. Por ello, conocer la evolución de los diferentes parámetros de los acuíferos resulta fundamental para reforzar las garantías futuras del suministro.

SINARGIA contempla la monitorización de los acuíferos, la sensorización de la distribución de agua en alta, la telelectura de los contadores domiciliarios y el control de los procesos de depuración. Toda esta información converge en una gran plataforma de control y monitorización, proporcionando una visión transversal del ciclo del agua.

El alcance incluye, además, la integración de datos de calidad del agua, energía, aliviaderos y meteorología; la aplicación de inteligencia artificial y simulación a la demanda, los activos y determinados eventos críticos; el desarrollo de indicadores y cuadros de mando con contexto geoespacial; una mayor transparencia mediante el acceso a paneles de información; y el refuerzo de la ciberseguridad de las redes de comunicaciones y datos.

Este enfoque aporta ventajas en diferentes ámbitos:

- Mayor conocimiento del sistema, al observar conjuntamente variables hasta ahora distribuidas entre diferentes aplicaciones.

- Eficiencia hidráulica, mediante balances más frecuentes, detección de desviaciones y mejor priorización de la búsqueda de fugas.

- Eficiencia energética, al relacionar demanda, operación y consumo de energía.

- Respuesta temprana, gracias a una información más continua sobre el comportamiento de las infraestructuras.

- Resiliencia climática, mediante la monitorización de acuíferos, precipitaciones, aliviaderos y otras variables relevantes.

- Transparencia y trazabilidad, al compartir indicadores y facilitar el seguimiento de las actuaciones.

- Mejor soporte a la decisión, tanto para los equipos operativos como para los responsables técnicos, directivos y públicos.

Uno de los cambios más tangibles que aporta la digitalización se produce al aumentar la frecuencia de los datos. En el caso de Castellón, la incorporación de nuevos sistemas de monitorización permite disponer de información con una mayor frecuencia y trabajar con balances prácticamente horarios o diarios. Este mayor nivel de detalle ayuda a responder con más agilidad ante pérdidas o desviaciones y a reducir el volumen de agua perdido antes de detectar una fuga.

La monitorización centralizada permite superar la visión fragmentada de cada instalación. No se trata solamente de visualizar más variables en una pantalla, sino de relacionarlas para interpretar qué está ocurriendo, priorizar una actuación y evaluar su resultado. Para ello, es necesario disponer de herramientas que transformen los datos en información útil y la presenten de forma clara, práctica y orientada a la acción. En este contexto, los cuadros de mando, los indicadores, las alarmas y el análisis geoespacial convierten la plataforma en una herramienta de apoyo a la decisión. Entre estas herramientas, el componente GIS resulta especialmente útil porque añade contexto territorial: permite relacionar incidencias, activos, consumos y actuaciones con su localización y facilitar la planificación de campañas de inspección o mantenimiento.

Desde una perspectiva técnica, una plataforma de estas características integra instrumentación IoT, sistemas OT y SCADA, telelectura, GIS, datos de calidad y energía, gestión de activos y aplicaciones corporativas. Sin embargo, el verdadero reto no es únicamente conectar todos estos sistemas, sino conseguir que hablen el mismo lenguaje: homogeneizar la información, garantizar su calidad y mantener su trazabilidad desde el dato captado por el sensor hasta el indicador que utiliza el operador para actuar.

Esta evolución debe apoyarse en soluciones integrables, inteligentes, escalables y seguras. La digitalización, además, no es un proyecto con principio y fin, sino un proceso de mejora continua. Por ello, es necesario revisar periódicamente los procesos y las estructuras de datos para evitar que las soluciones avanzadas de hoy se conviertan en los sistemas aislados del mañana.

“En el tratamiento de aguas residuales, Facsa desarrolla y aplica gemelos digitales híbridos que combinan la robustez de los modelos clásicos de proceso con técnicas de machine learning”

Una vez consolidada una base de datos integrada y fiable, el siguiente paso es avanzar desde la monitorización hacia la anticipación.

Un gemelo digital combina la información del activo real con modelos que reproducen su comportamiento. Su finalidad no es únicamente crear una réplica virtual, sino ofrecer un entorno donde simular escenarios, evaluar distintas alternativas y predecir sus efectos para apoyar la mejor toma de decisiones antes de actuar sobre la infraestructura física. En el ciclo integral del agua, esta capacidad puede aplicarse a redes, estaciones de tratamiento y procesos de depuración. Permite evaluar cambios operativos, estudiar situaciones anómalas, comparar alternativas y aportar evidencia adicional para priorizar inversiones.

En el ámbito del abastecimiento y el tratamiento de agua potable, Facsa aplica técnicas de simulación computacional de fluidos (CFD) para analizar el comportamiento hidráulico de depósitos y conducciones, proponiendo mejoras tanto en el diseño de las infraestructuras como en su operación. Estas actuaciones permiten optimizar la mezcla de los múltiples aportes con diferente calidad en régimen dinámico, evitar cortocircuitos hidráulicos y volúmenes muertos, mejorar los patrones de circulación del agua y optimizar los puntos de entrada, salida y dosificación de productos. En este sentido, destaca el desarrollo de un gemelo digital aplicado a redes de abastecimiento, capaz de predecir la evolución del cloro libre a lo largo de toda la red con capacidad de seguimiento de los subproductos de la desinfección en función de las condiciones hidráulicas, operativas y ambientales. Esta herramienta facilita una gestión más eficiente de la calidad del agua y optimiza las estrategias de recloración.

En el tratamiento de aguas residuales, Facsa desarrolla y aplica gemelos digitales híbridos que combinan la robustez de los modelos clásicos de proceso con técnicas de machine learning. Esta integración permite ampliar las capacidades predictivas de los modelos, reducir los tiempos de respuesta y superar algunas de sus limitaciones, como la pérdida de precisión asociada al ajuste de parámetros o la necesidad de calibrar de forma recurrente constantes de difícil determinación fuera del laboratorio. Para generar predicciones en tiempo real, el gemelo digital integra los datos de calidad captados por la instrumentación de campo. Una de las soluciones más innovadoras desarrollada por Facsa en colaboración con la Universitat Jaume I (UJI) y SimZero, es el gemelo digital híbrido basado en simulación CFD. Integrado con el sistema SCADA de la EDAR, permite evaluar estrategias de operación para optimizar la eliminación de nutrientes y minimizar las emisiones de óxido nitroso (N2O), mejorando el control operativo y reduciendo la huella de carbono de la planta.

Digitalización y control de datos en tiempo real.

“Una plataforma no repara una tubería ni renueva un equipo obsoleto. Puede detectar, priorizar y justificar una inversión, pero no sustituye su ejecución”, subraya el director general de Facsa..

Para las administraciones públicas, disponer de una plataforma común facilita el seguimiento de indicadores, la evaluación de resultados y la priorización de inversiones con una visión compartida del sistema. La trazabilidad de la información permite conocer qué está ocurriendo, qué decisiones se han adoptado y en qué datos se han basado. Además, compartir cuadros de mando mejora la coordinación entre el operador y la administración, especialmente durante episodios excepcionales, cuando disponer de información fiable y actualizada resulta clave para responder con rapidez.

Para la ciudadanía, la telelectura abre la posibilidad de conocer mejor su consumo y facilita la detección temprana de posibles comportamientos anómalos. El proyecto prevé que el ciudadano pueda monitorizar su propio consumo.

El beneficio final debe medirse en términos de servicio: menos pérdidas, respuesta más ágil, mejor empleo de la energía y los recursos, mayor transparencia y decisiones mejor fundamentadas.

Las expectativas son favorables. La digitalización puede ampliar el conocimiento de los sistemas, acelerar la detección de anomalías, mejorar la eficiencia hidráulica y energética, reforzar la trazabilidad y permitir la evaluación anticipada de escenarios. También ayuda a obtener más valor de las infraestructuras existentes: analizar antes de construir, simular antes de modificar y comparar antes de decidir.

Pero la tecnología no resuelve por sí sola todos los retos. Una plataforma no repara una tubería ni renueva un equipo obsoleto. Puede detectar, priorizar y justificar una inversión, pero no sustituye su ejecución. Tampoco una mayor cantidad de información garantiza automáticamente una buena decisión: sin calidad del dato, responsabilidades claras y capacidad de interpretación, puede generar ruido en lugar de conocimiento.

Los algoritmos, la inteligencia artificial y los gemelos digitales tampoco reemplazan la experiencia de operadores, especialistas de proceso e ingenieros. Son herramientas de apoyo cuyo valor depende de los datos de partida, de los supuestos de los modelos y de una interpretación responsable de los resultados.

La digitalización introduce además riesgos que deben gestionarse: proliferación de soluciones desconectadas, falta de interoperabilidad, obsolescencia tecnológica, necesidad de nuevas competencias y una mayor exposición en materia de ciberseguridad.

La transformación es, en última instancia, tecnológica y organizativa. Compartir información, modificar rutinas e incorporar modelos predictivos exige coordinación entre operación, mantenimiento, tecnología, gestión y administración.

Modelos predictivos del comportamiento de acuíferos.

“Los algoritmos, la inteligencia artificial y los gemelos digitales tampoco reemplazan la experiencia de operadores, especialistas de proceso e ingenieros. Son herramientas de apoyo cuyo valor depende de los datos de partida, de los supuestos de los modelos y de una interpretación responsable de los resultados”

La transformación digital no es solo un reto tecnológico, sino también organizativo. Requiere formar a las personas, generar confianza en las herramientas y aprovechar el conocimiento de quienes operan las instalaciones para favorecer una adopción efectiva y sostenible.

La experiencia de SINARGIA muestra cómo la digitalización puede trasladarse a la gestión real de un servicio para avanzar hacia un modelo más conectado, inteligente y predictivo del ciclo integral del agua.

Representa el paso desde fuentes dispersas hacia una plataforma común; desde mediciones periódicas hacia una monitorización continua; y desde la observación aislada hacia un soporte integrado a la decisión.

Sobre esta base, los gemelos digitales amplían las capacidades de la plataforma al permitir analizar escenarios, predecir el comportamiento de redes e instalaciones y evaluar el efecto de distintas estrategias antes de su implantación. No sustituyen la experiencia, las infraestructuras ni las inversiones, sino que las complementan, aportando más información y reduciendo la incertidumbre en la toma de decisiones.

La digitalización del agua no es un fin en sí mismo, ni concluye con la implantación de una plataforma, es un proceso de mejora continua que evoluciona junto con las necesidades del servicio, la tecnología y el conocimiento del sistema. Su verdadero propósito es dotar a operadores y administraciones de una mayor capacidad para proteger el recurso, optimizar los activos, reforzar la resiliencia y prestar un servicio de mayor calidad a la ciudadanía, promoviendo al mismo tiempo una gestión más transparente y basada en la información.