El saneamiento urbano enfrenta desafíos crecientes a causa del crecimiento poblacional, el envejecimiento de las infraestructuras y la variabilidad ambiental, entre otros. Por ello, las empresas prestatarias de estos servicios han optado por tomar acción y, tras años de trabajo, han hallado en la innovación tecnológica, especialmente en el campo de la robótica, el aliado perfecto para redefinir la gestión y el mantenimiento de las redes, con el fin de garantizar un servicio eficaz y un control preciso de las infraestructuras de saneamiento. Desde la inspección automatizada de infraestructuras subterráneas hasta el mantenimiento predictivo en remoto, la robótica ofrece soluciones avanzadas que mejoran la seguridad, la sostenibilidad e incluso los costos de operación.
A continuación, analizaremos junto a tres de los principales actores del sector del agua urbana, ACCIONA, Agbar y Canal de Isabel II, el impacto que la aplicación de las tecnologías más vanguardistas está teniendo en el ámbito del saneamiento urbano. Juan Felipe Ramos, gerente de O&M de Redes en ACCIONA; Enric Coll, director de Drenaje Urbano de Agbar y Antonio Lastra, jefe del Área de Desarrollo de la Innovación en Canal de Isabel II, exponen cómo la digitalización está transformando la labor diaria de sus respectivas entidades y cómo los resultados obtenidos están generando beneficios, tanto en términos de sostenibilidad como de resiliencia de las infraestructuras.
Consolidada en la actualidad como una herramienta esencial, la robótica ha desempeñado un papel clave en el proceso de modernización de las infraestructuras subterráneas y en la optimización de los procesos operativos. Entre las soluciones más avanzadas destacan los robots de inspección equipados con cámaras de circuito cerrado de TV (CCTV), los drones y vehículos autónomos dotados de sensores y láser escáner, así como los robots especializados en la limpieza y mantenimiento de tuberías. Es precisamente su capacidad para realizar tareas complejas de manera autónoma y precisa, lo que está impulsando una nueva era en la gestión del saneamiento urbano, mejorando tanto la eficiencia como la seguridad en las intervenciones.
Los robots y drones, más allá de mejorar la eficiencia y la seguridad, permiten también un diagnóstico más preciso y la intervención en espacios de difícil acceso
Antonio Lastra, jefe del Área de Desarrollo de la Innovación en Canal de Isabel II, explica que gran parte del atractivo del uso de robots reside en que permiten acceder hasta lugares que previamente resultaban inaccesibles, facilitando la ejecución de tareas complejas y la obtención de datos fiables y objetivos. “Existen tareas de mantenimiento de las redes de drenaje urbano que no se entenderían sin la robótica. Un ejemplo es la eliminación de raíces que se introducen en los colectores de manera intrusiva, reduciendo su capacidad de transporte. Realizar esta tarea de forma manual requeriría excavar una zanja y reemplazar el colector afectado. Sin embargo, con la robótica, podemos ejecutar las tareas de fresado y eliminación de raíces de manera relativamente fácil, sin necesidad de excavación”, asegura.
“Existen tareas de mantenimiento de las redes de drenaje urbano que no se entenderían sin la robótica”. Antonio Lastra, jefe del Área de Desarrollo de la Innovación en Canal de Isabel II.
Estos avances tecnológicos han facilitado el trabajo a los especialistas en limpieza de redes de saneamiento, al permitir una verificación más precisa de la calidad de las intervenciones. Juan Felipe Ramos, Gerente de O&M de Redes en ACCIONA, enfatiza que “los robots proporcionan un acceso preciso a lugares donde, de otra forma, se trabajaría a ciegas”. Sin embargo, subraya que estos entornos, con la presencia constante de gases y líquidos corrosivos y nocivos, siguen siendo sumamente hostiles para los componentes mecánicos utilizados en el mantenimiento de la red de alcantarillado.
Entre los principales beneficios de estos avances, Enric Coll, director de Drenaje Urbano de Agbar, destaca la reducción del riesgo operativo, la mejora en la precisión de la detección de fallos estructurales, una planificación de mantenimiento más efectiva y una toma de decisiones más fundamentada en datos. También posibilitan una inspección más ágil y eficiente, eliminando la necesidad de acceder a espacios confinados o realizar trabajos en altura. Coll explica que “la visión por computador, junto con el uso de drones y robots de inspección, ha mejorado significativamente la capacidad de diagnóstico, permitiendo detectar de manera automática fugas, sedimentación u obstrucciones en la red. Además, con el desarrollo de modelos predictivos basados en inteligencia artificial, se puede anticipar el deterioro estructural y prevenir incidentes antes de que ocurran”.
Reducción del riesgo operativo
Mayor precisión en la detección de fallos estructurales
Planificación de mantenimiento y toma de decisiones basada en datos
Inspección más rápida y eficiente
Posibilidad de generar mapas digitales detallados de la infraestructura urbana
En este apartado, los expertos destacan de manera conjunta la relevancia de los robots y los drones autónomos como herramientas clave en el desarrollo eficiente de los servicios de saneamiento urbano. En Canal de Isabel II, los drones se utilizan para la inspección de colectores visitables, operando de manera autónoma sin necesidad de intervención humana. Esta tecnología permite realizar un escaneado detallado de las infraestructuras, lo que posibilita su análisis posterior en gabinete. Antonio Lastra puntualiza que el uso de drones permite acceder a colectores que antes eran inaccesibles, así como a aquellos que, aunque accesibles, podrían presentar riesgos para la seguridad de las personas.
En ACCIONA, la innovación tecnológica en el ámbito del saneamiento urbano se refleja en el uso de drones y robots equipados con la avanzada tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging). Este sistema permite realizar un mapeo en 3D con una precisión excepcional, capturando detalles estructurales con una exactitud de hasta 6 mm. “Los drones cuentan también con cámaras de alta resolución que nos permiten analizar la infraestructura en tiempo real desde el exterior del espacio confinado”, esclarece Juan Felipe Ramos. El experto añade que, en España, ACCIONA lleva a cabo la inspección y análisis de miles de kilómetros de redes de saneamiento, lo que mejora significativamente la seguridad, la calidad y la capacidad de inspección.
En respuesta a cómo los robots están mejorando la eficiencia de las operaciones, Enric Coll, de Agbar, destaca el aumento de la autonomía y la cobertura de los drones, lo que ha permitido ampliar la red inspeccionada y optimizar las operaciones de monitoreo. “La integración de láser escáner y visión por computador nos permite generar modelos 3D precisos de colectores, pozos, estaciones de bombeo y tanques de tormenta, mejorando la planificación y gestión de infraestructuras”. Además, resalta los algoritmos de diagnóstico inteligente, que mediante visión por computador y aprendizaje automático, permiten desarrollar herramientas para analizar imágenes de inspección, detectar signos de deterioro y realizar mantenimientos predictivos, reduciendo así los costes operativos.
“Con la visión por computador y el aprendizaje automático hemos desarrollado herramientas capaces de analizar imágenes de inspección y detectar signos de deterioro en las redes”. Enric Coll, director de Drenaje Urbano de Agbar.
La seguridad de los operadores, la detección de grietas, corrosiones, fugas y deterioros estructurales, así como la reducción de costes y tiempos de intervención, son algunas de las principales ventajas derivadas de incorporar tecnologías digitales en las labores de control del saneamiento urbano. Según los expertos, el uso de robots y drones en las inspecciones disminuye la necesidad de desplazar equipos humanos a la red de saneamiento, lo que agiliza la identificación de incidencias y optimiza los tiempos de respuesta.
Además, en relación con la reducción de riesgos operativos, se eliminan los riesgos asociados a la entrada en espacios confinados y la exposición a gases peligrosos, en favor de la seguridad y salud de los profesionales, evitando eventuales daños físicos. En términos de eficiencia operativa, la combinación de robótica con visión por computador permite realizar diagnósticos automáticos y optimizar planes de mantenimiento, priorizando las intervenciones según el estado real de la infraestructura.
“En muchos casos las inspecciones se realizan de forma autónoma y a mayor velocidad que con medios humanos, lo que reduce los costes en los trabajos de inspección”. Juan Felipe Ramos, gerente de O&M de Redes en ACCIONA.
Existen ejemplos en los que, gracias a la monitorización y los gemelos digitales, se han detectado alertas tempranas en cuencas urbanas y rurales, facilitando la prevención de inundaciones. Además, la aplicación de inteligencia artificial permite aprender del comportamiento del sistema y de los consumidores, reaccionando en tiempo real y optimizando el mantenimiento. Esto ha permitido, a su vez, cuantificar las intervenciones, determinar el tipo de reparación necesario según el evento y ajustar las decisiones conforme al presupuesto disponible.
A pesar de los grandes beneficios que ofrecen los avances digitales, este incipiente campo no está exento de desafíos. Uno de los más significativos es el entorno hostil con el que se trabaja y que presenta condiciones extremas, como 100% de humedad, gases y líquidos corrosivos, e incluso sumersión bajo el agua. Antonio Lastra, de Canal de Isabel II, esclarece que el principal reto para cualquier tipo de robótica en drenaje urbano y depuración es el propio entorno en el que opera. “Un entorno con gases corrosivos, agua que en su propio carácter residual encierra sus problemas o el transporte residuos sólidos indeseados, como toallitas, pone a prueba a cualquier equipo robótico y dificulta la precisión en la toma de datos”, señala.
Juan Felipe Ramos también señala que, debido a las condiciones tan exigentes del entorno, otro desafío importante es que los robots requieren un mantenimiento constante y detallado. “Después del uso, es necesario eliminar telarañas, pelos, cambiar juntas para mantener la estanqueidad de los equipos, presurizarlos de forma continua, limpiar las articulaciones de los robots o las aspas de los drones, entre otros”. Además, resalta que la autonomía de los equipos supone un reto añadido, ya que la duración de las baterías varía dependiendo del equipo. “Un dron pequeño puede tener una autonomía de entre 10-15 minutos; otro más grande puede alcanzar los 30 o 45 minutos, y un perro robot el de ACCIONA llega hasta los 90 minutos”. También destaca la importancia de la comunicación con el equipo, ya que muchos de estos robots aún requieren navegación asistida, aunque se está trabajando en el desarrollo de unidades capaces de operar de manera independiente.
Sin embargo, Ramos comenta que el mayor desafío no radica tanto en las mejoras técnicas, sino en un cambio conceptual en la aplicación de la IA en la robótica. “La IA debería ser la que determine el equipo a utilizar, y no, como ocurre en la mayoría de los casos, que la IA solo se emplee para analizar y dar valor a los datos generados por el equipo”, añade.
Enric Coll, por su parte, sintetiza en tres las grandes dificultades en el desarrollo de la robótica para el saneamiento urbano: En primer lugar, la accesibilidad y autonomía de los robots, para lo cual se están diseñando modelos más compactos y autónomos que puedan operar en tramos estrechos y sinuosos. En segundo lugar, la gestión y análisis de grandes volúmenes de datos mediante visión por computador e inteligencia artificial, y por último, la integración de los datos con los sistemas de gestión de saneamiento; un área en la que Agbar está trabajando para desarrollar plataformas digitales que combinen datos de inspección con modelos GIS para mejorar la planificación y la toma de decisiones.
El cambio climático es un factor determinante en la transformación de la gestión de los recursos hídricos, ya que provoca episodios más frecuentes y extremos de lluvias intensas o sequías. Juan Felipe Ramos explica que, aunque las grandes obras públicas han generado una sensación de seguridad, la urbanización excesiva y la intervención en ecosistemas naturales, como la construcción en cauces o zonas inundables, dejan a las infraestructuras más vulnerables frente a eventos meteorológicos extremos. “La naturaleza, en ocasiones, nos recuerda que la seguridad no está garantizada”.
Por esta razón, en ACCIONA la sostenibilidad se aborda desde una perspectiva proactiva. El objetivo es prevenir problemas antes de que se conviertan en incidentes, evitando costos por reparaciones, daños a terceros o interrupciones del servicio. "El uso de robots en el alcantarillado permite gestionar eficientemente los mantenimientos y las inversiones, alineando las intervenciones con los presupuestos disponibles y promoviendo una gestión sostenible de las infraestructuras”, esclarece Juan Felipe Ramos.
En este sentido, Enric Coll comenta que desde Agbar contemplan la digitalización de la red de saneamiento y la integración de modelos predictivos como herramientas clave para lograr una gestión más eficiente y sostenible, minimizando el impacto ambiental de las infraestructuras de saneamiento en las ciudades.
De manera similar, Canal de Isabel II comparte una visión enfocada en la eficiencia de la red. Antonio Lastra destaca que "cualquier ahorro que nos permita una gestión energética más eficiente es un paso necesario. Por otro lado, cualquier mejora en depuración y drenaje urbano se realiza con el interés de favorecer, de manera inmediata, a las masas de agua receptoras”.
A medida que el uso extensivo de estas tecnologías avanza, también lo hacen la investigación e innovación para fomentar su desarrollo. En ACCIONA, se enfocan en la implementación de sistemas avanzados de monitoreo e inspección, integrando datos provenientes de diversas fuentes, como GIS, telecontrol, modelización en tiempo real, y datos externos, como condiciones meteorológicas y de mareas. “Esta información nos permite planificar y priorizar el mantenimiento de manera eficiente, aplicando algoritmos complejos que proporcionan datos fiables sobre el comportamiento de los activos y cómo actuar sobre ellos”, asegura Ramos.
Con la creciente variabilidad climática y su impacto sobre los recursos naturales, la digitalización, la robótica y la sensórica se están consolidando como un aliado esencial en la predicción y gestión de eventos capaces de alterar las operaciones relativas al tratamiento de aguas residuales
Antonio Lastra destaca que el principal incentivo para seguir avanzando en este ámbito proviene del carácter público de Canal de Isabel II, que los impulsa a mejorar la sostenibilidad energética, la seguridad y salud de los trabajadores, y la innovación en los procesos del ciclo urbano del agua. Respecto a la robótica, el experto menciona que los equipos “aún tienen un largo camino en términos de eficiencia, precisión y adaptación al entorno del saneamiento, que enfrenta desafíos como el agua residual”.
Agbar también trabaja en la monitorización en tiempo real de vertidos a cuerpos receptores, con sensores y cámaras en puntos clave como aliviaderos y tanques de tormenta para detectar vertidos no controlados. Además, están desarrollando gemelos digitales basados en GIS, mejorando la gestión, planificación y respuesta ante eventos. Enric Coll resalta que estos avances han sido incluidos en convocatorias públicas como los PERTE de digitalización del ciclo del agua.
Con la creciente variabilidad climática y su impacto sobre los recursos naturales, la digitalización, la robótica y la sensórica se están consolidando como un aliado esencial en la predicción y gestión de eventos capaces de alterar las operaciones relativas al tratamiento de aguas residuales. Según Enric Coll, “la robótica aplicada al saneamiento urbano está transformando la forma en que se inspeccionan, mantienen y gestionan las infraestructuras, mejorando su eficiencia, sostenibilidad y resiliencia. Los sistemas avanzados de visión por computador y análisis de datos no solo facilitarán la detección temprana de incidencias, sino que también permitirán anticiparse a posibles fallos estructurales, garantizando una respuesta ágil y eficiente sin necesidad de intervención humana inmediata”.
En los próximos años, se prevé que el monitoreo en tiempo real de la red se apoye en pluviómetros, caudalímetros y en sistemas predictivos de precipitaciones como el de la AEMET, complementados con información de mareas y actualizaciones rápidas de los sistemas GIS. Esta integración permitirá simular cómo reaccionará la red ante fenómenos climáticos inminentes, identificando posibles problemas en áreas específicas del sistema de saneamiento y evaluando la gravedad de los incidentes. Así, se podrán realizar las actuaciones preventivas necesarias para minimizar incidentes, además de tener en alerta los recursos necesarios y adecuados en puntos cercanos a estas áreas críticas, para poder atender los avisos lo antes posible.
La robótica y otras tecnologías emergentes están allanando el camino hacia un modelo más sostenible de gestión del agua
Como señalan los expertos, la integración de tecnologías innovadoras en el ámbito del saneamiento urbano no solo está transformando la manera en que se gestionan las infraestructuras, sino que también está estableciendo nuevas bases para la construcción de ciudades más resilientes, sostenibles y adaptadas a los desafíos ambientales y urbanos del futuro. Con la robótica como aliado clave, la industria del agua está allanando el camino hacia un modelo más inteligente y sostenible de gestión de los recursos hídricos en entornos urbanos, garantizando un suministro eficiente y un manejo responsable del agua en entornos dinámicos y en constante evolución.
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