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SISTEMAS INTELIGENTES DE DEPURACIÓN: INTEGRANDO INGENIERÍA, CIENCIA DE DATOS Y MACHINE LEARNING

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“Se el maestro de tu destino, y no el esclavo de tus problemas”. Anónimo

Soy de la opinión, y espero no herir susceptibilidades, que los sistemas de depuración de aguas residuales o residuos sólidos, en general en Latinoamérica, son los sistemas menos inteligentes que hay, bajo una mirada productiva. Llevo casi 30 años trabajando en el rubro, y aún cuando he tenido la fortuna de trabajar con sistemas de depuración muy avanzados, casi siempre la historia se repite… Deficiencia enorme de aprendizaje y mejora continua, y carencia de conocimiento técnico.

Cuenta la historia que en cierta ocasión le preguntaron al maestro: “¿Cuál es la diferencia entre una persona tonta, una inteligente y una sabia?”... Tras una pequeña meditación respondió: “Entre una persona tonta y una inteligente es que este último siempre comete errores diferentes…”. Tras la pausa para procesar la respuesta del maestro, nuevamente cuestionó “¿Y entre una inteligente y una sabia?”. A lo que el maestro respondió: “Es que este último aprende no solo de sus errores...”. Dice la historia que el maestro era nada menos que Sócrates.

El gran agujero negro de los sistemas de depuración

Desde operadores poco capacitados, proveedores que entregan pésimas opciones a sus clientes (en muchos casos me quedo con la pregunta si es por ignorancia o por malicia), encargados que seleccionan proyectos porque la marca del proveedor “suena confiable”, documentación y sistematización nula o mínima, registros escasos y con poco o nula trazabilidad en el tiempo, ningún seguimiento histórico (y mucho menos extracción de lecciones aprendidas), entre muchos otros, conducen solo a una consecuencia: Costos muy por encima de lo necesario.

¿La causa? Parte por un vicioso paradigma: Los sistemas de tratamiento son un “mal necesario” y los gastos que se requieran hay que asumirlos e incorporarlos ciegamente a los costos de proceso. Son incontables los casos en los que he asesorado organizaciones con costos de depuración de sus residuos líquidos y sólidos, en ocasiones arriba del doble de lo requerido, pero en otras, más de 10 veces del promedio una vez el sistema queda operando debidamente, o en comparación del promedio de la industria.

En ocasiones la mejora es tan sencilla como la capacitación del personal operativo y, principalmente, de las jefaturas y gerencia a cargo de las decisiones; así como la generación de instructivos y registros adecuados. Otras veces parte por la adecuada selección tanto de las variables operativas como de los químicos empleados. Sin embargo, frecuentemente hay casos que la causa del problema es una pésima selección de tecnología de tratamiento, en extremo inapropiada para los requerimientos de depuración y el tipo de carga contaminante presente.

No obstante, en la gran mayoría, sino en la totalidad de los casos, sin temor a equivocarme, diría que existe un factor común: la nula o escasa sistematización de la información, articulado a una carencia enorme de trazabilidad de la data, ninguna asimilación y aprendizaje de lecciones, y falta de mejora continua del proceso de depuración. Pareciera ser que esos términos solo aplican a los sistemas productivos directamente vinculados a la generación de productos o servicios de la organización, y no a todas sus áreas, menos en un área tan sensible y crítica como es la protección del medio ambiente (y no lo menciono desde un punto de vista altruista, sino por la enorme fuente de gastos y costos vinculados a este ítem).

Sistematizando la Operación en los Sistemas de Tratamiento de Residuos

Partiendo por unas preguntas muy sencillas críticas en cualquier proceso productivo: ¿Cuánto cuesta, por ejemplo, cada metro cúbico depurado y cuáles son los factores que inciden sobre el costo? ¿Cuál es el peso o incidencia -cuantitativo, no cualitativo- de cada factor? ¿Qué variables son las causantes de mayor incidencia en la óptima operación del sistema de tratamiento?, por mencionar algunos ejemplos… O aún más sencillas como ¿Cuándo fue la última capacitación de las personas vinculadas con los sistemas de depuración? ¿Cuándo fue y qué generó -causas- el último incidente en el sistema, cuáles fueron sus consecuencias, y qué lecciones aprendidas se generaron a partir del mismo?... O aún más básicas, como ¿Cuál es el tiempo de residencia actual en cada operación unitaria y qué tan cerca está del óptimo requerido conforme el diseño? ¿Qué concentración tenemos en las corrientes del afluente una vez cierto químico se ha dosificado, comparativamente con el parámetro operativo? ¿Cuándo se actualizaron los parámetros operativos conforme los cambios de las condiciones del influente a depurar?

En mis años de experiencia, con más de 1000 plantas de depuración asistidas a lo largo de 15 países de Latinoamérica, desde México hasta Chile, la respuesta a la mayoría de estas preguntas es un simplemente: “No tengo ni idea… Ni creo que me sirva saberlo”. ¿Te imaginas esa respuesta en un banco? ¿O en una planta de alimentos o fármacos? ¿Por qué en esos escenarios no cabe esa respuesta y en los sistemas de depuración si? Son simples paradigmas obsoletos. ¿Cuándo fue la última vez que comparaste tu operatividad con los promedios de la industria?

Igual he trabajado con países Europeos, especialmente en Alemania, y cualquiera de esas respuestas es tan sencillo como ingresar al sistema de gestión, y en dos a cinco clic está generada. Por supuesto, no sin antes verme feo y raro de por qué estoy preguntando algo tan absurdamente obvio como el control de la gestión del sistema de depuración. Y luego nos preguntamos de cómo ellos logran costos tan bajos productivamente y atraen continuamente los mejores recursos...

El costo cada vez menor de la capacidad de almacenamiento digital, procesadores mucho más potentes, y la enorme conectividad a través de internet, apunta a una sola verdad: Es inconcebible que sigamos poniendo pretextos para no movernos hacia sistemas digitales de articulación de datos en los procesos de depuración de residuos.

Más que a la simple gestión, debemos avanzar al empleo de herramientas de Inteligencia Artificial.

Automatización y sistemas SCADA -Supervisión, Control y Adquisición de Datos por su sigla en inglés- son obsoletos frente a herramientas de Inteligencia Artificial en los sistemas de depuración. La razón es sencilla: Mientras que los primeros son fuertemente dependientes del nivel de ingeniería en el diseño, así como de la cantidad y buen funcionamiento de los sensores disponibles; los sistemas de Inteligencia Artificial, especialmente de Machine Learning, son más dependientes a la interrelación y cantidad de los datos disponibles, avanzando hacia determinar impredecibles respuestas que solo se articulan en el procesamiento de significativas cantidades de información, en un mundo donde el costo del dato es cada vez menor. Así, pues, mucho más baratos tanto en inversión inicial como en costo operativo y mantenimiento, pero también, más flexibles conforme las condiciones del influente varían, algo muy frecuente en los sistemas de depuración, los sistemas de Inteligencia Artificial han ganado el primer puesto como herramientas auxiliares de gestión de los sistemas de depuración.

Articular la gestión operativa de los sistemas de depuración desde los datos en la toma de decisiones es el camino a seguir para alcanzar Sistemas Inteligentes, capaces de aprender tanto de los errores como de los aciertos, propios y ajenos; identificar deficiencias y optimizar la gestión; conduciendo así a la disminución de costos, mientras se maximiza la efectividad y la eficiencia. Desde la lucha contra el cáncer hasta el calentamiento global, desde potentes herramientas de marketing hasta la seguridad de los sistemas financieros, son ejemplos fascinantes de cómo la ciencia de datos está penetrando todas las áreas del quehacer humano. La verdadera pregunta es en qué eslabón quieres estar parado con tu sistema de depuración de residuos… ¿Cómo el agujero negro o con el estado del arte?

En Grupo Tecnología, y su empresa Tecnología del Ambiente, fieles a nuestro mayor propósito de apoyar a la rentabilidad de las organizaciones con quienes nos vinculamos, hemos desarrollado la aplicación web WaterWeb.app, misma que permite a las organizaciones gestionar su sistema de depuración en forma inteligente: desde referencia al marco normativo, conceptos y programas formativos, la gestión de registros y reportes operativos, inventarios, alarmas, costes, seguimiento a los procedimientos, mantenimiento, entre otras... hasta herramientas de Ciencia de Datos y Machine Learning que te permiten focalizar mejor la gestión, los recursos, y la toma de decisiones. Todo un mundo digital accesible bajo un programa mensual por el tiempo que sea un aporte para la organización.

Formación y capacitación, mejora continua, y digitalización, son tres pilares que te invito a integrar en tu sistema de depuración de residuos. Es fundamental cambiar de paradigma y dejar de ver los sistemas de tratamiento como un gasto necesario, sea cual fuese, y, apoyados por la tecnología, optimizarles, como cualquier parte de la cadena productiva. Desperdiciar los recursos también es contaminación.

Del Autor



Guillermo Montúfar

Empresario, Asesor y Catedrático Universitario en Centro y SurAmérica, actualmente laborando tanto en Universidades en Chile, impartiendo clases en programas de Post Grado, como Director de Proyectos y Programas de Fondos de Cooperación. Gerente General de las empresas de Grupo Tecnología. Posee... [ver más]
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