La Generalitat de Catalunya mejorará la sostenibilidad medioambiental con Inteligencia Artificial

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Fruto de la colaboración entre Microsoft y la Generalitat de Catalunya, el proveedor ha becado a tres proyectos que utilizan la Inteligencia Artificial y la nube para mejorar la gestión medioambiental en la región.

Como parte del protocolo de colaboración que mantienen la Generalitat de Catalunya y Microsoft para el desarrollo y la innovación en el sector TIC de la región, en ámbitos como la sostenibilidad, el talento digital, o la nueva economía del espacio, entre otros, y junto al CIDAI - Centre of Innovation for Data Tech and Artificial Intelligence-, las tres entidades llevaron a cabo un hackathon en el que profesionales y grupos de trabajo multidisciplinares expusieron y presentaron ideas transformadoras sobre el uso de la IA en favor de la sostenibilidad ambiental.

De los proyectos presentados, se han seleccionado tres que han recibido de Microsoft una beca de financiación, que incluye formación, asesoramiento técnico, soporte por parte de expertos de la compañía tecnológica y hasta 15.000 dólares para el uso de la plataforma cloud Microsoft Azure. Los proyectos están orientados a mejorar la gestión de las cuencas hidrográficas, el censo de animales y la detección de contaminación en aguas residuales. 

Proyecto 1: Tecnología cloud para mejorar la gestión de las cuencas hidrográficas

Uno de los principales retos en el ámbito de la gestión de cuencas hidrográficas es garantizar el cumplimiento del marco normativo vigente, que exige un conocimiento amplio y continuo de la situación de las masas de agua desde el punto de vista de la cantidad y la calidad.

Hasta ahora, se han instalado redes de control automáticas distribuidas por todo el territorio o mediante la recogida de datos de forma manual. Pero ninguna de estas soluciones ha permitido disponer de la información suficiente para asegurar el correcto cumplimiento de la normativa.

El proyecto premiado por Microsoft y diseñado por un equipo multidisciplinar formado por Cetaqua, Eurecat, Aigües de Manresa y la Agencia Catalana del Agua (ACA), propone la implementación de soluciones tecnológicas basadas en cloud e IA. A partir de la información existente (caudales, parámetros de calidad, precipitación, temperatura, etc.), estas soluciones generarán modelos que permitan aumentar la información disponible de la cuenca, con un nivel de precisión suficiente para responder al marco normativo.

Además, la solución proporcionará los pasos iniciales para la elaboración de un gemelo digital para la gestión de las cuencas hidrográficas, como herramienta para validar las políticas y alertar tempranamente sobre eventos perjudiciales que derivarán en acciones operativas específicas dentro de la red hídrica.

Proyecto 2: Drones e Inteligencia Artificial para censar animales salvajes de noche

Para preservar la biodiversidad es esencial vigilar periódicamente la población de especies. El cuerpo de Agentes Rurales (Cos d'Agents Rurals), en colaboración con los responsables de biodiversidad de la Generalitat de Catalunya trabajan para garantizar la conservación de la naturaleza y la protección del medio ambiente y realizan censos y vigilan la fauna de múltiples especies de animales protegidas.

También llevan a cabo la vigilancia, control e inspección de la actividad cinegética, y colaboran en la gestión de los cotos públicos de caza y en la lucha contra el furtivismo y el envenenamiento de la fauna silvestre. El trabajo de los Agentes Rurales, asimismo, ayuda a evaluar los daños causados a la agricultura y la ganadería por las especies protegidas de la fauna autóctona. En los últimos años, ha aumentado significativamente la necesidad de apoyar a los agricultores y cazadores para el control de las poblaciones de jabalí, debido al aumento de los daños que causan al sector primario.

Otro aspecto de gran importancia es la participación en programas de prevención y lucha contra patologías de gran impacto económico, social y ecológico, como la peste porcina africana (PPA). Su entrada en un estado implica restricciones totales a la comercialización exterior de los cerdos domésticos, algo que tiene efectos muy importantes a nivel económico. En el caso de Cataluña, gran parte del PIB depende de esta especie ganadera, debido a su producción en grandes cantidades (cría y engorde de hasta 7-8 millones de cerdos anuales).

Desde 2018, el cuerpo de Agentes Rurales ha incorporado drones en el seguimiento de la fauna silvestre, lo que posibilita una mejor visualización -y recuento de la misma- que el que se obtiene de las observaciones terrestres. El proyecto que ha resultado ganador de la financiación y apoyo de Microsoft propone una mejora de este sistema, gracias a la incorporación de IA y recursos de machine learning de Microsoft Azure para automatizar los procesos de análisis de los datos captados por los drones. Se entrenará este sistema de IA para procesar automáticamente las imágenes, lo que reducirá el tiempo y el coste de la obtención de la información y seguimiento de la fauna. Esto conseguirá monitorizar áreas más grandes y hacer estos estudios poblacionales con mayor frecuencia. Además, la información extraída se geolocalizará automáticamente y se registrará en un base de datos del sistema de información geográfica, lo que facilitará su posterior análisis por parte de expertos.

Proyecto 3: Detección inteligente de la contaminación en plantas de tratamiento de aguas residuales

Este proyecto aborda el reto del cambio climático a través del concepto de economía circular mediante la mejora de la calidad de los lodos de depuración producidos en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

El uso de los lodos de depuración en la agricultura plantea varios problemas. En concreto, existe una considerable preocupación con base científica por la presencia de metales tóxicos, entre otros contaminantes, en los biosólidos, que pueden acumularse en el suelo y entrar en la cadena alimentaria tras las continuas aplicaciones a la tierra.

La presencia de estos metales tóxicos en los lodos de depuración puede reducirse considerablemente si se detectan a tiempo los casos de contaminación de las aguas residuales. Y este es el objetivo del proyecto financiado por Microsoft, que se centrará en dos Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) de Sant Feliu de Llobregat y Montornès del Vallès (Barcelona) operadas por el Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) y el Consorci Besòs Tordera, respectivamente.

Se desarrollará un modelo basado en ML, gracias a Azure, en el que se analizará una gran cantidad de datos históricos, con el fin de predecir y anticipar eventos de contaminación del agua que puedan comprometer la calidad de los lodos de depuración aplicados en los suelos como fertilizantes. De esta forma, se disminuirá la huella ambiental en la gestión de lodos de depuración. Además, los agricultores, que son los usuarios finales de los biosólidos, ganarán seguridad desde el punto de vista medioambiental y sanitario, protegiendo el suelo, aumentando la fertilidad y garantizando la calidad de las hortalizas producidas. Por otra parte, el proyecto es beneficioso en términos de preservación de los recursos como el fósforo, que ha sido clasificado como materia prima crítica por la Comisión Europea y aumenta la resistencia al cambio climático.