Análisis de aguas por imagen: fundamentos, aplicaciones y realizaciones
“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar”
Infórmese
A lo largo de mis más de 40 años dedicados al tratamiento de las aguas residuales he tenido la oportunidad de “intimar” con una gran variedad de las mimas y de hacerles un sinfín de determinaciones analíticas.
Estos largos años de experiencia me llevaron a que en los últimos años, en mis visitas diarias al laboratorio de la Planta Experimental de Carrión de los Céspedes (Sevilla), disfrutase mucho tomando algunas de las muestras recogidas de los diferentes sistemas implantados en el centro para, sosteniéndolas en el aire y mirándolas al trasluz, hacer una predicción de sus contaminantes básicos (Sólidos en Suspensión, DBO5 y DQO). Predicción que, una vez realizada la pertinente determinación analítica, se mostraba bastante próxima al resultado real. Entre risas, las compañeras del laboratorio solían comentar: ¿para que hacemos tantos análisis, si prácticamente no te equivocas en tus estimaciones?
Hoy vengo a hablarles de algo “similar” pero con una base científica mucho más solida y aquilatada: el análisis de aguas por imagen. Para ello tenemos la fortuna de contar con un gran experto en la materia, Pablo Pérez, fundador y CEO de la empresa AQUACORP.
Médico del Agua (MdA).- Pablo, para empezar, ¿nos podrías describir brevemente que es AQUACORP?
Pablo Pérez (PP).- AQUACORP es una startup Deep Tech de Impacto Ambiental, que está desarrollando una plataforma de alerta temprana, para monitorizar en remoto y en tiempo real los niveles de contaminación del agua.
AQUACORP nace en 2018 en León, donde tiene su sede principal, y viene precedida de recorrer más de 20.000 kilómetros de ríos y costas analizando el efecto que los efluentes sin tratar (o mal tratados) causan en el medio natural y comprobando la ausencia de herramientas que permitan controlar estos efectos en tiempo real y de manera continua.
En la actualidad acabamos de abrir oficina en Madrid y estamos iniciando un proceso de internacionalización en Europa, comenzando por Portugal y Reino Unido.
(MdA).- Cuando hablamos de análisis de las aguas por imagen, ¿a qué nos estamos refiriendo exactamente?
(PP).- Como bien sabes, en la actualidad, la única manera de estimar parámetros fisicoquímicos del agua es utilizando sensórica tradicional (bien sensores individuales bien sondas multiparamétricas), o tomando muestras (manuales o automáticas, individuales o integradas) y analizándolas posteriormente en laboratorio.
El análisis de agua a través de imágenes no es nuevo, algunas de estas sondas tradicionales hacen barridos espectrales utilizando pequeños espectrofotómetros o espectroradiómetros. Equipos que también se utilizan en los laboratorios para analizar las muestras.
Nuestra tecnología da un giro de 180º a los métodos tradicionales (laboratorios o sensórica), evitando el contacto con el agua y permitiendo realizar este análisis a través de imágenes exteriores de la lámina superficial del agua. Esto permite análisis in situ, remoto, en tiempo real y de manera continua automáticamente.
Análisis por imagen de aguas residuales.
Las imágenes se obtienen utilizando una webcam, que se coloca en cada uno de los puntos de muestreo.
Webcams ubicadas en diferentes puntos de muestreo.
(MdA).- ¿Cuáles son los fundamentos del análisis por imagen?
(PP).- Se trata de una tecnología disruptiva basada en un equipo multiespectral inteligente (similar a una webcam), que se instala en los puntos de muestreo, y que se fundamenta y combina tres disciplinas:
El internet de las cosas (hardware). Hemos diseñado un equipo electrónico propio, que es similar a una webcam, que se coloca en los puntos de muestreo para capturar los datos ópticos y ambientales.
La inteligencia artificial y la visión por computador, que permiten estimar los parámetros en base a varios servicios de procesamiento de imágenes y algoritmos que entrenan el sistema experto. Es muy similar a las cámaras de reconocimiento de los aeropuertos, que permiten identificar personas sospechosas a través de imágenes de sus rostros.
La óptica, disciplina que nos permite modelar el comportamiento óptico del agua, estableciendo correlaciones entre sus parámetros fisicoquímicos y biológicos con los ópticos, como base para realizar las estimaciones.
Fundamentos del análisis de aguas por imagen.
(MdA).- ¿Cuáles son las principales ventajas de este tipo de análisis?
(PP). - Como principales ventajas del análisis por imagen destacaría:
No requiere contacto con el agua objeto de análisis, lo que facilita y minimiza las tareas de mantenimiento, ya que sólo es necesario limpiar periódicamente la pantalla de la cámara.
Versatilidad, pues se adapta a cualquier tipo de punto de muestreo a monitorizar.
Monitorización continua (24/7).
Muy bajo consumo.
Permite comunicaciones remotas desde cualquier punto de muestreo por pequeña que sea la cobertura. Integramos desde tecnologías Narrow Band hasta 5G.
Alerta temprana con capacidad de anticipación porque facilita la transición de: procedimientos orientados a la gestión del problema (una vez sucede), a procedimientos orientados a la gestión del riesgo de forma anticipada (antes de que suceda).
Instalación muy simple, al disponer de un soporte adaptable, que permite colocarlo en cualquier poste, pared, muro, barandilla, tramex, etc.
Soporta condiciones extremas de intemperie.
(MdA).- ¿Qué parámetros se pueden analizar?
(PP).- Por ahora: pH; Conductividad Eléctrica; potencial Redox; Oxígeno disuelto; Turbidez; Color, Sólidos en suspensión y DQO.
(MdA).- Permíteme que como Médico del Agua te manifieste mi sorpresa ante la medición por imagen de pH, Conductividad Eléctrica, potencial Redox y Oxígeno disuelto. ¿Cómo es esto posible?
(PP).- Entiendo tu sorpresa y permíteme que te dé más detalles clarificadores. Para poder medir estos parámetros nuestra tecnología utiliza un sistema básico muy similar al cerebro humano y al ejemplo que tú comentabas al principio de la entrevista sobre tu capacidad de estimación visual. Hacemos lo mismo, desarrollamos redes neuronales que aprenden y en base a ese aprendizaje estiman. Con la diferencia que tu necesitabas muchas horas, días, semanas, meses y años para aprender porque no estabas continuamente visualizando imágenes y ahora el Big Data y las ingentes capacidades computacionales de la nube aceleran infinitamente este proceso.
(MdA).- ¿Dónde tenéis equipos instalados actualmente?
(PP).- En la actualidad contamos con más de 50 pilotos en fase de validación, tanto en el entorno fluvial, como en entornos cerrados (depuradoras de aguas residuales urbanas e industriales, potabilizadoras y desaladoras). Por motivos de confidencialidad, no podemos dar datos de los puntos de muestreo exactos.
(MdA).- ¿Qué nos puedes contar de la colaboración de AQUACORP con la Fundación Pública Andaluza CENTA?
(PP).- Actualmente el CENTA es uno de nuestros principales socios colaboradores I+D. Llevamos casi dos años de trabajo conjunto, lo que nos permite utilizar sus instalaciones de Carrión de los Céspedes (Sevilla) para optimizar nuestra tecnología.
Webcams instaladas en el Centro Experimental de la Fundación CENTA. A la izquierda depósito de aguas residuales influentes. A la derecha raceway para el cultivo de microalgas.
En este Centro, el contar con numerosas y diferentes tecnologías de tratamiento, nos permite ir calibrando nuestros equipos en muy diferentes tipos de matrices (aguas residuales pretratadas, efluentes de pasos intermedios de los tratamientos, efluentes tratados finales).
(MdA).- En la actualidad ¿en qué proyectos estáis participando?
(PP).- Actualmente estamos ejecutando la Fase II del contrato del que hemos resultado adjudicatarios: “CPP 02/2020 AB (DCCPI/OCPI) DE LICITACIÓN DE COMPRA PÚBLICA PRECOMERCIAL PARA EL DESARROLLO DE SOLUCIONES EN EL ÁMBITO DE LA MONITORIZACIÓN DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS SUPERFICIALES”, licitado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial E.P.E. (CDTI).
En el 2023 participaremos en un proyecto europeo Next Generation y estamos abiertos a cualquier tipo de colaboración.
(MdA).- ¿Qué futuro le ves al análisis de las aguas por imagen?
(PP).- Creo que puedo responderte a esa pregunta usando nuestro propio leitmotiv: “Tomorrow´s water monitoring, Today”. HOY AQUACORP está desarrollando la tecnología que permitirá monitorizar la calidad de las aguas en el FUTURO.
Al igual que hace unos años era imposible imaginar que a través de la imagen de una cara podríamos decir a quien corresponde, con nombre, apellidos y número del documento nacional de identidad; o que podríamos detectar determinados estados de felicidad/tristeza, incluso enfermedades, hoy esto ya es algo totalmente normal.
En el futuro habrá redes de satélites, que utilizando nuestra tecnología, podrán detectar, de forma anticipada, desastres relacionados con la calidad del agua y ayudar a prevenirlos.
Nos consideramos una startup Deep Tech de impacto ambiental, que está ayudando a dejar un mundo mejor del que nos hemos encontrado, sobre todo en lo relacionado con la calidad del agua del planeta.
(MdA).- Muchas gracias Pablo, estimo que es suficiente para que los lectores se hagan una idea clara del análisis de las aguas por imagen y de sus inmensas posibilidades.
De todas formas, si quieren ampliar la información, o dirigir alguna pregunta adicional a Pablo Pérez, pueden hacerlo a través del correo.
Fuente:
Julio, 2022