Robots vs. 'fatbergs': cómo puede la tecnología reparar las alcantarillas de EEUU

Serpenteando bajo nuestros pies, por todo EEUU, hay cientos de miles de kilómetros de túneles oscuros, fríos y húmedos. Estos conductos para las aguas residuales y el agua de lluvia son, según aquellos que se dedican a explorarlos, hábitat de todo tipo de peligros, incluidas criaturas (ratas y caimanes), obstrucciones (‘fatbergs’ y depósitos minerales) y gases tóxicos lo suficientemente concentrados para deteriorar el hormigón.

Evitar que dichas arterias subterráneas envejecidas viertan sus contenidos tóxicos es sumamente complicado y cuesta decenas de miles de millones de dólares al año más de lo que las ciudades estadounidenses se pueden permitir. Ese es el motivo por el que las ciudades y los contratistas de servicios con los que cuentas están desplegando una serie de herramientas tecnológicas que tienen el potencial para explorar, diagnosticar y reparar sistemas de alcantarillado de formas novedosas y asequibles.

El arsenal incluye drones voladores, robots que reptan y máquinas que pueden nadar teledirigidas. Están equipados con cámaras, un sónar, láseres y otros sensores, y en algunos casos con herramientas para eliminar obstrucciones, utilizando cortes por chorro de agua capaces de cortar a través de hormigón, raíces de árboles y las enormes concentraciones de grasa y productos de higiene personal conocidas como 'fatbergs'. Algunos incluso pueden arreglar tuberías con fugas utilizando plásticos que cicatrizan con luz ultravioleta.

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Los recursos también incluyen sistemas de inteligencia artificial para automatizar el laborioso proceso de catalogar averías en las cañerías y las alcantarillas de aguas pluviales, y para otorgar prioridad a las reparaciones en función de la necesidad y la ubicación.

En conjunto, toda esta tecnología representa una reforma importante para una industria que ha evolucionado lentamente, declara Gregory Baird, exdirector financiero a cargo de la infraestructura de agua y aguas residuales de ciudades en California y Colorado, y actual consultor para las ciudades a la hora de enfrentarse a problemas con su envejecida infraestructura de agua y aguas residuales. "En los últimos años, he observado el sector preguntándome: '¿Cuándo va a llegar la inteligencia artificial y el aprendizaje automático al agua y el alcantarillado?'", declara.

Con la introducción de 'software' capaz de extraer datos de robots que exploran las tuberías e identificar automáticamente defectos en los sistemas de alcantarillado, junto con otro 'software' que puede predecir qué puede fallar en el futuro, cree que ese día ha llegado finalmente.

EEUU tiene más de 1 millón de kilómetros de cañerías. Cientos de sistemas de aguas residuales municipales creados para dichas autovías subterráneas de residuos tienen pendientes desde hace mucho tiempo grandes reparaciones y sustituciones. Los problemas incluyen la llegada de tuberías de acero, gres y hormigón al final de su vida útil; la creciente intensidad de las tormentas gracias al cambio climático; y regulaciones ambientales cada vez más estrictas.

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Las consecuencias cuando los sistemas fallan son graves: propagación de enfermedades, la inundación de casas y empresas con lodo, y una reversión de las mejoras graduales de la salud de gran parte de los ríos, lagos, playas y océanos del país.

Según la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE por sus siglas en inglés), en 2019, el último año del que hay datos disponibles, el gasto total en infraestructura física de aguas residuales en EEUU fue de 48.000 millones de dólares, mientras que el total necesario eran 129.000 millones de dólares -un déficit de 81.000 millones de dólares-.

El recién aprobado plan de infraestructuras de 1 billón de dólares incluye 55.000 millones de dólares para infraestructura relacionada con el agua. Menos de la mitad de dicha cantidad estará destinada específicamente a aguas residuales, incluidas subvenciones y préstamos bonificados a ciudades y estados para reparar sus sistemas. Es mucho dinero, pero es insignificante en comparación con lo que la ASCE y la Agencia de Protección Ambiental de EEUU (EPA por sus siglas en inglés) dicen hace falta.

Un resultado de dichas deficiencias es que se ha descubierto que cientos de municipios están infringiendo el 'Clean Water Act' de 1972, lo que conduce a medidas por parte de la EPA. Por ejemplo, en abril de 2021, la ciudad de Houston firmó un acuerdo con la EPA que implica un gasto adicional de 2.000 millones de dólares durante los próximos 15 años para actualizar su sistema de aguas residuales y abordar desbordamientos constantes del alcantarillado.

Su empresa fue fundada para construir vehículos teledirigidos para explorar naufragios

Parte del problema para cuya solución se está utilizando la tecnología es la amplia dificultad de explorar dichos laberintos para determinar cuáles son los problemas.

Charles Rey, piloto de dron en Flyability, que fabrica un tipo especial de dron resistente a las colisiones que puede volar a través de las alcantarillas, ha investigado los sistemas que hay bajo las ciudades en toda Europa, Asia y EEUU. Uno de sus viajes más memorables fue a través de las cañerías de la ciudad china de Ganzhou, tan antiguas que datan de la Dinastía Song, que gobernó entre el año 960 y 1279. "Encontramos cosas de las que no tenían ni idea, incluidas escaleras antiguas", declara Rey.

Aunque incluso los sistemas de alcantarillado más obsoletos de EEUU son mucho más recientes que eso, el misterio sobre qué hay bajo tierra es común para los sistemas de aguas residuales municipales, declara Sam Macdonald, presidenta de Deep Trekker. Su empresa fue fundada para construir vehículos teledirigidos para explorar naufragios, pero se encontró con una demanda inesperada en la industria del agua residual cuando los contratistas empezaron a utilizar el primer vehículo operado en remoto de Deep Trekker para explorar tuberías de drenaje. Ahora, su rastreador de tuberías con ruedas totalmente sumergible se utiliza en todo el mundo para inspeccionar alcantarillas.

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En las últimas dos décadas, los rastreadores con ruedas y cámaras de televigilancia se han convertido en un elemento habitual para las inspecciones de alcantarillado. A pesar de una gran competencia en el sector debido a una variedad de fabricantes en EEUU, Europa y China, no son baratos, en parte porque tienen que ser extremadamente resistentes, dice Jake Wells, director de Marketing en Envirosight. Los robots rastreadores de alcantarillas suelen costar en torno a 70.000 dólares, y deben ser capaces de soportar varias horas al día de suciedad, grasa y sulfuro de hidrógeno gaseoso tóxico, un subproducto natural de los ecosistemas bacterianos que se desarrollan en las alcantarillas.

Acelerar el proceso de inspeccionar el alcantarillado utilizando dichos robots identificando automáticamente los problemas en las tuberías de alcantarillado es lo que los fundadores de Sewer AI, fundada en 2019 en Walnut Creek, California, proponen hacer. Originalmente, para preparar su sistema de visión por ordenador para identificar y categorizar defectos de forma automática en las tuberías de alcantarillado, la empresa pidió a las ciudades copias de vídeos de inspección de alcantarillas, declara Matthew Rosenthal, CEO y cofundador de Sewer AI, entre cuyos clientes se encuentra Houston.

Ahora, la empresa tiene videoteca de millones de metros de tuberías de alcantarillado, a través de más de 100.000 inspecciones. En el sistema se introducen datos nuevos de inspecciones realizadas por clientes de Sewer AI constantemente.

HK Solutions Group, que gestiona inspecciones de alcantarillado para más de 150 ayuntamientos de EEUU, desde 5.000 habitantes hasta 5 millones, está enviando un vídeo al mes a Sewer AI de 60.000 metros de tubería de alcantarillado para identificación y supervisión automática, dice Michael Ingham, director de Ventas en HK Solutions. El resultado es que lo que solía requerir semanas o meses de procesamiento por inspectores humanos certificados, ahora se puede conseguir en tan solo un día. “No nos exige tener a personas que clasifiquen de forma subjetiva dichos sistemas de alcantarillado en lo que supone un defecto, lo que no, la gravedad de dicho defecto”, declara Ingham. “Ahora la IA identifica todo eso”.

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Los métodos tradicionales de inspección de alcantarillado dejan mucho margen para mejorar en precisión y en coste. La clasificación de problemas en sistemas de alcantarillado recabados por inspectores humanos utilizando robots rastreadores tiene un índice de error de cerca del 20%, dice Baird, consultor. “Los humanos se cansan, y se pierden cosas porque hay agua corriente, y ratas, y no es intelectualmente estimulante ver excrementos en tuberías de alcantarillado y sentarse ahí pensando que así van a ser los próximos 10 años de tu vida”, añade.

Cuando los ayuntamientos hayan mapeado sus sistemas por completo -lo que puede llevar años-, robots de empresas como Sewer Robotics, con sede en Holanda, pueden realizar reparaciones sin desenterrar las tuberías.

Después de que los cortes por chorro de agua destruyan los ‘fatbergs’ y otras obstrucciones, un robot puede aplicar un parche -una funda que cubre todo el interior de la tubería- y cicatrizarlo con rayos UV. El proceso funciona incluso si la tubería sigue tendiendo agua fluyendo, dice Bart van der Zalm, mánager de ventas en Sewer Robotics. Los robots rastreadores con una serie de accesorios llevan utilizándose años en Europa, pero la industria de aguas residuales de EEUU ha sido lenta a la hora de adoptar dichas tecnologías, indica.

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Si bien toda esta tecnología puede permitir a contratistas y ayuntamientos inspeccionar -y a veces reparar- sistemas de alcantarillado de forma más rápida, más eficaz y menos costosa que nunca, algo que no puede hacer es elevar la conciencia pública del problema, o la falta de inversión pública necesaria para solucionarlo.

“Si conduces debajo de un puente, puedes ver el cemento resquebrajado y las vigas oxidadas”, dice Wells, de Envirosight. Las alcantarillas están, en muchos aspectos, enfrentándose a desafíos incluso mayores que la notablemente frágil infraestructura superficial de EEUU, dice. Pero sus problemas son a menudo igual de invisibles que de graves -hasta que es demasiado tarde-.

*Contenido con licencia de ‘The Wall Street Journal’.