El cambio climático y la transformación digital representan dos de los mayores retos para la humanidad. La Inteligencia Artificial (IA), el aprendizaje automático (Machine Learning – ML) y la computación en la nube tienen un enorme potencial para proporcionar soluciones innovadoras y sostenibles para salvaguardar la biodiversidad, gestionar el uso agrícola del suelo de forma más eficiente y garantizar la disponibilidad de agua, por citar sólo algunos campos de aplicación.
En este contexto, Microsoft impulsó hace cinco años el programa AI for Earth, una iniciativa global encaminada a poner la tecnología de datos e Inteligencia Artificial en manos de expertos para impulsar el desarrollo de soluciones de sostenibilidad que mejoraran el medio ambiente y los ecosistemas.
Dentro de esta iniciativa de Microsoft y en colaboración con la Generalidad de Cataluña y el Centro of Innovation for Data Tech and Artificial Intelligence (CIDAI), se llevó a cabo una hackatón en la que diferentes profesionales y grupos de trabajo multidisciplinares pudieron exponer y presentar ideas transformadoras sobre el uso de la IA en favor de la sostenibilidad ambiental. En el marco de este evento, se organizó un espacio de generación de ideas, con la participación de expertos de la comunidad tecnológica y del ámbito de la sostenibilidad y el medio ambiente, instituciones públicas y académicas, desarrolladores y empresas , para proponer y diseñar soluciones innovadoras basadas en datos y IA que ayuden a resolver retos en el ámbito de la sostenibilidad en Cataluña en las áreas de Biodiversidad, Agricultura, Agua y Cambio Climático.
Como resultado de la hackató, se han seleccionado tres proyectos innovadores 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.
Esta iniciativa forma parte del protocolo de colaboración firmado por la Generalidad de Cataluña y Microsoft para el desarrollo y la innovación en el sector TIC de Cataluña. Este protocolo establece un marco de cooperación mutua entre ambas entidades en ámbitos prioritarios de la estrategia digital del Gobierno, como la sostenibilidad, el talento digital, la nueva economía del espacio, la implementación de tecnologías digitales avanzadas en sectores clave como la salud o la presencia del catalán en el mundo digital.
Tecnología punta en la nube 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 manualmente. 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, Aguas de Manresa y la Agencia Catalana del Agua (ACA), propone la implementación de soluciones tecnológicas basadas en cloud y 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 con antelación sobre eventos perjudiciales que derivarán en acciones operativas específicas dentro de la red hídrica.
Uso de drones e Inteligencia Artificial para censar animales salvajes de noche
Para preservar la biodiversidad, es esencial vigilar periódicamente a la población de especies. El Cuerpo de Agentes Rurales, en colaboración con los responsables de biodiversidad de la Generalidad de Cataluña, trabajan para garantizar la conservación de la naturaleza y la protección del medio ambiente y hacen 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 también ayuda a evaluar los daños causados a la agricultura y 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 en el 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, lo que tiene efectos muy importantes a nivel económico. En el caso de Cataluña, gran parte del PIB depende de esta especie ganadera, debido a la 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 al seguimiento de la fauna silvestre, lo que posibilita una mejor visualización y recuento que el que se obtiene de las observaciones terrestres. El proyecto que ha resultado ganador de la financiación y el 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, reduciendo el tiempo y el coste de la obtención de la información y el seguimiento de la fauna. Esto permitirá monitorizar áreas más grandes y realizar estos estudios poblacionales con mayor frecuencia. Además, la información extraída se geolocalizará automáticamente y se registrará en una base de datos del sistema de información geográfica, lo que facilitará su posterior análisis por parte de expertos.
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 fangos 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 después de las continuas aplicaciones en 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. Éste 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 Vallés operadas por el Área Metropolitana de Barcelona (AMB) y el Consorcio Besòs Tordera , respectivamente.
Se desarrollará un modelo basado en ML, gracias a Azure, donde 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 a los suelos como a 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 su fertilidad y garantizando la calidad de las hortalizas producidas. Por su parte, el proyecto es beneficioso en términos de preservación de recursos como el fósforo, que ha sido clasificado como materia prima crítica por la Comisión Europea y aumenta la resistencia al cambio climático.
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