Por: Jesús Urzúa, Mauricio Montes y Fernanda Berrones
Ingenieros Industriales del ITESM
El estrés hídrico es una situación en la que la demanda de agua supera la cantidad disponible durante un periodo, o cuando su baja calidad limita su uso. En México, más del 40% de las fuentes de agua están sobreexplotadas, y estados como Aguascalientes enfrentan niveles alarmantes de estrés hídrico.
Lo que es de preocuparse y que a casi nadie, sinceramente, nos ocupa, es que la disponibilidad de agua sigue reduciéndose; y, ¡peor aún!, con un pronóstico de empeoramiento en la próxima década. Sí, todos lo sabíamos, pero cuántos nos estamos ocupando en nuestros negocios a que esto se vuelva una prioridad y no solo “capitalizar” por decir que somos sostenibles sino realmente serlo. Como nota, la combinación de crecimiento poblacional, desarrollo industrial y cambios climáticos apunta a una posible escasez que afectará tanto a la población como a la sostenibilidad de las empresas.
Existen dos maneras de gestionar el agua, controlando la demanda o ampliando el suministro. Debido a esto, han surgido diversas soluciones para ambos frentes dado el problema hídrico en el que se encuentra el mundo en la actualidad.
Quizá nuestro lector haya ya escuchado sobre «Industria 4.0», “Internet de las cosas” y todos esos términos que suenan muy futurísticos, pero que ya son una realidad, de fácil accesibilidad a diversas herramientas avanzadas y que permiten a las empresas no solo monitorear, sino también optimizar el uso de recursos críticos como el agua. Las siguientes tecnologías de Industria 4.0 pueden apoyar a los negocios locales en la medición, control y conservación del agua:
- Internet de las Cosas (IoT): Es una tecnología que permite conectar dispositivos a internet para que puedan comunicarse entre sí y con nosotros. Así, los dispositivos «inteligentes» recopilan datos, los envían a través de internet y nos ayudan a tomar decisiones informadas, y en tiempo real (justo lo que carecemos para solventar este tipo de problemas hídricos).
Imagina que alguien usa un reloj inteligente que monitorea sus latidos mientras hace ejercicio. El reloj detecta si el corazón está latiendo demasiado rápido y puede mandar una notificación al usuario para que baje la intensidad de su entrenamiento. Incluso, en algunos modelos avanzados, el reloj puede enviar una alerta a familiares o a los servicios de emergencia si detecta una señal de peligro.
Con esta tecnología, no solo estamos al tanto de nuestra salud en tiempo real, sino que también podemos prevenir problemas mayores. Así es como el IoT, a través de wearables, mejora la vida cotidiana y nos ayuda a cuidar nuestra salud de forma sencilla y accesible. - Big Data: Análisis de grandes cantidades de datos para identificar patrones y tendencias de consumo de agua.
- Inteligencia Artificial: Procesos de aprendizaje automático que predicen necesidades y optimizan el uso del recurso.
- Mantenimiento Predictivo: Ya que entendimos los otros tres conceptos, esta tecnología nos ayuda a prevenir problemas antes de que ocurran. ¿Cómo? Mediante el uso de sensores y sistemas inteligentes, los dispositivos pueden detectar si algo anda mal y avisarnos con anticipación. De esta forma, podemos arreglar un equipo o máquina antes de que falle por completo.
Imaginemos un carro moderno que tiene sensores conectados a internet. Estos sensores revisan constantemente partes importantes del carro, como el motor, los frenos o la batería. Si el sensor detecta que algo se está desgastando o no está funcionando bien, envía una alerta al conductor a través de la pantalla del carro o al celular.
Por ejemplo, si los frenos están empezando a fallar, el carro nos puede avisar que necesitan ser revisados. Así, el conductor puede llevar el vehículo al taller antes de que ocurra un problema mayor y los frenos dejen de funcionar por completo.
Ahora bien, para abordar el estrés hídrico en empresas, el mantenimiento predictivo puede jugar un papel fundamental al ayudar a prevenir el desperdicio de agua y optimizar su uso. En lugar de esperar a que una bomba de agua, una tubería o un sistema de filtración fallen, los sensores inteligentes pueden monitorear constantemente el estado de estos equipos. Así, si un sensor detecta que una tubería tiene una fuga pequeña o que una bomba está empezando a consumir más energía de lo normal (lo cual puede indicar un problema), el sistema alerta a los encargados para que puedan arreglarlo de inmediato.
En resumen, estas herramientas, que anteriormente considerábamos futurísticas pero que ahora están a nuestro alcance, se están volviendo cada vez más comunes en todo lo que hacemos y con los dispositivos que utilizamos. El mantenimiento predictivo permite a las empresas reducir el uso innecesario de agua y evitar fallas que podrían llevar a desperdicios importantes, lo cual es crucial en lugares con escasez de agua como Aguascalientes.
Esta estrategia, junto con otras tecnologías de la Industria 4.0, puede marcar una gran diferencia en la sostenibilidad hídrica de las empresas, ayudándolas a ser más responsables y a mejorar su relación con el medio ambiente.
Soluciones Sencillas de Impacto
Para las empresas que buscan una integración más profunda de la tecnología y están preparadas para hacer inversiones estratégicas, la Industria 4.0 ofrece una variedad de soluciones avanzadas para gestionar y optimizar el uso del agua. Estas opciones no solo permiten un control más detallado, sino que también proporcionan datos en tiempo real que facilitan la toma de decisiones y la implementación de mejoras continuas.
Para los negocios locales, existen soluciones muy simples y de rápida implementación como primera fase hasta aquellas que nos pueden llevar en camino hacia la sostenibilidad hídrica empresarial.
Entre estas soluciones se encuentran:
- Sistemas de ahorro en grifos y baños: Invertir en dispositivos que regulen el flujo de agua puede reducir el consumo en hasta un 30 %.
- Monitoreo básico de consumo: Mediante dispositivos sencillos de medición, las empresas pueden obtener un panorama claro de su uso diario de agua, identificando picos y patrones para ajustar prácticas de consumo.
Esto se puede observar de manera gráfica y fácil de entender con gráficos en tiempo real que les permitan conocer y monitorear la calidad y cantidad del agua en uso. - Reuso de agua de procesos: En industrias de preparación de alimentos, como cafeterías o restaurantes, el agua de rechazo puede reutilizarse para tareas de limpieza y jardinería, logrando así un ahorro directo.
Soluciones Hídricas 4.0
Para aquellos negocios que deseen avanzar a una segunda fase y tras conocer sus problemas, se pueden adoptar soluciones hídricas avanzadas e innovadoras como:
- Monitoreo y Telemetría a través de IoT: Utilizando sensores IoT, una empresa puede monitorear en tiempo real el consumo de agua, la calidad de esta, y el estado de los sistemas de distribución. Estos sensores transmiten datos constantemente, permitiendo a los gerentes visualizar el flujo de agua en toda la instalación desde una aplicación o plataforma en la nube.
Por ejemplo, en el caso de una planta de producción, estos sensores pueden identificar zonas donde el consumo es mayor de lo esperado, lo que podría indicar fugas u oportunidades para mejorar la eficiencia.
Esto aporta un valor significativo a las empresas al ofrecerles visibilidad instantánea sobre el estado de sus operaciones y el consumo de recursos. Al contar con datos detallados y actualizados sobre el uso de agua, las empresas pueden identificar patrones de consumo, detectar fugas o irregularidades, y reaccionar de inmediato para reducir el desperdicio y optimizar el uso del recurso.
Un ejemplo notable es el caso de Nestlé Waters en su planta embotelladora en Sacramento, California. Nestlé implementó un sistema de telemetría para monitorear y controlar la utilización de agua en tiempo real. A través de sensores y plataformas en la nube, Nestlé pudo optimizar sus procesos y reducir el consumo de agua de manera significativa. Los datos de telemetría permitieron detectar y reparar fugas rápidamente y ajustar el flujo de agua según la demanda de producción. Como resultado, Nestlé logró reducir su consumo de agua en un 7 % en esa planta en un año.
Nestlé nos demuestra cómo una empresa puede utilizar la telemetría para no solo reducir costos, sino también adaptarse a las exigencias de sostenibilidad en una región con alta presión sobre los recursos hídricos.
- Mantenimiento Predictivo: Como vimos antes, el mantenimiento predictivo permite anticipar y prevenir fallas antes de que ocurran, minimizando el desperdicio de agua y otros recursos. Sensores avanzados monitorean el rendimiento de los equipos que usan agua, como bombas y sistemas de enfriamiento, y alertan sobre cualquier cambio inusual.
- Water Budget (Presupuesto de Agua): Este concepto involucra el uso de herramientas de análisis de datos para crear un «presupuesto» de agua, es decir, un plan detallado de consumo con límites y objetivos específicos. A través de sistemas de análisis de big data, predicciones y demás en la nube, una empresa puede medir y controlar su consumo, ajustando las metas según la disponibilidad de agua y las necesidades del momento. Esta estrategia es útil para empresas en zonas de estrés hídrico, ya que les permite priorizar el uso de agua en sus procesos críticos y reducirlo en otros menos importantes.
- Automatización de Procesos: Con la integración de sistemas automatizados, las empresas pueden optimizar la utilización de agua en sus procesos operativos. Esto incluye desde sistemas de riego automatizados que ajustan la cantidad de agua según las condiciones climáticas, hasta la automatización de procesos de limpieza en fábricas para minimizar el uso de agua. Al automatizar estos procesos, las empresas no solo ahorran agua, sino que también mejoran la eficiencia y reducen costos operativos.
Caso de Estudio: Compromiso de Caffenio con la Sostenibilidad Hídrica
Cada año, Caffenio presenta su informe de huella hídrica a sus accionistas mostrando su compromiso con la sostenibilidad del agua en todas sus operaciones. Como parte de esta estrategia de responsabilidad social, Caffenio invitó a estudiantes del Tec de Monterrey a participar en un concurso nacional con el objetivo de investigar y proponer soluciones innovadoras que ayuden a la empresa a enfrentar el estrés hídrico.
Los estudiantes del Campus Aguascalientes, María Fernanda Berrones, Karla Robles y Mauricio Montes, con el apoyo de su asesor Jesús Urzúa, destacaron como ganadores locales al presentar un proyecto tripartita. Su propuesta incluyó un enfoque integral basado en tres pilares: mantenimiento predictivo, water budget y sistema de recuperación y reutilización de agua.
En su investigación, los estudiantes identificaron una disyuntiva clave para enfrentar la escasez de agua: ampliar el suministro o controlar la demanda. Para ampliar el suministro, propusieron sistemas de recuperación que permitirían capturar y reutilizar agua de rechazo en diferentes procesos operativos. Por otro lado, para controlar la demanda, recomendaron el mantenimiento predictivo y el uso de un presupuesto de agua (water budget), que limitaría el consumo de acuerdo con las necesidades reales de cada área operativa. Esta solución no solo ayuda a reducir el uso de agua, sino que también permite a Caffenio adaptarse a los desafíos del estrés hídrico con soluciones escalables y sostenibles.
Se estima que, gracias a este sistema, Caffenio estaría ahorrando alrededor del equivalente a 1,100 garrafones de agua de 20 litros por sucursal mensualmente. Esto no solo representa un ahorro hídrico significativo, sino que también supone un considerable ahorro económico. De implementarse este sistema en las más de 200 sucursales de Caffenio, el impacto sería robusto tanto para el medio ambiente como para la organización.
Conclusión
Es una realidad el estrés hídrico. Es una realidad que usamos el tema de sostenibilidad como una bandera la cual nos gusta tomar más no sostener. La escasez de recursos en México pudiera estar ya trillado, pero hoy nos exige que las empresas tomemos un rol activo en la conservación del agua.
La incorporación de tecnologías de Industria 4.0 en las operaciones empresariales permite no solo preservar recursos críticos, sino también posicionar a las empresas en un modelo de negocio sostenible y escalable, donde la medición precisa y el análisis de datos son el núcleo de la innovación.
La buena noticia a todo lo que aquí expusimos es que ese cúmulo de tecnologías que pueden ser modulares (irse progresivamente instalando, midiendo e incorporar sus resultados) y mejor aún que hoy se ofrecen como SaaS (Software as a Service, o en español: software como servicio; parecido a una renta de una suscripción del filtro de agua de tu regadera que te estarán cambiando cada tres meses, es decir: pagas por, y únicamente, su uso).
Los SaaS permiten a las empresas monitorear el uso de recursos como el agua de manera eficiente y en tiempo real, sin necesidad de tener costosos programas en sus propias computadoras. Al usar SaaS, las empresas pueden acceder a herramientas que les permiten analizar grandes cantidades de datos y tomar decisiones basadas en información actualizada, lo que facilita la implementación de prácticas de monitoreo y mantenimiento predictivo. Y solo te cobrarán por la cantidad de uso.
No necesitas programadores expertos haciendo grandes sistemas para ti. Ya los hay y ya se rentan.
La adopción de estas tecnologías no solo protege el recurso hoy, sino que también fortalece las cadenas de valor del mañana, ayudando a las empresas a ser más sostenibles y responsables con el uso de los recursos. De esta manera, las empresas no solo contribuyen al cuidado del agua, sino que también se posicionan como líderes en un mercado cada vez más consciente de la importancia de la sostenibilidad.
Referencias:
- Informe sobre el avance del estrés hídrico en México – Comisión Nacional del Agua (CONAGUA)
- IoT y SaaS en la Industria 4.0: Oportunidades y aplicaciones para el sector empresarial – Revista Tecnología y Negocios
- Estrategias para la conservación hídrica en un entorno de escasez – Artículo de O. Sahin (2017)
- Nestlé Waters: Estrategias de Eficiencia Hídrica en Sacramento. Informe de sostenibilidad de Nestlé (2019). Nestlé Global. Disponible en: https://www.nestle.com/csv
- “Un enfoque de sistemas para evaluar el potencial de conservación del agua a través de tarifas de agua basadas en la demanda.” O. Sahin (2017)
