Universidad Loyola: una investigación para detectar contaminantes con drones acuáticos

Un proyecto de la Universidad Loyola detectará contaminantes con drones acuáticos en masas de agua de Andalucía

Científicos del grupo de investigación Optimization and Control of Distributed Systems del Departamento de Ingeniería de la Universidad Loyola desplegarán y controlarán una red de vehículos no tripulados para detectar, monitorizar y seguir las áreas más contaminadas y tomar medidas preventivas contra vertidos inapropiados en aguas superficiales y embalsadas de Andalucía. El objetivo es que la red de vehículos aprenda del entorno a medida que se despliega y determine las leyes de movimiento óptimas que permitan el seguimiento de los agentes contaminantes, incluso anticipando su evolución.

El proyecto denominado ‘Despliegue y Control de una Red Inteligente de Vehículos Autónomos Acuáticos para la Monitorización de Recursos Hídricos Andaluces’, es un proyecto de I+D+i impulsado por la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades de la Junta de Andalucía.

En la actualidad la Junta de Andalucía tiene identificadas 342 masas de aguas superficiales, incluyendo ríos, lagos, aguas de transición y aguas costeras. Dichas aguas superficiales son tanto naturales como artificiales. El mantenimiento de dichas aguas superficiales es relevante para pilares de la economía andaluza, tales como la agricultura, ganadería y la pesca. Además, la comunidad andaluza contiene un importante número de embalses los cuales permiten suministrar agua potable a la población. El mantenimiento de la calidad del agua en dichos embalses es de suma importancia frente a posibles ataques en forma de vertidos u otros contaminantes peligrosos.

Los científicos de la Universidad Loyola cuentan con una serie de drones acuáticos que incorporan dispositivos de comunicación inalámbricos mediante los cuales puede compartir con otros vehículos los datos adquiridos durante su movimiento. Para ello cada vehículo incorpora un conjunto de sensores que permiten determinar parámetros de calidad del agua como pH, oxígeno disuelto y turbidez, parámetros ambientales, como temperatura y humedad, y agentes contaminantes, como algas y cianobacterias que puedan resultar perjudiciales para el consumo humano y/o la explotación de dichas aguas. De esta forma, a lo largo de los próximos años, los investigadores de la Universidad Loyola junto con otros expertos de otras entidades tratarán de controlar los vehículos acuáticos no tripulados con el fin de detectar contaminantes en las masas de agua en Andalucía.

El aprendizaje automático, uno de los retos del proyecto

Para ello es necesario contar con un equipo interdisciplinar para utilizar distintas herramientas científicas relacionadas con la inteligencia computacional, machine learning, robótica, comunicaciones, química, sensores e instrumentación, además de ciencias ecológicas y medioambientales. El aprendizaje automático que deben realizar los drones acuáticos es uno de los principales retos del proyecto. Habitualmente, las condiciones de un vertido concreto en un embalse o río se conocen solo parcialmente, y a medida que estos vehículos interconectados se despliegan por toda la superficie y comparten los datos que obtienen los sensores, serán capaces compartirlos y traducirlos en un conocimiento global del contexto del vertido contaminante y de su variación en el tiempo.

Por otro lado, se realizarán una serie de tareas encaminadas a la planificación de rutas de los vehículos. Para ello se utilizarán técnicas de despliegue basadas en enjambre, que permitan por una parte explorar el área objetivo y recopilar información de contexto, y por otra intensificar la monitorización en aquellas zonas donde se detecte la presencia de agentes contaminantes, para realizar un seguimiento detallado y una predicción de su evolución en tiempo real. Esto último es una de las principales innovaciones perseguidas por el proyecto, ya que el control distribuido de flotas completas es un reto que necesita ser abordado en profundidad.

El proyecto financiado por la Junta de Andalucía a través del Programa Operativo FEDER de Andalucía 2014-2020, dentro del Objetivo Específico 1 «Potenciar la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación» y de la programación financiera de la medida A1123061E0 «I+D+i en Centros de Investigación Privados» derivará en numerosas publicaciones, favorecerá la transferencia de tecnología y la explotación de los resultados más allá de la vida del proyecto con empresas que se traduzcan en contratos de transferencia tecnológica. Para ello se mantiene contacto con varias empresas que han mostrado interés en los resultados del proyecto, entre otras la Fundación Ayesa, socios del grupo de investigación de la Universidad Loyola en el proyecto para la monitorización de agentes contaminantes en el lago Ypacaraí en Paraguay.