ITI, centro tecnológico privado especializado en TIC, trabaja en un caso de uso liderado por Depuración de Aguas del Mediterráneo (DAM) en el marco del proyecto europeo TRANSACT que persigue aumentar el margen de tiempo con el que las plantas depuradoras son capaces de detectar un vertido de aguas residuales. Este escenario es crítico para las plantas de depuración de aguas puesto que, en muchas ocasiones, no es posible detectar estos vertidos hasta que los reactores biológicos que permiten su funcionamiento están contaminados.
En concreto, un reactor biológico contiene una serie de hongos y flora que depuran el agua que entra en la planta, si la contaminación supera un cierto nivel, la flora del reactor biológico muere y éste queda fuera de servicio durante días, reduciendo la capacidad de depuración de la planta, con el impacto que esto supone en los ecosistemas fluviales.
De esta forma, el proyecto busca prevenir desastres ecológicos derivados de posibles derrames de aguas residuales y, así, hacer frente a uno de los problemas actuales a los que se enfrenta España, que es la escasez de agua, cuyas consecuencias derivan en la falta de alimentos, la aparición de enfermedades y la desaparición de especies vegetales y animales.
Financiada por la Comisión Europea, esta iniciativa cuenta con un presupuesto de 6 millones de euros y reúne a 30 socios de grandes empresas, pymes, institutos tecnológicos y universidades de nueve países europeos: Países Bajos, Finlandia, Alemania, Polonia, Austria, Noruega, España, Bélgica y Dinamarca.
Hoy en día, existen muchos sistemas ciberfísicos (CPS) en dispositivos embebidos que desempeñan funcionalidades críticas para la seguridad personal, de bienes y medioambientales. Los ejemplos podrían ir desde los sistemas que gobiernan un coche autónomo hasta máquinas para hacer TACs en un hospital. Estos dispositivos, en muchos casos, están sobredimensionados en hardware para evitar que puedan quedarse sin recursos mientras están en ejecución, a la par que ven limitadas sus funcionalidades para evitar posibles errores que pongan en riesgo vidas humanas. En esta línea, el objetivo de TRANSACT es permitir que parte de las aplicaciones o funcionalidades que se ejecutan dentro de estos dispositivos puedan ser externalizadas a una capa en la nube o en el Edge, así como también permitir que estos dispositivos puedan complementarse con servicios adicionales en dichas capas. “Estos sistemas son críticos, pero abrir la puerta a complementarlos con nuevas funcionalidades en la nube o en el Edge, donde no tendrían límite en los recursos de cómputo a su disposición, abre un mundo de posibilidades”, ha explicado Jordi Arjona, coordinador del grupo de Sistemas Distribuidos en ITI. Es importante señalar, eso sí, que funcionalidades críticas para la seguridad no pueden ser nunca externalizadas a la nube, puesto que no es una capa confiable y esto podría resultar en riesgos de seguridad.
En efecto, este tipo de sistemas se pueden encontrar en la gestión del ciclo del agua. Por ello, ITI trabaja con DAM en TRANSACT con el objetivo principal de desarrollar un sistema de detección temprana de vertidos industriales. Además, en el marco de este caso de uso también se han desarrollado algoritmos para el mantenimiento predictivo de equipos críticos en las plantas depuradoras y cuadros de mandos operativos inteligentes.
Desde ITI aseguran que uno de los principales avances que se ha realizado en el trabajo conjunto entre las empresas del consorcio español ha sido el desarrollo de un modelo que puede predecir la llegada de los vertidos al menos una hora antes de que lleguen a la entrada de la depuradora. Gracias a una combinación de técnicas de aprendizaje automático y análisis de datos, este modelo consigue proporcionar una ventana de tiempo crucial para que los operadores tomen medidas preventivas.
Desde vehículos con control remoto hasta el diagnóstico por imágenes
No obstante, TRANSACT no solo se centra en el reciclaje seguro y eficiente de aguas residuales como es el caso de DAM, sino que también está desarrollando soluciones en otros sectores industriales, como el automovilístico o el de la salud.
De hecho, la solución desarrollada por el proyecto europeo, según Javier Coronel, coordinador del grupo de Sistemas Ciberfísicos en ITI, “se aplicará al control remoto de vehículos autónomos en entornos urbanos; al sistema de gestión de baterías con funciones en la nube para vehículos eléctricos; a la plataforma de aplicaciones clínicas basadas en la nube para sistemas de diagnóstico y terapia guiada por imágenes; y al soporte de decisiones marítimas críticas”.
En este contexto, ITI colabora en el diseño de la arquitectura de referencia de TRANSACT y en la selección de técnicas y definición de metodologías que permitan la transición de existentes CPS monolíticos a sistemas críticos distribuidos con la finalidad de eliminar los cuellos de botella o los puntos de error centrales del sistema.
“Desde nuestro centro tecnológico proporcionamos las herramientas RADIATUS y a2k para facilitar el despliegue de herramientas para el análisis y procesado de datos, para fomentar el aprendizaje automático en el Edge y en la nube, y para analizar y simular los sistemas críticos distribuidos”, ha detallado Jordi Arjona.
Finalmente, el proyecto TRANSACT corresponde al número de expediente 101007260 y está financiado por la Comisión Europea.