Noticias
ciudad

Beauchef Magazine - diciembre 2022

Integración hídrica: Planificación territorial e ingeniería de sistemas

Integración hídrica: Planificación territorial e ingeniería de sistema

La Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) plantean una serie de desafíos frente al cambio climático y nos instan a implementar medidas que se adapten adecuadamente a la especificidad de las situaciones y problemáticas del desarrollo mundial. De esta forma, se busca establecer una ruta en la que el diseño, implementación, seguimiento y evaluación de políticas públicas integren simultáneamente dimensiones sociales, económicas y ambientales.

El territorio se transforma en una pieza clave para dar respuesta a estas problemáticas y contribuir con las soluciones, principalmente porque es ahí donde se pone de manifiesto la diversidad de contextos y actores presentes en el entorno, identificando además a la población que reside en territorios urbanos y rurales, pudiendo generar estrategias que permitan responder adecuadamente a la especificidad de las situaciones y problemáticas del desarrollo.

En ese escenario, el académico e investigador del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales (DIQBM) y director del Centro de Diseño Sustentable e Ingeniería Sistémica de Procesos (ProSus) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Felipe Díaz Alvarado, plantea que las ciudades pueden ser planificadas para emular la conducta del entorno que las rodea, por ejemplo, en términos hídricos. “En este sentido, la matemática y la ingeniería de sistemas pueden ayudar a formalizar la comparación de diferentes escenarios para orientar las políticas públicas hacia la economía circular y la mitigación, así como también la adaptación al cambio climático, entre otros”, asegura.

Uno de los objetivos de ProSus es el estudio de la ciudad y el desarrollo de metodologías que permitan planificar redes de integración material (sean alimentos, materiales de construcción, electricidad, entre otros), entre ellos, el agua. “Concebimos la ciudad como un sistema conectado con un sistema mayor: el ecosistema. En ese sentido, cuando cambiamos el sistema ciudad, cambia la relación con el sistema mayor”, indica. 

El cambio climático es una preocupación para los países de América Latina y el Caribe. Así lo indica el último informe de planificación para el desarrollo territorial sostenible de la Cepal, que evidencia la relevancia de la gestión material de los abastecimientos de la ciudad. La problemática está pendiente desde varios aspectos, pero ya se puede abordar desde la ingeniería de sistemas, dice Díaz. Así, por ejemplo, propone visibilizar una tercera vía para abastecer procesos industriales en zonas de estrés hídrico. “Una primera alternativa es usar agua fresca (superficial o subterránea). Esa alternativa tiene un importante impacto ambiental y social. Una segunda alternativa es desalinizar el mar, una opción que está entrando fuerte en Chile, pero que también tiene importantes objeciones de parte de comunidades e impactos en el borde costero. La tercera vía que estamos explorando es tomar aguas residuales para abastecer necesidades industriales de agua. Esta puede tener menor conflictividad social y menor impacto ambiental si se diseña para ello”, señala el académico. 

Así como es relevante el estudio de la importancia del agua para la ciudad, también puede ser extendido a otros materiales y, como centro, ya se encuentran trabajando en indicadores que puedan facilitar la comparación y formulación de modelos de optimización multiobjetivo para decidir la mejor forma de cambiar los flujos materiales de una ciudad, de manera de contribuir con la planificación territorial y al bienestar de los habitantes. “Por ejemplo, si tomamos agua residual de una zona de la ciudad y la tratamos para, posteriormente, usarla en otra zona de la ciudad, el consumo hídrico neto de la ciudad puede haber cambiado”, explica. Así es como ha detectado que han cambiado los costos y emisiones de contaminantes (gaseosos, líquidos y sólidos) y, en ese sentido, “la variedad de cambios que puede tener una ciudad puede ser formalmente comparada mediante métricas de impacto ambiental y costos económicos”, agrega.

Soluciones transdisciplinares

Díaz ya había trabajado el tema en su proyecto “Sustainable and Resilient Water Networks: a Process Systems Approach for Climate Change Adaptation” (Fondecyt de Iniciación) orientado a formular y resolver modelos de integración hídrica para la Región Metropolitana. Con ello, desarrolló una mirada más amplia de la planificación territorial y de cómo puede fortalecerse por un enfoque transdisciplinario, planteando la relevancia del trabajo desde la ingeniería de sistemas. 

El académico del DIQBM plantea que esta disciplina aporta con la distinción y seguimiento de los efectos que puede tener una planificación territorial u otra sobre sistemas hídricos locales o globales. “Por ejemplo, una ciudad puede ser definida como un conjunto de sistemas sociales, culturales, ambientales, económicos, productivos y políticos, entre otros, que comparten un territorio definido. Entendiendo la ciudad de esta manera podemos estudiar la dinámica de estos sistemas en sus niveles local y global, y estudiar qué pasaría si implementamos un cambio u otro. Así, las preguntas relacionadas al ¿cómo funciona? y ¿qué pasaría si…? pueden ser exploradas con el apoyo de la ingeniería de sistemas. En consecuencia, esta disciplina puede ayudar a la planificación territorial integrando herramientas que aborden su complejidad”, sostiene.

La búsqueda de soluciones a la crisis hídrica lo ha llevado a ampliar la mirada e integrar otras disciplinas en la formulación de proyectos. Actualmente colabora con el investigador y docente del Departamento de Geografía de la Universidad de Chile, Alexis Vázquez, experto en planificación ambiental, ecología urbana y de paisaje, sistemas socioecológicos y sistemas de información geográfica.

El investigador del Departamento de Geografía comenta que la planificación debe ser vista como un ejercicio integrado, pero, en la práctica, ha dejado relativamente de lado asuntos ambientales tales como el hídrico. “Incluso la ONU ha sugerido que los ODS relacionados con asegurar el mantenimiento de la biósfera y sus ciclos son los más importantes, ya que solo esto permite la existencia de sistemas sociales y económicos saludables en el largo plazo”. 

De esta manera, plantea que la planificación territorial debe tener dentro de sus enfoques el tema del agua y sus ciclos, y cómo estos se hibridan con aspectos económicos, políticos y culturales. “La ingeniería de sistemas es fundamental, ya que permite entender, representar, modelar y realizar propuestas integradas que se hagan cargo de los problemas territoriales actuales que son altamente complejos debido a las múltiples dimensiones involucradas (sociales, culturales, económicas y ambientales), los altos niveles de incertidumbre y la rápida evolución”, asegura.

Felipe Díaz agrega que es relevante proyectar las investigaciones y estudios con respecto a la integración hídrica y, por ello, colabora en la implementación del futuro Centro Tecnológico de Economía Circular de la Macrozona Norte, que busca resolver las brechas de infraestructura, equipamiento tecnológico y demanda por innovación; además, activar, diversificar y sofisticar la oferta actual de productos y servicios de alto valor y potencial de mercado (interno y de exportación) de manera más sustentable. Mientras se hace realidad, junto a un grupo de académicos de la Universidad Católica del Norte, está preparando un proyecto que apunta a la integración hídrica. “En Chile tenemos pocas herramientas de planificación para comparar alternativas de abastecimiento. Por ejemplo, si necesitamos un caudal de agua para uso humano o industrial en una zona bajo estrés hídrico, usar agua superficial tiene un roce social muy alto”, explica. 

Para el docente, la ingeniería puede facilitar la comparación de proyectos que cubran necesidades, “en este ejemplo, estamos trabajando para facilitar la comparación de proyectos de abastecimiento de agua industrial y de riego, comparando impactos ambientales, sociales y económicos. Es un esfuerzo formal para no centrar la atención en una alternativa y después arreglarla, sino seleccionar las mejores opciones durante el diseño", dice.

El desafío presente frente a la eficiencia en la utilización del recurso hídrico lo ha llevado, recientemente, a presentar un proyecto en colaboración con académicas y académicos de Noruega y Sudáfrica. Siendo líder de este consorcio están postulando a financiamiento del Global Research Council para trabajar en este tipo de herramientas de comparación de abastecimiento de agua para regiones bajo estrés hídrico, considerando criterios ambientales, sociales y económicos.

Galería de fotos

Últimas noticias

Bryna Kra: "El CMM es un tesoro para Chile"

En su paso por Santiago, la destacada académica recibió la distinción como Miembro Correspondiente en el Extranjero de la Academia Chilena de Ciencias y participó en una nueva sesión del Comité Científico Internacional del Centro de Modelamiento Matemático de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile. En esta entrevista ahonda en su extensa lucha por la equidad de género, revela su fórmula para reducir las brechas, explica el papel que deben tomar los matemáticos y resalta el trabajo del CMM como líder en investigación científica, formación, innovación y solución de problemas públicos e industriales.

Mejorar las líneas de transmisión sería clave

Alza de cuentas de electricidad y cómo disminuir costos en este sector

Luis Llanos y Ronald Fischer, académicos del Departamento de Ingeniería Industrial de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, aseguran que el principal problema fue haber extendido por tanto tiempo el congelamiento de las cuentas en este mercado. A futuro, afirman ambos académicos, las tarifas de suministro de energía deberían bajar, de la mano de las energías limpias, pero enfatizan la necesidad de invertir en la capacidad de las líneas de transmisión para no desperdiciar la electricidad generada.