La escena se repite cada verano. Las lluvias que caen durante esa época del año elevan el cauce de los ríos y provocan inundaciones, que ponen en riesgo vidas humanas y generan perjuicios a aquéllos que habitan en áreas ribereñas. Durante el último período lluvioso, entre noviembre de 2016 y abril de 2017, São Paulo soportó 55 inundaciones, un promedio de una cada tres días, según datos del Centro de Administración de Emergencias (CGE, en portugués) de la alcaldía. Las crecientes no sólo afectan a los habitantes de la capital paulista. Muchas ciudades brasileñas, tales como Belo Horizonte, Recife, Campinas y otras, también padecen esos desbordes.
Para afrontar ese problema, los organismos de defensa civil y de gestión de recursos hídricos, como es el caso de la Agencia Nacional de Aguas (ANA), se valen de un conjunto de herramientas para monitorear el nivel y el flujo de los ríos, pudiendo alertar a la población ante el riesgo de inundaciones. Ese mecanismo está integrado por radares meteorológicos, imágenes satelitales, pluviómetros, modelos numéricos de previsión de lluvias y plataformas de recolección de datos para la medición del nivel de los cursos de agua. Con el objetivo de contribuir con este sistema de prevención y alerta, investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) idearon el e-Noé, una red de sensores inalámbricos para el monitoreo de ríos y arroyos urbanos.
El dispositivo, que ya está operando, está conformado por un grupo de sensores sumergidos instalados en varios puntos del río proclives a causar anegamientos. Esos sensores, conectados entre sí por una red inalámbrica, detectan alteraciones en la altura de la columna de agua. En simultáneo, hay cámaras que fotografían el cauce del río registrando el nivel de las aguas. Las imágenes y las informaciones que proveen los sensores se envían desde celulares a una infraestructura de nube, desde donde accede para monitorearlas Defensa Civil de la ciudad.
“A diferencia de la hidrometría convencional, en la cual los datos se recolectan cuando el usuario va hasta la estación para recogerlos, en una red de sensores inalámbricos, como la nuestra, la información se transmite en tiempo real a los interesados. El propio sistema puede emitir alertas automáticas de inundaciones”, dice el analista informático Jó Ueyama, del Instituto de Ciencias Matemáticas y de la Computación de la USP de São Carlos y coordinador del proyecto. “Nuestro modelo difiere de otros importados similares, también realiza previsiones de crecientes valiéndose de mecanismos de inteligencia artificial, como son las redes neuronales artificiales, y permite incorporar sensores de contaminación, algo que puede ser de gran valor para monitorear la calidad del agua”.
Según Ueyama, el e-Noé ya se testeó con buenos resultados en los arroyos Monjolinho y Tijuco Preto, de São Carlos, que suelen desbordarse y se lo sigue perfeccionando. “Vamos a invertir en energía solar y en baterías de alta capacidad para garantizar la provisión de energía al sistema. Estamos en contacto con el Instituto Eldorado, de Campinas, que demostró interés en hacer esas adaptaciones y comercializar el dispositivo”, comenta. El sistema completo, con sensor de presión, cámara, el software para procesar la información, la red inalámbrica y el módem de telefonía 4G, costará 15 mil reales, según estima Ueyama. “Para cada punto en riesgo de inundación, se necesita instalar un sensor”, dice el investigador, agregando que los gobiernos municipales o estaduales, responsables del monitoreo de los ríos urbanos, y la ANA, encargada de la gestión de los recursos hídricos, son los clientes potenciales de esa tecnología.
No existen dispositivos comerciales similares fabricados en el país, solamente modelos hechos en el exterior. “Los importados son productos de góndola, listos para el uso. No es sencillo alterar la programación de sus sensores. En tanto, el e-Noé puede ajustarse fácilmente”, dice Ueyama. Él explica que las barrancas donde se instalan los sensores presentan características específicas y esa información debe cargarse en la programación para mejorar la previsión y la detección. “El e-Noé posibilita una integración del monitoreo con la configuración y la toma de decisión”, destaca Ueyama.
El sistema de Alerta de Inundaciones de São Paulo (Saisp), que realiza el monitoreo de las lluvias y ríos que atraviesan la Región Metropolitana de São Paulo, también dispone de un sistema análogo al e-Noé, que fue proyectado por el propio organismo. “Se trata de un hardware para uso propio. No está en venta, pero comercializamos los servicios de monitoreo, alerta y pronósticos de inundaciones”, detalla el ingeniero electricista Flavio Conde, coordinador del Saisp. “Al igual que nuestra tecnología, el sistema de la USP puede ser interesante para la detección de inundaciones porque es de fácil implementación”.
Para el ingeniero Eurides de Oliveira, superintendente adjunto de Gestión de la Red Hidrometeorológica de la ANA, tecnologías tales como las del e-Noé y la del Saisp tienen buen potencial de uso en Brasil. “Los modelos de bajo costo y difusión simple resultan ideales para el monitoreo de regiones urbanas que requieren de una respuesta rápida ante eventos tales como inundaciones”, dice. Las estaciones fluviométricas que utiliza la ANA para medir el nivel y el caudal de los cursos de agua, explica Oliveira, están pensadas para monitorear ríos de cuencas hidrográficas normalmente fuera de las áreas urbanas. “Se trata de plataformas importadas de colecta de datos que, principalmente, utilizan señales satelitales para el envío de las informaciones a los centros de control”. Esos aparatos cuestan alrededor de 50 mil reales.
Detección por imágenes
Una de las novedades que trae el e-Noé en relación con los dispositivos que se encuentran en operatividad en el país es el uso de imágenes para detectar y prever crecientes automáticamente, sin intervención humana. El software se ocupa de eso comparando las fotos de imágenes del río en su nivel normal tomadas por la cámara y que quedan almacenadas en la memoria del sistema. Otra innovación del prototipo reside en que el mismo adopta el modelo de Internet de las Cosas (IoT). “Más allá de quedar a disposición de las autoridades, los datos registrados por los sensores quedan a disposición de cualquier usuario conectado a internet que desee consultarlos. La población podrá recibir avisos de inundaciones directamente en sus celulares”, informa Ueyama.
El empleo intensivo de sistemas de monitoreo de ríos, sumado a otras tecnologías actualmente en uso, tales como redes de pluviómetros, estaciones meteorológicas, radares y satélites, según el ingeniero de recursos hídricos Eduardo Mario Mendiondo, excoordinador de investigación del Centro Nacional de Monitoreo y Alerta de Desastres Naturales (Cemaden), fortalecería los servicios de alerta contra inundaciones en el país. “En Brasil existen casi 40 mil áreas sujetas a crecientes, inundaciones, aluviones y deslizamientos que presentan riesgos para la población. El investigador, docente de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) en la USP y colaborador de Ueyama en el desarrollo del e-Noé, hace hincapié en que menos de un 3% de ellas disponen de un sistema de monitoreo tradicional”.
Proyecto
Explorando un abordaje con sensor web y monitoreo participativo para el control de ríos urbanos (nº 12/22550-0); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Jó Ueyama (USP); Inversión R$ 60.529,48
