Microsoft y la Generalitat de Catalunya colaboran en la puesta en marcha de tres proyectos de Inteligencia Artificial para la mejora de la sostenibilidad medioambiental

El cambio climático y la transformación digital representan dos de los mayores retos para la humanidad. La Inteligencia Artificial (IA), el aprendizaje automático (Machine Learning – ML) y la computación en la nube tienen un enorme potencial para proporcionar soluciones innovadoras y sostenibles para salvaguardar la biodiversidad, gestionar el uso agrícola del suelo de forma más eficiente y garantizar la disponibilidad de agua, por citar sólo algunos campos de aplicación.

En dicho contexto, Microsoft impulsó hace cinco años el programa AI for Earth, una iniciativa global encaminada a poner su tecnología de datos e Inteligencia Artificial en manos de expertos para impulsar el desarrollo de soluciones de sostenibilidad que mejorasen el medioambiente y los ecosistemas.

Dentro de esta iniciativa de Microsoft y en colaboración con la Generalitat de Catalunya y CIDAI -Centre of Innovation for Data Tech and Artificial Intelligence-, se llevó a cabo un hackathon en el que distintos profesionales y grupos de trabajo multidisciplinares pudieron exponer y presentar ideas transformadoras sobre el uso de la IA en favor de la sostenibilidad ambiental. En el marco de este evento, se organizó un espacio de generación de ideas, con la participación de expertos de la comunidad tecnológica y del ámbito de la sostenibilidad y el medioambiente, instituciones públicas y académicas, desarrolladores y empresas para proponer y diseñar soluciones innovadoras basadas en datos e Inteligencia Artificial que ayuden a resolver retos en el ámbito de la sostenibilidad en Cataluña en las áreas de Biodiversidad, Agricultura, Agua y Cambio Climático.

Como resultado del hackathon se han seleccionado tres innovadores proyectos que han recibido de Microsoft una beca de financiación, que incluye formación, asesoramiento técnico, soporte por parte de expertos de la compañía tecnológica y hasta 15.000 dólares para el uso de la plataforma cloud Microsoft Azure.

Esta iniciativa forma parte del protocolo de colaboración firmado por la Generalitat de Catalunya y Microsoft para el desarrollo y la innovación en el sector TIC de Cataluña. Dicho protocolo establece un marco de cooperación mutua entre ambas entidades en ámbitos prioritarios de la estrategia digital del Gobierno, como la sostenibilidad, el talento digital, la nueva economía del espacio, la implementación de tecnologías digitales avanzadas en sectores clave como la salud o la presencia del catalán en el mundo digital.

Tecnología punta en la nube para mejorar la gestión de las cuencas hidrográficas

Uno de los principales retos en el ámbito de la gestión de cuencas hidrográficas es garantizar el cumplimiento del marco normativo vigente, que exige un conocimiento amplio y continuo de la situación de las masas de agua desde el punto de vista de la cantidad y la calidad.

Hasta ahora, se han instalado redes de control automáticas distribuidas por todo el territorio o mediante la recogida de datos de forma manual. Pero ninguna de estas soluciones ha permitido disponer de la información suficiente para asegurar el correcto cumplimiento de la normativa.

El proyecto premiado por Microsoft y diseñado por un equipo multidisciplinar formado por Cetaqua, Eurecat, Aigües de Manresa y la Agencia Catalana del Agua (ACA), propone la implementación de soluciones tecnológicas basadas en cloud e IA. A partir de la información existente (caudales, parámetros de calidad, precipitación, temperatura, etc.), estas soluciones generarán modelos que permitan aumentar la información disponible de la cuenca, con un nivel de precisión suficiente para responder al marco normativo.

Además, la solución proporcionará los pasos iniciales para la elaboración de un gemelo digital para la gestión de las cuencas hidrográficas, como herramienta para validar las políticas y alertar tempranamente sobre eventos perjudiciales que derivarán en acciones operativas específicas dentro de la red hídrica.

Uso de drones e Inteligencia Artificial para censar animales salvajes de noche

Para preservar la biodiversidad es esencial vigilar periódicamente la población de especies. El cuerpo de Agentes Rurales (Cos d’Agents Rurals), en colaboración con los responsables de biodiversidad de la Generalitat de Catalunya trabajan para garantizar la conservación de la naturaleza y la protección del medio ambiente y realizan censos y vigilan la fauna de múltiples especies de animales protegidas.

También llevan a cabo la vigilancia, control e inspección de la actividad cinegética, y colaboran en la gestión de los cotos públicos de caza y en la lucha contra el furtivismo y el envenenamiento de la fauna silvestre. El trabajo de los Agentes Rurales, asimismo, ayuda a evaluar los daños causados a la agricultura y la ganadería por las especies protegidas de la fauna autóctona. En los últimos años, ha aumentado significativamente la necesidad de apoyar a los agricultores y cazadores para el control de las poblaciones de jabalí, debido al aumento de los daños que causan al sector primario.

Otro aspecto de gran importancia es la participación en programas de prevención y lucha contra patologías de gran impacto económico, social y ecológico, como la peste porcina africana (PPA). Su entrada en un estado implica restricciones totales a la comercialización exterior de los cerdos domésticos, algo que tiene efectos muy importantes a nivel económico. En el caso de Cataluña, gran parte del PIB depende de esta especie ganadera, debido a su producción en grandes cantidades (cría y engorde de hasta 7-8 millones de cerdos anuales).

Desde 2018, el cuerpo de Agentes Rurales ha incorporado drones en el seguimiento de la fauna silvestre, lo que posibilita una mejor visualización -y recuento de la misma- que el que se obtiene de las observaciones terrestres. El proyecto que ha resultado ganador de la financiación y apoyo de Microsoft propone una mejora de este sistema, gracias a la incorporación de IA y recursos de machine learning de Microsoft Azure para automatizar los procesos de análisis de los datos captados por los drones. Se entrenará este sistema de IA para procesar automáticamente las imágenes, lo que reducirá el tiempo y el coste de la obtención de la información y seguimiento de la fauna. Esto conseguirá monitorizar áreas más grandes y hacer estos estudios poblacionales con mayor frecuencia. Además, la información extraída se geolocalizará automáticamente y se registrará en un base de datos del sistema de información geográfica, lo que facilitará su posterior análisis por parte de expertos.

Detección inteligente de la contaminación en plantas de tratamiento de aguas residuales

Este proyecto aborda el reto del cambio climático a través del concepto de economía circular mediante la mejora de la calidad de los lodos de depuración producidos en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

El uso de los lodos de depuración en la agricultura plantea varios problemas. En concreto, existe una considerable preocupación con base científica por la presencia de metales tóxicos, entre otros contaminantes, en los biosólidos, que pueden acumularse en el suelo y entrar en la cadena alimentaria tras las continuas aplicaciones a la tierra.

La presencia de estos metales tóxicos en los lodos de depuración puede reducirse considerablemente si se detectan a tiempo los casos de contaminación de las aguas residuales. Y este es el objetivo del proyecto financiado por Microsoft, que se centrará en dos Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) de Sant Feliu de Llobregat y Montornès del Vallès (Barcelona) operadas por el Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) y el Consorci Besòs Tordera, respectivamente.

Se desarrollará un modelo basado en ML, gracias a Azure, en el que se analizará una gran cantidad de datos históricos, con el fin de predecir y anticipar eventos de contaminación del agua que puedan comprometer la calidad de los lodos de depuración aplicados en los suelos como fertilizantes. De esta forma, se disminuirá la huella ambiental en la gestión de lodos de depuración. Además, los agricultores, que son los usuarios finales de los biosólidos, ganarán seguridad desde el punto de vista medioambiental y sanitario, protegiendo el suelo, aumentando la fertilidad y garantizando la calidad de las hortalizas producidas. Por otra parte, el proyecto es beneficioso en términos de preservación de los recursos como el fósforo, que ha sido clasificado como materia prima crítica por la Comisión Europea y aumenta la resistencia al cambio climático.

Jordi Puigneró, Vicepresidente y Conseller de Políticas Digitales y Territorio de la Generalitat de Catalunya, destaca que “La transición ecológica y digital son las dos principales palancas de oportunidad sobre las que Catalunya ha de afrontar sus principales retos de futuro. Iniciativas como la de Microsoft son un claro ejemplo de los resultados que podemos conseguir gracias a la aplicación de la Inteligencia Artificial en favor de la sostenibilidad y la necesidad de hacerlo mediante la colaboración público-privada y la participación de equipos multidisciplinares que sumen sus conocimientos y capacidades por el bien común”.

Joan Mas, director del CIDAI, indica que “iniciativas como las que propone Microsoft permiten que el CIDAI pueda acometer una de sus misiones principales consistente en dinamizar el ecosistema empresarial y de conocimiento para la diseminación de la IA. En este caso, el CIDAI ha conectado empresas, start-ups, academia y centros tecnológicos con especialistas en diversas disciplinas medioambientales para identificar proyectos de impacto que pueden abordarse usando IA y datos”.

Alberto Granados, presidente de Microsoft España, señala que “En Microsoft llevamos ya varios años apostando por la aplicación de Inteligencia Artificial en el desarrollo de soluciones que favorezcan la sostenibilidad. Eventos como el que hemos llevado a cabo en colaboración con la Generalitat de Catalunya, nos ayudan a poder impulsar ideas innovadoras para solucionar este tipo de retos. Pero, lo más importante, es que sólo vamos a poder superarlos si empresas, gobiernos, administraciones públicas, centros de investigación o universidades trabajamos unidos. Todos tenemos la oportunidad y la responsabilidad de trabajar conjuntamente para garantizar la sostenibilidad del planeta gracias a la digitalización”.

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