En el marco del XXXI Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Emergente Energía Sostenible presentó una serie de proyectos que demuestran nuestro compromiso con la gestión ambiental sostenible y la transición energética. Estas iniciativas abarcan desde la modelación avanzada de aguas subterráneas hasta la evaluación del potencial hidroeléctrico y la implementación de Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN). En este artículo, profundizaremos en cada uno de los proyectos que formaron parte de nuestra participación en el congreso, destacando sus implicaciones para la sostenibilidad y la energía limpia.
1. DAGpy: Innovando en la modelación de aguas subterráneas
La asimilación de datos es crucial para mejorar la precisión de los modelos hidrológicos y reducir la incertidumbre en la predicción de flujos subterráneos. En este contexto, desarrollamos, en conjunto con Vanderbilt University y Laboratorio Nacional de Oak Ridge, una plataforma de código abierto para la asimilación de datos en modelación hidrogeológica, a la cual llamamos DAGpy. DAGpy utiliza el Filtro de Kalman de Conjuntos (EnKF), una técnica que permite integrar datos en tiempo real para ajustar continuamente los modelos predictivos.
Nuestro equipo probó esta herramienta en un acuífero bimodal compuesto por canales de arena y esquisto, donde se inyectaron trazadores ambientales para simular la dispersión de contaminantes. DAGpy demostró ser altamente efectivo en la reproducción consistente de concentraciones y niveles piezométricos, reduciendo los errores de predicción y mejorando la comprensión de la conectividad hidráulica en el subsuelo. Esta capacidad de DAGpy no solo optimiza los modelos de aguas subterráneas, sino que también ofrece una plataforma escalable y reproducible para la investigación científica en áreas como la gestión de recursos hídricos.
2. Watershed Modeling Framework (WMF): Un nuevo enfoque para la modelación hidrológica
La modelación hidrológica ha evolucionado significativamente en los últimos años, en parte debido al acceso a datos de alta resolución y avances en el software de simulación. Durante el congreso, presentamos estrategias para usar efectivamente el Watershed Modeling Framework (WMF), una herramienta desarrollada originalmente por investigadores del Florida Institute of Technology, que integra Python y Fortran para realizar análisis complejos en cuencas hidrográficas. El WMF se usa para abordar los desafíos de la modelación distribuida, como la necesidad de personalización, replicabilidad y escalabilidad en entornos complejos. De hecho, nuestro equipo desarrolla actualmente pre-procesadores de la información de entrada y post-procesadores de las modelaciones por el WMF para temas relacionados con la gestión sostenible del agua, con el fin de producir simulaciones de alta resolución en cuencas complejas.
WMF se utilizó en un ejercicio de modelación en la cuenca del río Chinchiná, ubicada en el departamento de Caldas, Colombia. Esta cuenca, que suministra agua a importantes centros urbanos como Manizales y Villamaría, enfrenta desafíos relacionados con la degradación del suelo y la disponibilidad de agua. Utilizando modelos basados en el comportamiento hídrico del río, analizamos el impacto de diferentes portafolios de Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN), desde la reforestación intensiva hasta la implementación de sistemas agroforestales. Nuestros resultados mostraron que las SbN pueden mejorar la regulación hídrica, reduciendo la escorrentía superficial y aumentando el almacenamiento de agua subterránea. Además, identificamos cómo estas medidas contribuyen a la reducción de sedimentos y la mejora de la calidad del agua.
3. K-Hydro: Estimando el potencial hidroeléctrico para la transición energética
La transición energética hacia fuentes renovables es una prioridad en la región, y una de las áreas clave en las que Emergente ha trabajado es la evaluación del potencial hidroeléctrico de pequeños proyectos. Durante el congreso, presentamos K-Hydro, un conjunto de herramientas para estimar el potencial hidroenergético en proyectos a filo de agua.
K-Hydro fue implementado en un plug-in de QGIS, un sistema de información geográfica de código abierto, y sus módulos permiten estimar el potencial hidroeléctrico de una región basándose en datos de elevación digital y caudales fluviales. La herramienta incluye tres aplicaciones principales: una para procesar modelos de elevación digital (MDT), otra para estimar el potencial a gran escala, y una tercera para calcular la potencia hidroeléctrica local. Con esta solución, se pueden identificar ubicaciones óptimas para pequeñas plantas hidroeléctricas, contribuyendo así a la generación de energía renovable en zonas rurales, donde el impacto ambiental es mínimo.
4. Fondo de Agua VivoCuenca: Implementando soluciones naturales para la seguridad hídrica y el secuestro de carbono
Uno de los proyectos más destacados que presentamos en el congreso fue el desarrollo del caso de negocio para el Fondo de Agua VivoCuenca, que tiene como objetivo la implementación de Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN) en la cuenca del río Chinchiná. Este fondo busca mejorar la seguridad hídrica de las empresas de acueducto en la región, como Aguas de Manizales y Empocaldas, a través de la restauración ambiental y la reducción de sedimentos.
La modelación realizada con el modelo hidrológico TETIS implementado en WMF mostró que las SbN, como la reforestación y los sistemas agroforestales, pueden reducir los sedimentos que llegan a las plantas de tratamiento de agua, mejorando así la calidad del recurso hídrico. Además, estas intervenciones también tienen un impacto positivo en el secuestro de carbono, lo que contribuye a mitigar los efectos del cambio climático. Nuestros modelos mostraron que las SbN pueden aumentar significativamente las reservas de biomasa, reduciendo la pérdida de carbono en la cuenca. Aunque los costos de implementación de las SbN pueden ser elevados, la inclusión de los co-beneficios asociados a la venta de bonos de carbono demuestra que estas soluciones son económicamente viables a largo plazo (BC_Chinchina_CLH2024_re…).
Conclusión
La participación de Emergente en el Congreso Latinoamericano de Hidráulica reflejó nuestro compromiso con la modelación ambiental y transición energética. A través de innovaciones como DAGpy, WMF y K-Hydro, seguimos avanzando en la creación de soluciones tecnológicas que integran la ciencia de datos, la gestión de recursos hídricos y la energía renovable. Estos desarrollos no solo promueven la sostenibilidad ambiental, sino que también impulsan el uso de tecnologías limpias que apoyan la transición energética en América Latina.