Comprensión del negocio
El estado de Sonora enfrenta un desafío crítico en la gestión de sus recursos hídricos debido a su clima árido y la creciente demanda de agua. Las presas, como infraestructuras clave para el almacenamiento y distribución de este recurso vital, desempeñan un papel central en garantizar el suministro para uso agrícola, urbano e industrial. Sin embargo, las fluctuaciones en los patrones de precipitación, el crecimiento poblacional y las limitaciones estructurales han puesto en riesgo tanto la suficiencia como la seguridad del almacenamiento en estas presas.
El problema se intensifica cuando algunas presas enfrentan el riesgo de desabasto, dejando comunidades y sectores productivos vulnerables a la escasez de agua (con el 86.1% de su territorio afectado, la sequía se agrava en Sonora, revelando la urgente necesidad de soluciones sostenibles ante la crisis hídrica que enfrenta el país. Fuente: El Imparcial), mientras que otras podrían saturarse, comprometiendo la seguridad estructural de las instalaciones y tener consecuencias en la sociedad (En 2022 Sonora pasó en tan solo dos meses de una crisis por sequía severa y extrema, a padecer inundaciones que han obligado a desfogar las presas y han causado la muerte de 13 personas. Fuente: Forbes México). En este contexto, la capacidad de identificar, de manera proactiva, estas situaciones críticas resulta esencial para mitigar riesgos y planificar estrategias efectivas.
Objetivo del proyecto:
Identificar las presas del estado de Sonora que podrían enfrentar desabasto o saturación de almacenamiento. La intención es proporcionar un análisis de datos que respalde la toma de decisiones para la gestión del agua en Sonora, ofreciendo posibles soluciones para suplir la demanda de agua y revisando instalaciones existentes para garantizar su integridad.
Impacto:
Contribuir al desarrollo de estrategias de sostenibilidad para el manejo de los recursos hídricos en la región, garantizando que las presas se mantengan dentro de niveles seguros de operación y evaluando la viabilidad de cuerpos de agua alternativos.
0.1 Objetivos de la línea de investigación
La línea de investigación se centra en la gestión sostenible del recurso hídrico en regiones áridas. En este caso, Sonora, dada su demanda de agua y variabilidad climática, se considera un área crítica para el análisis. Este proyecto de investigación busca generar herramientas y conocimiento que permitan tomar decisiones informadas sobre el manejo de las presas y fuentes de agua.
Actualmente:
Actualmente, se han implementado cambios en las épocas en las que el agua no es abundante, por ejemplo el abastecimiento intermitente en los hogares, un uso eficiente del agua y planes de justicia para los pueblos. También, en últimos años se ha implementado un Plan hidríco con los planes y situaciones actuales de este tema para el estado de Sonora, el más actúal se puede consultar aquí.
Por otra parte, cuando hay un pronóstico de lluvias intensas, tormentas o huracanes y hay presas en el estado de Sonora que superan el 75% de su capacidad, las autoridades de la Comisión Nacional del Agua lleva acabo un desfogue de dichas presas. En caso de incrementar el nivel de almacenamiento, el volumen de extracción también se incrementará según la normatividad vigente. La operación de la obra de toma y compuertas es realizada por el personal de la Comisión Federal de Electricidad (CFE)” (Fuente: Excelsior.)
Objetivo principal:
Analizar los datos históricos y actuales de almacenamiento de agua en las presas de Sonora para identificar patrones de desabasto y saturación, ofreciendo alternativas y recomendaciones de gestión.
Objetivos específicos:
Facilitar la planeación de la demanda y el uso de los recursos hídricos.
Implantar alternativas de distribución y almacenamiento que optimicen el uso del agua.
Criterios de éxito:
Aplicabilidad: Generación de un informe que contenga recomendaciones prácticas y accionables.
Receptividad del cliente: Aceptación y posible implementación de las recomendaciones por las autoridades locales de gestión del agua.
Uso de los resultados: Que los resultados sirvan como insumo para un plan de manejo sostenible del agua en Sonora.
0.2 Evaluación de la situación actual
Inventario de recursos
El inventario de recursos consiste en listar los datos, herramientas y recursos humanos y técnicos disponibles para este análisis.
Datos: Registros históricos de almacenamiento de agua en presas, datos climáticos.
Herramientas: Power BI, Python.
Equipo Humano: Analistas de datos, expertos en hidrología.
Este inventario permite identificar las capacidades actuales y los posibles recursos adicionales que se puedan requerir en fases avanzadas del proyecto.
0.2.1 Requisitos, Supuestos y Restricciones
Requisitos:
Acceso a datos históricos y actuales de almacenamiento de agua en las presas de Sonora.
Colaboración con expertos en hidrología y gestión de recursos hídricos.
Herramientas de visualización y análisis.
Supuestos:
La disponibilidad de datos de almacenamiento de agua seguirá constante durante el proyecto.
Las autoridades locales de Sonora colaborarán proporcionando datos y retroalimentación para la interpretación de los resultados en caso de que se requiera.
Restricciones:
Limitaciones en los datos históricos, que pueden tener valores faltantes o inconsistencias.
Recursos limitados en términos de tiempo.
0.3 Terminología
Algunas de las terminologías clave para el proyecto incluyen:
Capacidad Relativa: Porcentaje de agua almacenada en una presa en relación con su capacidad máxima.
Almacenamiento: Hectómetros cúbicos de agua que contiene una presa.
Desabasto: Nivel bajo de agua en una presa que compromete su función.
Saturación: Situación en la que la presa alcanza o supera su capacidad máxima, aumentando el riesgo de desbordamiento.
Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME): Es el nivel más alto que debe alcanzar el agua en la presa bajo cualquier condición.
Nivel de Aguas Máximas Ordinarias (NAMO): Es el máximo nivel con que se puede operar la presa para satisfacer las demandas, puede ser agua potable, generación de energía y/o riego.
Modelos Predictivos: Algoritmos o técnicas analíticas que permiten anticipar el comportamiento futuro del almacenamiento de agua.
0.4 Beneficios
Mitigación de riesgos: Anticipación de riesgos de desabasto o sobrecarga.
Reducción de riesgos de daños a infraestructura: Tomar medidas preventivas para evitar sobrecargas en las presas y daños estructurales, prolongando la vida útil de la infraestructura hidráulica.
Optimización en la planeación: Herramientas que permiten una planeación proactiva de la demanda y uso del agua en Sonora.
0.5 Costos
Tiempo: Los integrantes del proyecto pueden no estar siempre disponibles para el avance, además de la posibilidad de tener problemas en el desarrollo y terminarse a destiempo..
Recurso Humano: Una planificación inadecuada podría derivar en un uso ineficiente del tiempo disponible por parte del equipo, afectando los entregables del proyecto.
Financieros: Posible necesidad de adquirir o actualizar herramientas tecnológicas para el análisis y la visualización de datos, como licencias de software o acceso a datos climáticos específicos. Costos asociados a la colaboración con expertos en hidrología y gestión de recursos hídricos.
Infraestructura: La falta de infraestructura adecuada para procesar y analizar grandes volúmenes de datos podría requerir inversiones adicionales en hardware o servicios en la nube.
0.6 Objetivos de Minería de Datos (DM)
Objetivo:
Utilizar técnicas de minería de datos para desarrollar modelos predictivos que identifiquen patrones de almacenamiento de agua y anticipen periodos de riesgo en las presas de Sonora.
Criterio de Éxito (Minería de Datos)
Precisión del Modelo Predictivo: Un modelo predictivo que de los propuestos tenga menos error y un coeficiente de determinación cercano a 1.
Capacidad de Identificación Oportuna: Efectividad en la detección temprana de periodos críticos de almacenamiento.
Escalabilidad del Sistema: El sistema debe ser escalable para que en el futuro pueda integrar datos de otras regiones o incorporar variables adicionales sin afectar su funcionalidad actual.