California utiliza Blockchain e IoT para gestionar el uso de aguas subterráneas

California tiene un problema de agua.

El estado es una potencia agrícola, produciendo más de un tercio de las hortalizas de Estados Unidos y genera más de 50 mil millones de dólares al año, pero su vasta y variada producción requiere una cantidad igualmente colosal de agua.

Durante décadas, los agricultores y las empresas han bombeado agua subterránea de los acuíferos de California, las capas permeables de roca que retienen el agua bajo tierra, y los resultados han sido aterradores. A medida que los acuíferos se agotan más rápido de lo que la lluvia puede reponer, el suelo en realidad se hunde, un fenómeno llamado "hundimiento". En áreas donde los edificios y las carreteras descansan sobre el suelo, esto puede causar daños.

"California es enorme para la agricultura estadounidense", dijo a Digital Trends Alex Johnson, director del Fondo de Agua Dulce de The Freshwater Trust. “Pero depende en gran medida del agua subterránea, y hay algunas cuencas en el valle central que se han agotado tanto a lo largo del siglo. últimas dos décadas que tienen una elevación de 20 pies más baja porque esos acuíferos han sido drenados y todo el suelo está asentamiento."

A medida que los acuíferos se hunden, no sólo representan un riesgo para la infraestructura en el terreno. La roca y el suelo colapsan juntos, eliminando el espacio donde alguna vez podría acumularse el agua. Esto podría ser catastrófico, ya que según el Departamento de Recursos Hídricos de California, en un año promedio, las aguas subterráneas representan el 38 por ciento del suministro de agua del estado; en años secos esa cifra puede superar el 46 por ciento.

Si California quiere evitar un mayor agotamiento de los acuíferos y sobrevivir a sequías como la que lo afectó de 2011 a 2017, el estado necesitará gestionar su uso de aguas subterráneas. En el valle central, un grupo de organizaciones está trabajando en un proyecto que podría frenar la marea combinando dos tecnologías: Internet de las cosas (IoT) y Blockchain.

Un proyecto nacido en la cuna de la humanidad

El primer gran desafío fue descubrir cómo monitorear los niveles de agua subterránea en todo el estado. Afortunadamente, este es un problema con el que la gente de otras regiones del mundo ha estado lidiando durante años y para el que ya han desarrollado soluciones.

“Hoy hacemos esto principalmente en África Oriental”, dice Evan Thomas, director ejecutivo de SweetSense, una empresa que utiliza sensores conectados por satélite para monitorear los suministros de agua rurales. "En realidad, en África Oriental ha habido un 30 por ciento menos de precipitaciones cada año durante 30 años", explica, "por lo que Ahora la sequía ocurre básicamente todos los años, en lugar de cada diez o veinte años, y las consecuencias de la sequía son realmente severo. 250.000 personas murieron en 2011 a causa de la sequía en Etiopía y Kenia, y casi diez millones de personas se vieron afectadas”.

En Kenia, SweetSense se asoció con IBM Research y, con el apoyo de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID), construyeron un sistema para utilizar sensores de IoT para “monitorear el uso y la demanda de agua subterránea, correlacionarlo con la disponibilidad de agua superficial de lluvia y luego también, la mayoría Lo más importante es usar esos datos para identificar cuándo falla una bomba de agua para que podamos salir a repararla y asegurarnos de que las personas tengan acceso al agua. todo el año."

El uso de IoT es apasionante: se trata de una tecnología que mucha gente asocia primero con electrodomésticos de cocina y alexa altavoces, que se utilizan para salvar vidas de la sequía. IoT, Internet de las cosas, se refiere, en términos generales, a la capacidad de las máquinas para comunicarse entre sí.

Imagínese el apartamento moderno y tecnológico: es posible que tenga un centro de hogar inteligente que, cuando el reloj marca las 7 a. m., le indica a su dispositivo inteligente altavoz para reproducir una alarma, tu cafetera para empezar a preparar una cafetera, tu televisor para encender y cambiar el canal a la mañana noticias. Si la temperatura exterior está por debajo de cierto umbral, su termostato inteligente aumenta la calefacción. Aunque es posible que haya programado estas instrucciones inicialmente, las máquinas pueden "hablar" entre sí y ejecutar instrucciones sin que un humano las controle.

Es importante destacar que los dispositivos pueden comunicarse entre sí sin sincronizarse con Internet en general, y esto es crucial para el trabajo de SweetSense en África.

"La razón por la que es IoT es que estamos completamente fuera de la red", explica Thomas. “No hay servicio celular, no hay electricidad, no hay conexiones de servicios públicos, por lo que tenemos un sistema autónomo, Sensor de energía solar que está conectado a estas bombas que puede monitorear el suministro de agua y conectarlo por satélite. redes”.

Los sensores pueden caber en la palma de una persona y funcionan con un “panel solar de 2 vatios del tamaño de un pequeño libro de bolsillo”.

Un recurso compartido requiere información compartida

Ser capaz de medir con precisión el uso del agua subterránea es un paso crucial, pero no basta con tener instrumentos precisos. El agua subterránea es un recurso excepcionalmente complicado de gestionar. Todo se encuentra bajo tierra, fuera de la vista, y debido a lo crucial que es para una variedad de industrias, todos quieren beber un sorbo en la fuente.

"Creo que existe una dificultad inherente en la gestión del agua y de los recursos naturales, donde es difícil rastrear quién hace qué y seguirlo a lo largo del tiempo", dice Johnson. "No hay mucha confianza entre los usuarios, especialmente entre los usuarios y el gobierno o las agencias de gestión local hacia otras entidades que desean el mismo recurso".

El uso de aguas subterráneas es un excelente ejemplo de la tragedia de los comunes, la idea de que, al presentar un recurso compartido, los individuos decidirán maximizar su propio uso. de ello, a pesar de que, si todo el mundo lo hace, podría agotar el recurso y condenar a la grupo.

La gestión de un recurso compartido como el agua, al que la gente siente naturalmente tener derecho, requiere no sólo que la supervivencia del grupo dependa de que todos racionen su uso. Requiere confianza. Cada individuo quiere saber que todos los demás juegan según las mismas reglas.

“El agua es un recurso compartido”, dice Nathan Wangusi, líder técnico para el agua en IBM Research Africa, “lo que significa que si extraemos del agua mismo acuífero necesitamos tener condiciones sobre cuánto estamos extrayendo, a qué ritmo estamos extrayendo... así que esa idea de consenso es muy importante."

Un enfoque basado en el mercado

Wangusi y su equipo trabajan en Kenia, en una región que describe como “escasamente poblada” y “en gran parte pastoral… depende en gran medida del agua subterránea”. También es una región en la que es difícil implementar muchas tecnologías. soluciones. Wangusi y su equipo decidieron centrarse en cómo monetizar los derechos de agua.

"Si piensas en cualquier otro recurso natural, como minerales, tierra, acceso a la capacidad de contaminar", explica Wangusi, "obtienes esos derechos a través de algún permiso... si tienes un crédito de carbono, obtienes algún permiso para poner una cierta cantidad de carbono en el ambiente."

Del mismo modo, si es propietario de una tierra, puede cultivar y tener derecho a venderlos. Si tienes una mina, puedes extraer minerales de ella y venderlos. Sin embargo, el agua subterránea es más complicada.

"Lo que es diferente de los derechos de agua, más que otros derechos de recursos naturales, es que no se pueden convertir los derechos de agua directamente... en un instrumento comercial".

Wangusi y su equipo decidieron la idea de los créditos de aguas subterráneas. Un crédito otorga al propietario el derecho a extraer una cantidad determinada de agua del suelo, y si el propietario no quiere hacer uso de ese derecho ellos mismos, pueden “convertirlos en instrumentos comerciales que se puedan negociar en un mercado abierto”. mercado."

Sin embargo, los mercados se basan en la confianza. Las personas involucradas deben confiar en que el producto que están comprando (en este caso, el derecho a extraer agua subterránea) es válido, y deben confiar en que nadie más está jugando con el sistema. ¿Por qué un agricultor se limitaría únicamente al agua para la que puede comprar un permiso si sospecha que su vecino está bombeando agua con imprudente abandono? Todos deben tener acceso a esa información y saber que es confiable.

Un sistema en el que todos pueden confiar

"La tecnología diseñada para respaldar el consenso y el acceso democratizado a la información", dice Wangusi, "es por definición Blockchain, porque tiene esta idea de un libro de contabilidad que es inmutable, y luego tiene la idea de un contrato inteligente que puede mover transacciones dentro de esa Blockchain red."

Blockchain es la tecnología que subyace a las criptomonedas como Bitcoin, pero tiene mucho potencial para otras aplicaciones. En pocas palabras, una Blockchain es un libro de contabilidad descentralizado, compartido entre todos los que quieren acceder a él.

Cuando cualquier número de partes realiza una transacción u otro trato (por ejemplo, registrar un "contrato inteligente") en Blockchain, las otras partes en la red lo verifican y aseguran su lugar en el registro. La información está disponible para todos los usuarios y nadie puede alterarla después del hecho, porque los datos deben alinearse con las copias que todos los demás tienen.

Los sensores de SweetSense pueden rastrear con precisión la cantidad de agua subterránea extraída de cualquier bomba en el sistema y transmitir esa información a Blockchain de IBM a través de satélites, para que los datos fluyan incluso en lugares remotos. áreas. En Blockchain, los usuarios pueden comprar y vender sus créditos de agua, incluso registrando contratos inteligentes para comprar o vender automáticamente. Véndalo cuando el precio sea correcto y todos puedan ver qué bombas funcionan o no, dónde se bombea el agua, etc. en.

De Kenia a California

El sistema, desarrollado en África, es una bendición para las comunidades de pastores que dependen del agua subterránea allí. Para Freshwater Trust, también parecía tener un gran potencial para California. Aunque es posible que la gente no vincule inmediatamente en su mente a Kenia y California, ambas regiones dependen de la agricultura y ambas dependen del agua subterránea.

Thomas había trabajado con Freshwater Trust en el pasado y vieron la oportunidad de colaborar.

“Porque TFT estaba tratando de descubrir cómo ayudar a los agricultores a monitorear el agua y cómo ayudarlos a cumplir con el Acuerdo sobre Sostenibilidad de Aguas Subterráneas. Actuar”, dice Thomas, “y lo más importante, cómo ayudarlos de una manera que alivie el dolor de las nuevas regulaciones y cree incentivos de mercado para participativo."

Los creadores del proyecto estaban entusiasmados con la perspectiva de lo que llaman "tecnología inversa". transferencia”, de un sistema diseñado en el mundo en desarrollo que viene a ayudar a California, el corazón del mundo tecnológico.

“Creo que es fácil en la cultura estadounidense sentir que somos los mejores”, dice Johnson. “Porque nos lo han dicho, o nos lo hemos dicho mucho. Hay muchos lugares donde se está produciendo innovación y creo que la velocidad de la tecnología ha democratizado el origen de algunos de esos avances tecnológicos realmente interesantes”.

Dado el papel central de California en la industria tecnológica, hay un poco de ironía en ello: el gran exportador de innovación recurre a tecnología de una tierra lejana.

“California es bastante tecnológica en un sentido muy específico”, dice Johnson, “y eso generalmente no se refiere a la agricultura. Así que creo que probablemente hay muchas áreas en las que el mundo en desarrollo tiene enseñanzas e innovaciones que pueden enseñarle eso al mundo desarrollado”.

Lo que ofrece este sistema IoT/Blockchain es una forma de regular el uso del agua subterránea que es transparente y incorruptible, lo cual es útil dado que los agricultores, ya sea en Kenia o California, pueden desconfiar del gobierno mandatos.

“Si podemos crear un sistema que sea creíble, que sea inmutable y que demuestre que, en general, ese recurso, mes tras mes, año tras año, se está utilizando, gestionado de manera sostenible, pero brinda a los usuarios la privacidad y la seguridad que necesitan para usar ese sistema", dice Johnson, "ahora estamos hablando."

"La legislación va a forzar la demanda de estos nuevos tipos de sistemas", añade, y por eso organizaciones como Freshwater Trust están tratando de "resolver las cosas antes de que todos estén de espaldas". contra la pared …"

La Tierra se está resecando

Puede que la espalda de la humanidad aún no esté contra la pared, pero podemos sentirla inminente.

"No tenemos agua disponible todo el año, en realidad en ningún lugar del mundo, y esto se está convirtiendo en una crisis", dice Thomas. “La sequía está exacerbando este problema, la demanda está exacerbando este problema y debemos asegurarnos de que el agua esté disponible donde y cuando sea necesario. Y no vamos a poder hacerlo a la antigua usanza”, añade. “No vamos a volver a construir nuevas represas ni a robar toda el agua de las montañas. Necesitamos poder gestionar el agua donde está”.

La sequía no sólo perjudica a la agricultura. Una declaración reciente del Servicio Forestal del USDA Establece que 18 millones de árboles han muerto en California desde 2017, lo que eleva el total de muertos desde 2010 a 149 millones. Esas cáscaras se extienden a lo largo de millones de acres, un mar de leña esperando una chispa. La prolongada sequía de California ha coincidido con un aumento de los incendios forestales, incluido el Camp Fire de 2018, el incendio forestal más mortífero en la historia de California.

Se necesitarán políticas públicas sólidas e innovación tecnológica para evitar el desastre, y California está aprovechando ambas.

"Nosotros, como seres humanos, tenemos acceso a tecnología casi divina en este momento", dice Johnson. "Tengamos un sentido de urgencia y probemos cosas y apliquemos algunas de estas tecnologías donde más se necesitan".

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