Sistema gestor de información en recursos hídricos subterráneos: Caso de estudio Sistema Lerma

Abstract

Las aguas subterráneas representan la principal fuente de abastecimiento a nivel mundial y, en el caso mexicano, constituyen un soporte esencial para el crecimiento. No obstante, su explotación intensiva, la carencia de registros digitalizados y la dispersión de la información han limitado históricamente la eficiencia con la que los organismos operadores administran este recurso. De tal forma, este trabajo de investigación aborda una problemática relevante de la gestión hídrica: la necesidad de contar con herramientas informáticas que integren la información técnica y operativa de los sistemas de extracción de aguas subterráneas, con el propósito de facilitar la toma de decisiones en torno a su operación y mantenimiento. En el proyecto se desarrolló un sistema informático modular, denominado XibalbaData, concebido bajo un enfoque de ingeniería de requerimientos y apoyado en las ventajas del internet de las cosas, con el fin de atender las necesidades de captura, almacenamiento y procesamiento de datos en tiempo real. Para ello, se toma como caso de estudio al Sistema Lerma, perteneciente al Sistema de Aguas de la Ciudad de México, sistema de extracción de aguas subterráneas que desde mediados del siglo XX abastece a la Ciudad de México. El diseño de la investigación se sustentó en un proceso de cuatro etapas: elicitación, modelado, desarrollo e implementación. Durante la fase de elicitación se recurrió a técnicas de investigación documental, observación in situ, entrevistas semiestructuradas y encuestas aplicadas a gestores, operadores de dos organismos operadores, lo cual permitió reconocer problemáticas recurrentes en los sistemas de bombeo, tales como la ausencia de registros históricos digitalizados, la dificultad para disponer de información en tiempos razonables, la falta de indicadores sistemáticos y la carencia de plataformas que permitan la visualización ágil de los datos. Estos hallazgos fueron validados y jerarquizados en sesiones de panel con expertos, lo que condujo a la definición de necesidades críticas: contar con trazabilidad de los registros, simplificar los procesos de captura de datos y disponer de indicadores técnicos en tiempo real. Con base en lo anterior, se establecieron los requerimientos del sistema, que fueron organizados en funcionales (acciones específicas que el software debe realizar) y no funcionales (condiciones necesarias para asegurar su confiabilidad y continuidad). A partir de ello se modeló el sistema mediante diagramas UML de casos de uso, secuencia e interacción, que permitieron anticipar su comportamiento previo a la codificación. El diseño contempló la creación de una base de datos relacional compatible con SQL, estructurada bajo un criterio espacio-temporal y capaz de integrar formatos tabulares y textuales, evitando redundancias y maximizando la escalabilidad. El desarrollo del sistema se llevó a cabo de manera modular, integrando tres componentes principales: un módulo de captura a través de una aplicación móvil, que facilita la digitalización inmediata de la información generada en campo; un módulo de almacenamiento y consulta, que organiza los datos dentro de la base de datos y permite su recuperación estructurada; y un módulo de indicadores, que procesa la información para estimar el consumo energético asociado a cada pozo y al sistema en su conjunto. Este último representa un aporte significativo, pues convierte el consumo de energía en un insumo clave para evaluar la eficiencia operativa y la sostenibilidad del sistema de extracción. La implementación del sistema se realizó en la Unidad Departamental del Sistema Lerma Norte, ubicada en el acuífero Ixtlahuaca-Atlacomulco, el pilotaje permitió evaluar la funcionalidad de la herramienta en un escenario real, evidenciando mejoras sustantivas en la disponibilidad de información, la reducción de tiempos de búsqueda de datos y la capacidad para generar indicadores energéticos útiles en la planeación operativa. Asimismo, la validación práctica por parte de usuarios finales constituyó un insumo fundamental para retroalimentar y perfeccionar el sistema. Los resultados muestran que XibalbaData ofrece una solución para la gestión de información en sistemas de extracción de aguas subterráneas. Entre sus logros destacan la digitalización de registros que anteriormente se mantenían en archivos físicos, la estructuración de una base de datos que integra dimensiones espaciales y temporales, la implementación de indicadores energéticos automatizados y el diseño de interfaces accesibles tanto para la web como para dispositivos móviles. De igual forma, la definición de perfiles de usuario con distintos niveles de acceso garantiza la seguridad y trazabilidad de la información, respondiendo a las necesidades operativas de gestores, administradores, operadores y consultantes. En suma, la investigación demuestra que el empleo de metodologías de ingeniería de requerimientos, combinado con el potencial del internet de las cosas y la programación modular, puede transformar la manera en que se administra la información en los sistemas de extracción de aguas subterráneas. El caso del Sistema Lerma evidencia no solo la pertinencia científica de la propuesta, sino también su viabilidad práctica y su relevancia en el contexto actual de explotación de acuíferos y creciente demanda de agua en el país.