Aguas residuales con IA: el sistema de vigilancia epidemiológica que nadie ve
Las aguas residuales de una ciudad son, sin que nadie lo haya elegido conscientemente, el diario de salud más honesto de su población. Todo lo que el cuerpo humano excreta termina en la red de alcantarillado. Virus, bacterias, medicamentos, drogas, y docenas de biomarcadores de enfermedades que todavía no han sido diagnosticadas en ninguna consulta. La vigilancia de aguas residuales mediante inteligencia artificial ha demostrado en los últimos cuatro años que puede anticipar un brote epidémico con más de una semana de ventaja sobre los sistemas de alerta clínica tradicionales.
Cómo las aguas residuales predijeron el COVID antes que los hospitales
Durante la pandemia de COVID-19, investigadores de los Países Bajos detectaron ARN del SARS-CoV-2 en muestras de aguas residuales de varias ciudades con hasta siete días de antelación respecto a los primeros casos clínicos notificados en esas mismas áreas.
El mecanismo es sencillo: una persona infectada comienza a excretar partículas del virus varios días antes de desarrollar síntomas y de buscar atención médica. Esas partículas llegan a la red de alcantarillado y pueden detectarse con técnicas de PCR o de secuenciación genómica, aplicando modelos de inteligencia artificial para cuantificar la carga viral y estimar la tendencia de la curva epidémica.
En España, el sistema de vigilancia de aguas residuales VATar COVID-19 detectó material genético del virus en Barcelona y Madrid con varios días de adelanto respecto a los datos clínicos oficiales, lo que permitió anticipar decisiones de gestión sanitaria en momentos críticos de la pandemia. Puedes consultar el repositorio de datos de este sistema en el portal del Instituto de Salud Carlos III, que sigue activo y actualizado.
Si te interesa cómo la inteligencia artificial gestiona la detección de epidemias en tiempo real, en ExplicaIA tienes un artículo sobre detección de epidemias que amplía este contexto.
Mucho más que COVID: lo que las aguas residuales revelan ahora mismo
La vigilancia de aguas residuales con inteligencia artificial no se limita a un solo patógeno. En 2024, sistemas equivalentes al usado durante el COVID detectaron en aguas residuales de varios estados de Estados Unidos la presencia de poliovirus antes de que ningún médico hubiera diagnosticado un solo caso clínico. La intervención de vacunación se activó semanas antes de lo que habría sido posible con el sistema de alerta clásico.
Los mismos sistemas permiten rastrear en tiempo real la prevalencia de resistencias antibióticas en una ciudad, monitorizar la circulación de virus gripales antes de cada temporada invernal, detectar brotes de norovirus en cruceros o colegios con días de antelación, e incluso estimar el consumo de determinadas sustancias o medicamentos a nivel poblacional sin encuestar a nadie.
Las aguas residuales no mienten. No dependen de que alguien decida ir al médico, ni de que el médico decida notificar, ni de que el sistema de notificación funcione correctamente.
El papel de la IA en la interpretación de los datos
El volumen de datos que genera una red de vigilancia de aguas residuales en una ciudad mediana supera ampliamente la capacidad de análisis manual. La inteligencia artificial interviene en tres niveles: en la detección automatizada de señales anómalas dentro de la variación habitual de cada punto de muestreo, en la correlación entre distintos puntos para localizar geográficamente el origen de un brote con precisión de barrio, y en la predicción de la evolución de la señal en los días siguientes.
La empresa estadounidense Biobot Analytics, referente global en este campo, emplea modelos de aprendizaje automático entrenados con datos de más de 1.400 sistemas de alcantarillado en todo el mundo para generar mapas de riesgo epidemiológico en tiempo casi real.
Las aguas residuales ya son infraestructura de salud pública. Y la inteligencia artificial es lo que las convierte en un sistema de vigilancia que funciona.
En ExplicaIA seguimos de cerca esta tecnología, porque el mejor sistema de alerta temprana de una epidemia no está en los hospitales. Está debajo de las calles.