Del laboratorio a la piel: Cómo los dispositivos impresos están transformando la atención médica

 El agua que desaparece: Cómo detectar fugas invisibles en las tuberías

La manera en que transportamos fluidos a los hogares suele ser mediante tuberías, una infraestructura tan común que rara vez pensamos en ella, hasta que algo falla. Esta elección se debe principalmente a que es la opción más económica y eficiente para mover agua u otros líquidos a través de largas distancias. Sin embargo, esta aparente simplicidad no está exenta de problemas.

Figura 1: Población estimada sin acceso al agua potable en el mundo. Imagen obtenida en (ONU – Hábitat,2025).

Uno de los inconvenientes más frecuentes es la ocurrencia de fugas, especialmente en tuberías que están fuera de la vista: bajo tierra, ocultas tras muros o ubicadas en zonas de difícil acceso. Estas pérdidas pasan desapercibidas durante semanas o incluso meses, provocando efectos más serios de lo que uno imagina.

Y es justo ahí donde surge una pregunta muy válida: ¿Qué efectos tiene una fuga en las tuberías de mi casa, o incluso en los sistemas de distribución de agua de toda una ciudad? ¿Se trata únicamente de una molestia que impacta el recibo mensual, o hay algo más?.

Desde una perspectiva económica, las fugas representan no solo una pérdida de recurso valioso, sino también una carga significativa en mantenimiento, facturación y sostenibilidad. Entonces… ¿vale realmente la pena detectarlas y repararlas? La respuesta corta es, sí. La larga implica conocer cómo, cuándo y por qué. Este blog busca dar luz sobre estos temas, explorando tanto las consecuencias ocultas de una fuga como las herramientas actuales que permiten su identificación precisa. Además, te daremos a conocer qué métodos existen para detectar y localizar fugas en tuberías, desde enfoques tradicionales hasta soluciones tecnológicas avanzadas. Porque sí, incluso las fugas tienen su ciencia, aunque parezcan simples como se ilustra en la figura 2.

Figura 2: Imagen creada con Gencraft.

Comenzamos entonces hablando de las pérdidas monetarias y de dimensionar el verdadero impacto económico de las fugas de agua. Según la ONU-Hábitat, el costo global asociado a fugas asciende a unos 141 mil millones de dólares anuales. Sí, leíste bien: mil millones con “b”. Se trata de un número tan elevado que es difícil de imaginar... por eso, te ayudamos: es el equivalente al costo de más de 330 aviones Boeing 747 totalmente equipados y listos para despegar (Terreros, B.,2024).

Ahora aterrizamos en México, donde el panorama no es precisamente alentador. De acuerdo con el Sistema de Información Nacional del Agua (SINA), aproximadamente el 50% del agua que se pierde en el país se debe directamente a fugas en los sistemas de captación y distribución. Esto quiere decir que la mitad del recurso hídrico que tanto cuesta transportar, almacenar y tratar se esfuma antes de llegar al consumidor final. Un verdadero lujo que no podemos permitirnos. Ciudades como el Valle de México enfrentan este problema de forma crítica, con niveles de desperdicio que rozan lo escandaloso: casi la mitad del agua se pierde antes de ser usada (ONU – Hábitat,2025). Y no, no es magia. Es infraestructura envejecida, falta de mantenimiento, y a veces, simple descuido. Entonces, si alguna vez te preguntaste si vale la pena preocuparse por una “pequeña” fuga, la respuesta es que sí… porque esa gota que cae sin parar está conectada a un sistema entero que gotea millones. Los datos anteriores nos ayudan a dimensionar la problemática, pero como se podrán imaginar, el impacto de las fugas no termina con las pérdidas económicas o el despilfarro de agua. Estos dos aspectos son apenas la punta del iceberg.

Uno de los efectos menos considerados —pero igual de alarmantes— es la posibilidad de que el agua transportada se contamine. A primera vista puede parecer poco intuitivo: si una tubería tiene una fuga, uno imaginaría que solo escapa agua limpia. Pero la física tiene sus matices. Cuando la presión dentro de la tubería disminuye lo suficiente, se puede dar un fenómeno conocido como entrada inversa o infiltración. Por ejemplo, cuando los bomberos abren un hidrante cercano a una fuga, la presión puede bajar tanto que el flujo se invierta brevemente, permitiendo que contaminantes externos ingresen al sistema de agua potable (EurekAlert!,2015).

Esto no es una teoría lejana. En Finlandia, durante los años 2016 y 2018, se detectaron dos brotes de enfermedades vinculados a daños en tuberías de distribución de agua. El agente más prevalente fue el sapovirus, pero también se identificaron otros patógenos como el adenovirus, dientamoeba fragilis, norovirus y astrovirus, entre otros (Kauppinen, A., et al.,2019). Una fuga, en ese contexto, no es solo un desperfecto: es una puerta abierta a posibles crisis de salud pública.

Figura 3: El agua contaminada puede ser la causa de brotes de enfermedades. Imagen obtenida en (Equipo editorial,2021).

Además del ámbito de la salud, las fugas también pueden desatar consecuencias devastadoras en la infraestructura de nuestras comunidades. Cuando el agua se infiltra en el subsuelo, puede reactivar o inducir la formación de sumideros (Sancho, C.,2025) Estos pueden evolucionar hasta convertirse en socavones y, en el peor de los casos, provocar derrumbes estructurales en viviendas o calles (Toledo, P.,2024, Ramos, J. L., 2024, Editor Datanoticias,2019).

Figura 4: Socavón en Estados Unidos. Imagen obtenida en (Sancho, C.,2025)

Ya hemos planteado los múltiples problemas que ocasionan las fugas de agua, así que es hora de enfocarnos en algo más optimista: los métodos disponibles para detectarlas y localizarlas. Si bien este blog se centra en tuberías que transportan agua, varios de estos métodos también se aplican a otros fluidos, como gas o hidrocarburos. Existen diversos esquemas de clasificación para estas técnicas, pero aquí las organizaremos en tres grandes grupos: métodos internos, métodos externos y métodos visuales (Korlapati, N. V. S.,2022) En algunas clasificaciones, los visuales se consideran una subcategoría de los métodos externos (Zhang, J., & Twomey, M.,2018).

Los métodos externos operan sobre principios no algorítmicos de detección física. Un ejemplo clásico son los métodos acústicos, que se basan en que una fuga produce un sonido continuo. Estos sonidos pueden ser detectados por sensores acoplados directamente a la tubería, como se ilustra en la figura 5, o bien mediante herramientas portátiles utilizadas por cuadrillas especializadas o por dispositivos conocidos como “pigs” o raspadores inteligentes durante una inspección interna.

Figura 5: Detección de fugas utilizando sensores acústicos y gas trazador. Imagen obtenida en (Shepard, J.,2023)

En algunos casos, para mejorar la eficacia de estos métodos, se introduce un gas trazador en el sistema. En la Figura 5 se muestra una representación de este método (Shepard, J.,2023). Su principal desventaja es el ruido externo del entorno urbano, que puede provocar falsos positivos o la omisión de fugas reales. Otra tecnología avanzada y en creciente uso es el cable de fibra óptica, instalado junto al ducto. Este puede funcionar bajo tres principios: detección de temperatura distribuida, detección acústica distribuida y detección química. Entre sus desventajas destaca que el cable debe estar instalado a lo largo de todo el ducto, lo cual resulta inviable cuando este ya está en operación. Además, el tiempo de respuesta para la detección precisa es corto, y la tasa de falsas alarmas suele ser elevada debido a factores como el ruido ambiente, la temperatura del fluido y las condiciones climáticas externas (Zhang, J., & Twomey, M.,2018).

Si el lector quiere aventurarse a buscar una fuga en su hogar o su colonia, este tipo de herramientas podrían ser ideales. Aunque no reemplazan al profesional, pueden convertirte por un momento en un Sherlock Holmes del subsuelo.

Por su parte, los métodos visuales comprenden técnicas más tradicionales, aunque no menos efectivas, que incluyen el uso de cuadrillas humanas, animales entrenados, drones y cámaras especializadas. Estos métodos se basan en detectar signos visibles o perceptibles de una fuga, como vegetación inusualmente crecida o marchita, charcos anormales, manchas de humedad, olores, o incluso sonidos que alertan sobre la salida del fluido (Zhang, J., & Twomey, M.,2018).

Figura 6: Inspección de tuberías utilizando una cámara infrarroja. Imagen obtenida en (HYDROSAFE,2025)

En el caso de los drones y cámaras, se emplean imágenes infrarrojas como la que se ilustra en la figura 6, útil para detectar cambios de temperatura en la superficie del terreno o la presencia de vapores originados por el fluido que se escapa. Esta tecnología ha permitido ampliar el rango de inspección sin poner en riesgo al personal y con mayor velocidad de respuesta.

Por otro lado, los métodos internos utilizan información recolectada desde dentro de la tubería mediante sensores que miden parámetros como presión, temperatura, viscosidad, densidad y flujo. Estos datos permiten realizar detecciones más precisas y en tiempo real (Zhang, J., & Twomey, M.,2018)

Uno de los enfoques más intuitivos es el del balance de volumen, que compara el flujo de entrada y salida. En la figura 7 se ilustra el concepto donde se identifican dos medidores y la manera de medir la fuga. Si la diferencia supera un umbral determinado, se deduce la presencia de una fuga. Sin embargo, esta técnica depende de una correcta calibración de los sensores y puede ser sensible al ruido de medición, lo que puede ocultar pequeñas fugas o generar falsas alarmas. Cabe señalar que este método solo permite detectar, pero no localizar la fuga.

Figura 7: Balance volumétrico. Imagen creada con Canva.

En una categoría más avanzada se encuentran los modelos transitorios en tiempo real (RTTM), capaces de detectar incluso fugas pequeñas de hasta el 1% del flujo bajo condiciones controladas (Zhang, J., & Twomey, M.,2018) Estos modelos simulan el comportamiento hidráulico del sistema en tiempo real, considerando múltiples parámetros del ducto, como el material, espesor, rugosidad, entre otros. Aunque requieren mayor complejidad computacional y un conocimiento detallado del sistema, permiten localizar con alta precisión el punto de fuga en cuestión de minutos.

En la figura 8 se ilustra el comportamiento del flujo y presión en los extremos de una tubería durante la ocurrencia de múltiples fugas. Para localizar y detectar fugas, esta información es utilizada con técnicas con diferentes enfoques como el filtro de Kalman, modelos compensados de balance de volumen, análisis de desviación y observadores basados en modos deslizantes (Zhang, J., & Twomey, M.,2018, Delgado-Aguiñaga, J. A., 2016, Carvajal-Rubio, J. E.,2015). La ventaja es que, dependiendo del diseño, pueden detectar, localizar o hacer ambas cosas simultáneamente.

Figura 8: Medición de flujo y presión en los extremos de una tubería que transporta agua durante la ocurrencia de varias fugas. Imagen obtenida en (Delgado-Aguiñaga, J. A.,2016)

Finalmente, otro método sofisticado es el de la onda de presión negativa, basada en el fenómeno conocido como golpe de ariete (Ilustración de la figura 9). Cuando una fuga ocurre o se cambia rápidamente la velocidad del flujo, se genera una onda que viaja a lo largo de la tubería desde el punto de origen. Midiendo el tiempo que esta onda tarda en llegar a los sensores, y conociendo su velocidad, se puede estimar con gran precisión la ubicación de la fuga.

Este método puede detectar fugas de hasta 0.01% del flujo nominal y localizarlas en un rango de aproximadamente 20 metros. No obstante, su principal desventaja es que si la onda no es registrada en el momento en que ocurre, ya no puede recuperarse, y además la señal se debilita a medida que se propaga, limitando la distancia entre sensores.

Figura 9: Onda de presión negativa generada al ocurrir una fuga. Imagen obtenida en (Morris, E. A. 2015)

Reflexión Final: Haciendo visible lo invisible

Aunque a simple vista podríamos pensar que una fuga es apenas un pequeño chorro de agua perdida, hemos explorado cómo una sola fuga puede tener consecuencias que escalan rápidamente, desde brotes infecciosos hasta colapsos urbanos.

Esto plantea una necesidad urgente: el diseño de políticas públicas enfocadas en el mantenimiento preventivo, la inversión tecnológica y la concientización ciudadana. Los municipios y gobiernos deben dejar de ver el agua como un recurso inagotable y tratar la infraestructura hídrica como lo que es: un sistema vital que debe ser protegido con la misma seriedad que se protege una red eléctrica o un sistema de transporte.

Del lado de la ciudadanía, debemos pasar de la indiferencia a la participación: reportar fugas, cuidar el uso del agua y exigir mejoras en la infraestructura. Porque al final del día, lo que no vemos, también se paga. Y muchas veces, con intereses.

Autores

Dr. José Eduardo Carvajal Rubio • jose.carvajal@ciateq.mx 
Dra. Elsa María de la Calleja Mora • elsa.delacalleja@ciateq.mx

Referencias bibliográficas

1. Carvajal-Rubio, J. E., Begovich, O., & Sánchez-Torres, J. D. (2015, octubre). Real-time leak detection and isolation in plastic pipelines with equivalent control based observers. En 12th International Conference on Electrical Engineering, Computing Science and Automatic Control (CCE) (pp. 1–6). IEEE.
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