AI mejora la confiabilidad del pronóstico de inundaciones globales

Las personas confían en Google para obtener información confiable durante las crisis para protegerse a sí mismas y a sus seres queridos. Las inundaciones, siendo el desastre natural más común, afectan a casi 1.500 millones de personas, aproximadamente el 19% de la población mundial, que enfrentan riesgos significativos por inundaciones severas. Las inundaciones no solo amenazan vidas, sino que también causan alrededor de 50 mil millones de dólares en daños económicos a nivel mundial cada año.

Durante la mayor parte de la historia, predecir inundaciones con precisión a gran escala fue difícil debido a la complejidad del problema y la falta de recursos y datos necesarios. Con solo una pequeña fracción de los ríos del mundo monitoreados por medidores de flujo, esto representaba un gran desafío de seguridad, especialmente para las personas en países en desarrollo y comunidades desatendidas.

En un nuevo artículo publicado en Nature, exploramos cómo la IA puede revolucionar la predicción de inundaciones, llegando a las áreas más afectadas por el cambio climático. Nuestros hallazgos muestran que la IA nos ayudó a predecir inundaciones de ríos con mayor precisión hasta 7 días antes. Esto nos permitió ofrecer pronósticos de inundaciones en 80 países, cubriendo a 460 millones de personas. También ponemos estos pronósticos a disposición a través de Google Search, Google Maps y notificaciones de Android donde sea posible.

Nuestro blog de investigación profundiza en el artículo, mostrando cómo las tecnologías hidrológicas globales basadas en IA de Google Research pueden mejorar significativamente la predicción de inundaciones en comparación con los estándares actuales. Esto es especialmente importante en países con datos de inundaciones limitados, lo que nos permite expandir los pronósticos a nivel mundial. Los sistemas de alerta temprana pueden reducir drásticamente las víctimas fatales, y los tiempos de aviso extendidos son un cambio crucial para las comunidades. Nuestra tecnología extendió la fiabilidad de los pronósticos globales de cero a cinco días en promedio, y hemos mejorado los pronósticos en África y Asia para equipararlos con los de Europa usando IA.

Esta información es ahora una herramienta para personas, comunidades, gobiernos y organizaciones de ayuda para tomar medidas preventivas y proteger a las poblaciones vulnerables. No ha sido un camino fácil, particularmente en áreas con datos escasos y altos impactos por inundaciones. Al publicar nuestro último artículo, reflexionemos sobre algunos momentos clave en nuestra búsqueda para usar la IA en la predicción precisa de inundaciones de ríos:

Nuestro primer piloto en India nos enseñó una lección valiosa

Nuestro viaje comenzó con un piloto en la región de Patna, India. Bihar, donde se encuentra Patna, es uno de los estados más propensos a inundaciones de India, con muchos residentes enfrentando la amenaza constante de inundaciones devastadoras. Nos asociamos con funcionarios locales y usamos datos en tiempo real para desarrollar pronósticos de inundaciones, integrándolos en Google Public Alerts en 2018.

Alimentamos nuestros modelos con una combinación de eventos históricos, niveles de ríos y datos de terreno, ejecutando cientos de miles de simulaciones para crear pronósticos detallados de inundaciones de ríos. Aunque este método buscaba precisión para ubicaciones específicas, nuestro objetivo final era abordar el desafío global. Creíamos que el aprendizaje automático podía ayudar a escalar la predicción de inundaciones a nivel mundial.

Iniciando colaboraciones con la comunidad científica y de investigación

En 2019, ampliamos nuestra cobertura de predicción de inundaciones 12 veces, enviando 800,000 alertas a las personas en las áreas afectadas mientras mejorábamos nuestra tecnología de pronósticos. A medida que profundizamos en el potencial del aprendizaje automático, comenzamos a trabajar con investigadores académicos para combinar simulaciones de inundaciones basadas en física hidrológica con nuestros métodos de IA.

Nuestra investigación y los avances con las redes de memoria a largo y corto plazo (LSTM) para precisas predicciones de inundaciones nos inspiraron a visualizar una plataforma global de predicción de inundaciones de extremo a extremo. Esta plataforma entregaría información confiable, incluso en regiones sin medidores de inundaciones.

La predicción de inundaciones se expandió aún más, pero estaba limitada por la disponibilidad de datos locales

Basándonos en el éxito de nuestro piloto en India, ampliamos nuestros pronósticos a todo India y Bangladesh, alcanzando a 360 millones de personas. Logramos pronósticos de hasta 48 horas antes gracias a los avances de nuestra tecnología. Sin embargo, nuestros modelos dependían de los datos de flujo locales, lo que dificultaba la expansión a otros países.

El cambio a un modelo global de predicción de inundaciones basado en IA y la expansión a más de 80 países

Al darnos cuenta de las limitaciones de depender de datos locales y con los avances en la investigación de IA, cambiamos a un modelo global. Usamos fuentes de datos globales para entrenar nuestras redes LSTM, con el objetivo de predecir inundaciones incluso en áreas sin datos de flujo locales.

En 2022, lanzamos la plataforma Flood Hub, ofreciendo pronósticos en 20 países, incluidos 15 en África, donde la predicción estaba previamente limitada por la escasez de datos. Para 2023, nos expandimos a 60 países más en África, Asia-Pacífico, Europa y América del Sur y Central, cubriendo a 460 millones de personas. Ahora, los pronósticos en tiempo real en Flood Hub son de libre acceso para muchas comunidades vulnerables en países en desarrollo. Gracias a nuestro modelo global basado en IA, el acceso a la predicción de inundaciones en África ahora está a la par con Europa.

Trabajando en colaboración

Para seguir avanzando en la ciencia y la investigación y hacer una diferencia real donde más se necesita, sabemos que la colaboración con académicos, gobiernos locales y organizaciones internacionales es crucial.

Trabajamos con grupos de ayuda internacional para proporcionar pronósticos de inundaciones accionables y colaboramos con la Organización Meteorológica Mundial (WMO) para apoyar los sistemas de alerta temprana, particularmente la iniciativa Early Warnings for All, que busca brindar alertas tempranas sobre peligros climáticos a todos para 2027. También estamos estudiando cómo la IA puede abordar los desafíos del mundo real que enfrentan las agencias nacionales de predicción de inundaciones.

Hemos trabajado de cerca con académicos y organizaciones hidrológicas a través de talleres anuales e iniciativas como nuestro proyecto Caravan, que estandariza y agrega conjuntos de datos existentes.

Nuestro viaje está lejos de terminar

A medida que el cambio climático empeora, las inundaciones pueden ocurrir inesperadamente. Nuestro objetivo es seguir utilizando nuestra investigación y tecnología para expandir nuestra cobertura, predecir otros eventos relacionados con inundaciones como inundaciones repentinas y urbanas, y explorar cómo la IA puede abordar desafíos más amplios de adaptación climática y sostenibilidad.