Brent Villanueva defiende una tesis sobre inteligencia artificial y circularidad en el nexo WEFE

La investigación, dirigida por el profesor Jordi Morató Farreras en la Cátedra UNESCO de Sostenibilidad de la UPC, propone un marco adaptativo que combina inteligencia artificial, gemelos digitales y procesos participativos para evaluar la circularidad en sistemas socioecológicos y técnicos.

El pasado 17 de julio, Brent Villanueva Escobedo defendió en la Universitat Politècnica de Catalunya la tesis doctoral Diseño y aplicación de un marco adaptativo basado en inteligencia artificial para evaluar la circularidad en sistemas socioecológicos y técnicos (SETs) en el contexto del nexo WEFE, con la que obtuvo la máxima calificación, sobresaliente cum laude. La tesis, inscrita en el Programa de Doctorado en Sostenibilidad, ha sido dirigida por el profesor Jordi Morató Farreras y se ha desarrollado íntegramente en la Cátedra UNESCO de Sostenibilidad de la UPC, en Terrassa.El tribunal estuvo formado por el Dr. Xavier Alvarez, de la UPC; el Dr. Carlos Arias, de la Universidad de Aarhus; y el Dr. Nicola Tollin, de la University of Southern Denmark (SDU), estas dos últimas instituciones de Dinamarca.

El trabajo parte de una constatación: los enfoques sectoriales y basados en indicadores aislados resultan insuficientes para capturar la complejidad de las transiciones hacia la economía circular, ya que a menudo ignoran las compensaciones sistémicas, los comportamientos emergentes y las limitaciones específicas de cada contexto. Como respuesta, la tesis desarrolla, aplica y valida marcos de evaluación integrados, participativos y adaptativos anclados en el pensamiento sistémico y en el nexo Agua–Energía–Alimentación–Ecosistemas (WEFE).

Presentada como compendio de tres artículos científicos, la investigación combina el análisis multicriterio de la sostenibilidad y la circularidad en empresas públicas de servicios de agua en contextos mediterráneos, la evaluación de soluciones de bioeconomía circular —en concreto el biochar y las prácticas agroforestales— y la consolidación de un marco metodológico transferible para la evaluación participativa de la circularidad activada por inteligencia artificial. Una pieza central del trabajo es la herramienta de evaluación del nexo WEFE basada en IA, desarrollada conjuntamente por el INLAB de la UPC y la Cátedra UNESCO de Sostenibilidad, que incorpora un gemelo digital gráfico capaz de simular el comportamiento de sistemas WEFE acoplados y explorar sinergias, compensaciones y escenarios futuros.

La parte aplicada de la tesis se ha nutrido de una trayectoria de proyectos coordinados o participados por la Cátedra, entre ellos los proyectos europeos LIFE REAGRITECH y LIFE ECORKWASTE y, sobre todo, el proyecto SureNexus (Programa PRIMA, 2022–2025), una iniciativa mediterránea con quince instituciones de siete países en la que se evaluaron más de setenta soluciones basadas en la naturaleza y en la bioeconomía.

La conclusión principal es que la circularidad no es un objetivo fijo ni universalmente optimizable, sino una propiedad emergente y dependiente del contexto, que surge de la interacción entre procesos ambientales, infraestructuras, instituciones y valores de los grupos de interés. La investigación muestra además que la inteligencia artificial aporta más valor cuando se emplea como tecnología facilitadora de la transparencia y el aprendizaje que como caja negra de optimización. Esta línea de trabajo tendrá continuidad en el proyecto SIRENA, financiado por el Programa PRIMA y coordinado por la Universidad Técnica Nacional de Atenas.