Gemelos digitales, los grandes aliados de las ciudades sostenibles

Para impulsar la llegada de la Cuarta Revolución Industrial, se requiere del desarrollo de herramientas disruptivas, que no solo cuenten con una gran variedad de aplicaciones, sino que además fomenten la mejora y eficiencia de múltiples procesos industriales. Esto facilita, a su vez, la integración de otras tecnologías, como el Internet de las Cosas, la inteligencia artificial o el cloud computing. Dentro de dichas herramientas, se encuentra la tecnología de los gemelos digitales o digital twins: un avance verdaderamente prometedor.

¿Qué son y cómo funcionan los gemelos digitales?

Esta tecnología se refiere a la representación virtual de servicios, objetos o procesos físicos. Por tanto, los gemelos digitales se entienden como una réplica virtual a la que se le incorpora información en tiempo real. Dicha información pasa por un proceso de análisis de datos, que permite determinar aspectos variados sobre el rendimiento y funcionamiento del objeto. Posteriormente, la información recolectada del proceso anterior se transmite a la copia virtual. Todo esto con el objetivo de:

• estudiar problemas de rendimiento,
• realizar simulaciones,
• identificar posibles opciones de mejora que luego se aplican al objeto físico original.

Los gemelos digitales pueden ser de varios tipos: ¡Conócelos todos!

Esta tecnología tiene varias clasificaciones. Generalmente, la diferencia entre ellas radica en el área de aplicación. Sin embargo, lo anterior no significa que no puedan coexistir diferentes tipos en un mismo sistema o proceso:

• Componentes gemelos o partes gemelas. Los componentes gemelos son la unidad básica del componente funcional. Mientras que las partes gemelas son la unidad básica de componentes de menor importancia.
• Gemelos activos. Estos se encargan de estudiar la interacción de dos o más componentes que trabajan juntos. Del estudio de dicha interacción —que forma al activo— se crean datos de rendimiento que se pueden procesar y convertir en información útil.
• Gemelos de sistema o unidad. Este corresponde a un nuevo nivel de aumento.  En este caso, los gemelos de sistema identifican los factores de interacción de los activos, involucrados en sistemas o unidades gemelas. Así pueden sugerir mejoras de rendimiento.
• Gemelos de proceso. Con este último nivel de aumento, se busca identificar la interacción de los sistemas para crear una producción completa.  Estos gemelos determinan esquemas de tiempo que influyen en la eficacia general del producto.

¿Para qué sirven los gemelos digitales?

Los digital twinstransforman los diferentes procesos que conforman un objeto o servicio. Para mejorar el rendimiento de los productos y/u objetos, esta tecnología busca detectar problemas con antelación y soluciones. De esta forma, las predicciones facilitan la alerta sobre futuros inconvenientes, averías o anomalías. Además, la ventaja anterior permite la creación de sistemas que trabajan de forma autónoma. Dichos sistemas pueden lograr soluciones automatizadas que permiten el control remoto de los objetos. 

Todo ello hace que hoy sean imprescindibles dentro de diferentes industrias y cumpliendo una variedad de funciones. Por ejemplo, son ampliamente usados en la industria de la aviación y automotriz. En ambas, su función principal es la realización de simulaciones de aparatos o sistemas complejos como motores o turbinas. Así se mejora la eficiencia dentro de la maquinaria.

También tienen gran cabida en la creación de estructuras arquitectónicas, las operaciones de manufactura y la planificación urbana. En esta última, esta herramienta da la posibilidad de mostrar datos espaciales 3D y 4D e incorporar sistemas de realidad aumentada en tiempo real.

Digitaltwins,una tecnología con miras hacia la ciudad del futuro

Sin duda alguna, los gemelos digitales son una de las claves para las ciudades del futuro. Gracias a esta tecnología, se pueden modelar y comprender los diferentes sistemas que conforman las ciudades y sus espacios. Ayudan a la conservación de sus estructuras y facilitan el desarrollo de procesos sostenibles. Entre las principales aplicaciones de los digital twins se encuentran las siguientes:

• Monitoreo del tráfico. Esta tecnología se aplica mediante el uso de sensores y cámaras. La información de ellas se obtiene y analiza a través de otras tecnologías, como el machine learning y el big data. Esto ayuda a identificar problemas de congestión, flujo de tráfico y las condiciones de tránsito por carretera.
• Sostenibilidad y eficiencia energética. Se utilizan para monitorear y controlar la contaminación y los niveles de consumo de energía. Esto lo logran mediante la recolección de datos que, además, pueden brindar información relevante sobre niveles de contaminación en aire. Por ello, son el gran aliado de empresas impulsoras de la transición energética, como Iberdrola.
• Control de los niveles de seguridad, así como monitoreo y análisis de la actividad en la ciudad. Con la ayuda de la inteligencia artificial, los gemelos digitales determinan zonas de riesgo y delitos más frecuentes.

A modo de conclusión, vale la pena resaltar que esta innovadora herramienta cada día se expande más hacia nuevos campos y áreas de la cotidianidad. Su futuro es casi ilimitado. Es cuestión de tiempo que aprendan nuevas habilidades, mejorando de manera significativa toda clase de procesos.

Bibliografía

• IBM. (s.f.) ¿Qué es un gemelo digital?
• Herranz, A. (2021). Digital twins: qué son, para qué sirven y cuáles son los beneficios y problemas de los gemelos digitales. Xataka.