Gemelos digitales: ventajas y casos de uso en España

Un gemelo digital es una representación virtual e interactiva de un objeto, sistema o proceso del mundo real. Hablamos, por ejemplo, de una réplica digital de una fábrica, una ciudad o incluso un cuerpo humano. Estos modelos virtuales permiten simular, analizar y predecir el comportamiento del elemento original, lo que es clave para la optimización y el mantenimiento en tiempo real.

Debido a sus funcionalidades, los gemelos digitales se están utilizando en diversos sectores como la salud, el transporte o la agricultura. En este artículo, repasamos las ventajas que aporta su uso y mostramos dos ejemplos relacionados con los datos abiertos.

Ventajas de los gemelos digitales

Los gemelos digitales utilizan fuentes de datos reales del entorno, obtenidos a través de sensores y plataformas abiertas, entre otros. Gracias a ello, los gemelos digitales se actualizan en tiempo real para reflejar la realidad, lo que aporta una serie de ventajas:

• Aumento del rendimiento: una de las principales diferencias con las simulaciones tradicionales es que los gemelos digitales utilizan datos en tiempo real para su modelización, lo que permite tomar decisiones más acertadas para optimizar el rendimiento de equipos y sistemas según las necesidades de cada momento.
• Mejora de la planificación: utilizando tecnologías basadas en inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático, el gemelo digital puede analizar problemas de rendimiento o realizar simulaciones virtuales de «qué pasaría si». De esta forma, se pueden predecir fallos y problemas antes de que ocurran, lo que permite un mantenimiento proactivo.
• Reducción de costes: la mejora en la gestión de datos gracias a un gemelo digital genera beneficios equivalentes al 25% del gasto total en infraestructuras. Además, al evitar fallos costosos y optimizar procesos, se pueden reducir significativamente los costes operativos. También permiten monitorear y controlar sistemas en remoto, desde cualquier lugar, mejorando la eficiencia al centralizar las operaciones.
• Personalización y flexibilidad: al crear modelos virtuales detallados de productos o procesos, las organizaciones pueden adaptar rápidamente sus operaciones para satisfacer las demandas cambiantes del entorno y las preferencias individuales de los clientes / ciudadanos. Por ejemplo, en la fabricación, los gemelos digitales permiten la producción personalizada en masa, ajustando las líneas de producción en tiempo real para crear productos únicos según las especificaciones del cliente. Por otro lado, en el ámbito de la salud, los gemelos digitales pueden modelar el cuerpo humano para personalizar tratamientos médicos, mejorando así la eficacia y reduciendo los efectos secundarios.
• Impulso de la experimentación e innovación: los gemelos digitales proporcionan un entorno seguro y controlado para probar nuevas ideas y soluciones, sin los riesgos y costes asociados a los experimentos físicos. Entre otras cuestiones, permiten experimentar con grandes objetos o proyectos que, por su tamaño, no suelen prestarse a la experimentación en la vida real.
• Mejora de la sostenibilidad: al permitir la simulación y el análisis detallado de procesos y sistemas, las organizaciones pueden identificar áreas de ineficiencia y desperdicio, optimizando así el uso de recursos. Por ejemplo, los gemelos digitales pueden modelar el consumo y la producción de energía en tiempo real, permitiendo ajustes precisos que reducen el consumo y las emisiones de carbono.

Ejemplos de gemelos digitales en España

A continuación, se muestran tres ejemplos que ponen de manifiesto estas ventajas.

Proyecto GeDIA: inteligencia artificial para predecir los cambios en los territorios

GeDIA es una herramienta para la planificación estratégica de ciudades inteligentes, que permite realiza simulaciones de escenarios. Para ellos utiliza modelos de inteligencia artificial basados en fuentes de datos y herramientas ya existentes en el territorio.

El alcance de la herramienta es muy amplio, pero sus creadores destacan dos casos de uso:

1. Necesidades de infraestructuras futuras: la plataforma realiza análisis detallados considerando las tendencias, gracias a los modelos de inteligencia artificial. De esta forma, se pueden realizar proyecciones de crecimiento y planificar las necesidades de infraestructuras y servicios, como energía y agua, en áreas específicas de un territorio, garantizando su disponibilidad.
2. Crecimiento y turismo: GeDIA también se utiliza para estudiar y analizar el crecimiento urbano y turístico en zonas concretas. La herramienta identifica patrones de gentrificación y evalúa su impacto en la población local, utilizando datos censales. De esta forma se pueden comprender mejor los cambios demográficos y su impacto, como las necesidades de vivienda, y tomar decisiones que faciliten el crecimiento equitativo y sostenible.

Esta iniciativa cuenta con la participación de diversas empresas y la Universidad de Málaga (UMA), así como el respaldo económico de Red.es y la Unión Europea.

Gemelo digital del Mar menor: datos para cuidar el medio ambiente

El Mar Menor, la laguna salada de la Región de Murcia, ha sufrido graves problemas ecológicos en los últimos años, influenciados por la presión agrícola, el turismo y la urbanización.

Para conocer mejor las causas y valorar posibles soluciones, TRAGSATEC, una entidad de protección ambiental de propiedad estatal, desarrolló un gemelo digital. Para ello mapeó un área circundante de más de 1.600 kilómetros cuadrados, conocida como la Región del Campo de Cartagena. En total se obtuvieron 51.000 imágenes nadirales, 200.000 imágenes oblicuas y más de cuatro terabytes de datos LiDAR.

Gracias a este gemelo digital, TRAGSATEC ha podido simular diversos escenarios de inundaciones y el impacto que tendría instalar elementos de contención u obstáculos, como un muro, que redirigieran el flujo del agua. También han podido estudiar la distancia entre el terreno y el agua subterránea, para determinar el impacto de la filtración de fertilizantes, entre otras cuestiones.

Retos y camino hacia el futuro

Estos son solo dos ejemplos, pero ponen de manifiesto el potencial de una tecnología cada vez más popular. No obstante, para que su implementación sea aun mayor es necesario hacer frente a algunos retos, como los costes iniciales, tanto en tecnología como en capacitación, o la seguridad, al aumentar la superficie de ataque. Otro de los retos a destacar son los problemas de interoperabilidad que surgen cuando las distintas administraciones públicas establecen gemelos digitales y espacios de datos locales. Para profundizar en esta problemática, la Comisión Europea ha publicado una guía que ayuda a identificar los principales retos organizativos y culturales de interoperabilidad, ofreciendo buenas prácticas para solventarlos.

En resumen, los gemelos digitales ofrecen numerosas ventajas, como la mejora del rendimiento o la reducción de costes. Estos beneficios están impulsando su adopción en diversas industrias y es probable que, a medida que se superen los retos actuales, los gemelos digitales se conviertan en una herramienta esencial para optimizar procesos y mejorar la eficiencia operativa en un mundo cada vez más digitalizado.