Para todos los sectores industriales

Los gemelos digitales, en la arquitectura, la ingeniería y la construcción, son reproducciones detalladas que comprenden las edificaciones y los sistemas contenidos en ellas.

Un gemelo digital podría tomar la forma de:

• Un edificio
• Un elemento de infraestructura, como por ejemplo un puente
• Un complejo ecosistema de elementos interconectados, como una red ferroviaria, un distrito de oficinas o una ciudad

El funcionamiento del gemelo digital en la construcción

En la industria de la construcción, los gemelos digitales procesan información de diversas clases:

• Datos de utilización procedentes de los conductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado, así como de las instalaciones mecánicas, eléctricas y de fontanería
• Datos de mantenimiento y piezas
• Datos ambientales recogidos por sensores IoT

Otros ejemplos de optimización posibles gracias al uso de gemelos digitales en construcción:

• Configurar espacios comerciales para aprovechar los patrones de conducta de los consumidores
• Automatizar las operaciones de cultivos de interior para obtener las condiciones óptimas de crecimiento
• Predecir problemas de mantenimiento en refinerías petroleras
• Diseñar espacios de atención sanitara para un flujo de pacientes más eficiente y responder a las necesidades del personal

Los gemelos digitales conectan el diseño con los flujos de trabajo de la edificación

Desde el punto de vista del flujo de trabajo, los gemelos digitales permiten el acceso a datos que hasta ahora habían estado atrapados en silos o en papel. Este nuevo acceso ha facilitado que los equipos estén mejor conectados a lo largo de todo el ciclo de vida de un proyecto, desde su diseño hasta su desmantelamiento. Y gracias a que integran datos estáticos —como especificaciones de componentes u horarios de mantenimiento— con datos dinámicos —como tasas de ocupación o condiciones ambientales—, los gemelos digitales dotan a todo el mundo, desde diseñadores hasta propietarios, de mayor autonomía para tomar decisiones bien fundadas que maximicen el rendimiento y el ciclo de vida del proyecto edificado.

La ciudad inteligente y los gemelos digitales: hechos para ir de la mano

Los gemelos digitales no tienen por qué estar aislados unos de otros. Integrando varios entre ellos, los diseñadores pueden construir un sistema conectado cuyo rendimiento podrán optimizar con el tiempo.

Los 5 niveles del gemelo digital

Los gemelos digitales operan en cinco niveles diferentes de sofisticación. Los modelos más sencillos integran datos de diversas fuentes; el modelo más avanzado es capaz de actuar de forma autónoma.

Nivel 1: Gemelo descriptivo

El gemelo descriptivo es una versión conectada y editable de los datos de diseño y construcción: una reproducción visual de un objeto edificado. Los usuarios especifican el tipo de información que quieren que se incluya y el tipo de datos que desean extraer.

Nivel 2: Gemelo informativo

Este nivel cuenta con una capa añadida de datos procedentes del funcionamiento y los sensores. El gemelo captura y agrega datos definidos y los verifica para garantizar que los sistemas colaboren entre ellos.

Nivel 3: Gemelo predictivo

Este gemelo es capaz de utilizar datos de funcionamiento para llegar a ciertas deducciones. (Es como si un vehículo nos avisase de que ha llegado el momento de cambiar el aceite).

Nivel 4: Gemelo integrado

Este gemelo simula situaciones posibles en el futuro y se plantea preguntas del tipo “¿Qué pasaría si…?”.

Nivel 5: Gemelo autónomo

Este gemelo tiene la capacidad de aprender y completar acciones en nombre de los usuarios.

Es importante recalcar que los niveles 1 y 2 son los que actualmente se utilizan en arquitectura, ingeniería y construcción. Aún están por instaurarse los niveles 3, 4 y 5, que van enriquecidos con datos enviados en tiempo real desde sensores integrados y tecnologías IoT.

4 ventajas de los gemelos digitales

Los gemelos digitales ofrecen ventajas tanto a corto como a largo plazo. En el primer caso, las ventajas tienen que ver sobre todo con el funcionamiento, ya que facilitan una única fuente común de información veraz que puede ayudar a reducir costos, riesgos e incertidumbres al mismo tiempo que se maximiza la eficiencia. A largo plazo, los gemelos digitales extienden el valor de BIM a lo largo del ciclo de vida del elemento construido.

1. Para los propietarios: decisiones más inteligentes y un mejor rendimiento de las inversiones

Cuando hay datos sepultados en sistemas que no se comunican entre sí, los propietarios de las instalaciones lo tienen difícil para supervisarlas, gestionarlas y, en última instancia, rentabilizarlas al máximo. Los gemelos digitales asisten a los propietarios en la toma de mejores decisiones comerciales incluso desde la fase de planificación y diseño. Esta tecnología los dota de las herramientas necesarias para acceder a datos enriquecidos y explorar situaciones posibles que maximicen el rendimiento y alarguen el ciclo de vida de sus inversiones.

2. Para supervisores: operaciones sin contratiempos y un mantenimiento más sencillo

Desde el primer día, tanto propietarios como operarios pueden darle un uso eficiente a la construcción desde el primer momento sin preocuparse por documentos de mantenimiento confusos o extraviados. La cantidad de datos analógicos sin clasificar ni conectar que reciben los propietarios y operarios al completarse una construcción es un reto inasumible en cuanto a la creación de una solución integrada para la supervisión, gestión y mejora de esta. En consecuencia, hay propietarios u operarios que no son capaces de ver las ventajas de los edificios inteligentes y terminan con una gran cantidad de datos y sistemas estancos, información imprecisa, falta de transparencia y un conocimiento incompleto del rendimiento de sus instalaciones.

Los gemelos digitales facilitan un hilo digital que combina datos agregados de manera sencilla. Se encargan del trabajo pesado al rastrear elementos como el mantenimiento y optimizar el consumo de energía, cosa que da libertad a los operarios para centrarse en su trabajo.

Los datos que genera una instalación evolucionan constantemente. Los gemelos digitales informan a los supervisores de si hay algún cambio, indicando quién lo ha hecho y cuándo. Los supervisores pueden incluso predecir los ciclos del material y el trabajo, cosa que reduce la producción de residuos y mejora la seguridad.

3. Para firmas de arquitectura, ingeniería y construcción: más valor trae más ingresos

Es muy sencillo: cuando un estudio del sector puede ofrecer más servicios y más valor, gana más concursos. “Nuestra cartera de clientes de arquitectura, ingeniería y construcción ven muchas oportunidades de negocio en el hecho de proveer más datos a los propietarios —explica Robert Bray, director jefe y administrador general de Autodesk Tandem—. Y más allá de la entrega del proyecto, si se trata de una construcción digital que refleja el modelo construido, puede conectarse con sistemas operativos y ayudar a resolver las dudas del propietario”.

Casi el 80 % (PDF, p. 6) del valor de una construcción a lo largo de su vida útil tiene lugar en la fase operativa. Cuando los estudios de arquitectura, ingeniería y construcción son capaces de colaborar desde los inicios con los propietarios fijando las prioridades y expectativas de rendimiento, generan más valor al ayudar a estos últimos a maximizar su inversión gracias a un superior ahorro de energía, un mejor mantenimiento y una mayor calidad de vida para los ocupantes.

4. Para todo el mundo: el valor a largo plazo

A medida que los gemelos digitales van ganando impulso en el sector, tanto diseñadores como propietarios pueden elaborar estrategias de rendimiento a largo plazo para sus instalaciones y su impacto en el entorno. En un futuro, los gemelos digitales podrían ser el punto de partida de unas ciudades más adaptables a desafíos globales, tales como un crecimiento demográfico sin precedentes (PDF, p. 1), la escasez de recursos o la próxima pandemia.