Gemelos digitales, así son las copias del mundo real en el universo virtual

Aunque la ciencia y laboratorios de todo el mundo llevan décadas trabajando con maquetas, simuladores y recreaciones de objetos, procesos, estructuras, máquinas e incluso del cuerpo humano, para poner a prueba avances, tecnologías y desarrollos en entornos seguros, los gemelos digitales representan un salto cualitativo en el uso de réplicas del mundo real.

Un gemelo digital (GD) es una representación digitalizada de un activo, sistema o proceso físicos, la cual imita de manera muy precisa, en el ámbito virtual, el comportamiento de dicho objeto material en el mundo real, según la firma de consultoría MarketsandMarkets (MaM).

REPLICAS INMATERIALES DEL MUNDO MATERIAL

Explican que un GD es una plataforma que actúa como una réplica que se actualiza instantánea y continuamente con datos provenientes de sensores, dispositivos conectados y otros sistemas de alta tecnología.

“Este tipo de plataformas, basadas en tecnologías como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, la computación en la nube, el análisis de macrodatos y el Internet de las cosas (IoT), permite a las empresas simular rendimientos, predecir resultados y optimizar operaciones sin interrumpir los entornos materiales ni provocar su inactividad, de acuerdo con MaM.

“Los ‘gemelos digitales’ son una sofisticada evolución tecnológica de las clásicas maquetas que históricamente han permitido el avance del conocimiento, y representan un cambio de paradigma, al recrear estructuras y realidades del mundo físico en un entorno virtual”, explica por su parte Asier Culebras, director general en España de la compañía Wireless Logic (WL).

UN MERCADO EN EXPANSIÓN

Alrededor del 30% de las organizaciones ya utilizan gemelos digitales y cerca del 60% planea hacerlo en los próximos años; mientras que el 58% de los fabricantes ya ha implementado o está implementando soluciones de gemelos digitales en sus operaciones, según los datos de distintas consultoras que maneja la compañía tecnológica Wireless Logic (WL).

Desde MaM destacan que el mercado global de gemelos digitales se expande constantemente a medida que las organizaciones de todos los sectores adoptan la toma de decisiones basada en datos y la automatización inteligente, previendo que este mercado crezca desde 21,140 millones de dólares estadounidenses que tenía en 2025 hasta los 149,810 millones de dólares en 2030.

Entre las industrias que están adoptando activamente esta tecnología se incluyen la fabricación y automatización industrial; la automoción y el transporte; el sector aeroespacial y de defensa; la atención sanitaria y las ciencias de la vida; así como la energía, los servicios públicos, el ámbito del petróleo y el gas, y la construcción y las infraestructuras inteligentes, añaden.

Por ejemplo, en el sector sanitario se está probando el uso de GDs para monitorizar dispositivos médicos y simular tratamientos personalizados, y en la construcción, se utilizan para modelar edificios e infraestructuras, mejorando la precisión de los planes y proyectos y reduciendo los riesgos, recalcan.

PARTE DE LA TECNOLOGÍA DE INTERNET DE LAS COSAS O LO IOT

“Un gemelo digital es una representación virtual de una infraestructura de Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés), es decir, de un conjunto de dispositivos y objetos físicos conectados a Internet, transmitiendo datos”, de acuerdo con Asier Culebras, de WL.

Esta compañía ha desarrollado una plataforma denominada Kheiron que permite crear un gemelo digital y se encarga de recopilar y procesar los datos enviados por los dispositivos de IoT y representarlos de forma visual e intuitiva, “siempre con el objetivo de optimizar la toma de decisiones por parte de la empresa”, según explica Culebras.

Para este especialista, los GDs “representan un cambio de paradigma”, porque “rompen las barreras materiales para ofrecer un conocimiento profundo del elemento recreado y expandir sus límites sin riesgos” y “permiten recrear cualquier realidad imaginable: desde un cuerpo humano hasta una fábrica, una ciudad al completo, un vehículo o una infraestructura”.

Esta tecnología “tampoco tiene límites para recrear escenarios que permitan alcanzar un grado de conocimiento inédito mediante la simulación de situaciones de diversa índole”, destaca.

“Los GDs no solo permiten conocer un elemento a fondo, sino monitorizarlo a cada instante”, explica Culebras.

Explica que “en este esquema dual que tiene en cuenta tanto el objeto o realidad física como a su gemelo digital, la robustez de los sensores y dispositivos conectados resulta esencial para ofrecer información fiable y segura”.

SENSORES, NODOS Y DISPOSITIVOS INTERCONECTADOS

“Para que la información que refleja un gemelo digital sea coherente con la naturaleza del objeto real y con los objetivos que se quieren alcanzar, se necesita desplegar una red de sensores y dispositivos conectados (nodos) capaces de recoger y transmitir información en tiempo real.

“Estos nodos, instalados por ejemplo en diversos sistemas de una ciudad, recogen y transmiten información en tiempo real que, al plasmarse en el modelo virtual, permite simular escenarios para atajar incidentes o mejorar la eficiencia operativa”, asegura

“El valor de un gemelo digital reside en la calidad de los datos del mundo real con el que se ha construido, y esos datos tendrán más valor en tanto procedan de una red de dispositivos conectados capaz de responder a las necesidades de monitorización con la profundidad y resiliencia suficientes como para convertirse en activos de alto valor”, subraya Asier.

USOS EN AGRICULTURA, INDUSTRIA, ENERGÍAS Y TRANSPORTES

Señala que esta tecnología ya se está utilizando en agricultura. “Para que los cultivos alcancen su máximo rendimiento, las plantas deben crecer bajo unas condiciones muy concretas. Un GD permite visualizar y controlar estas condiciones, a través de sensores de humedad, monitorizando del nivel de agua”, apunta.

Explica que navegar por los ‘dashboards’ (herramientas visuales de gestión) de plataformas como Kheiron, “permite examinar tendencias y ver gráficos de humedad del suelo, de consumo de agua y del clima en la ubicación del cultivo”.

Culebras destaca que “el flujo de datos de un GD puede ir en dos sentidos, y la plataforma puede programarse para que se activen determinadas acciones, por ejemplo, automatizar el riego de un cultivo, en función de unos parámetros específicos”.

Los GDs también permiten monitorizar la energía generada por paneles solares, su almacenamiento en baterías y su consumo en la carga de vehículos eléctricos; mostrar una flota de vehículos en tiempo real en un mapa enriquecido con indicadores del estado de sus unidades; y monitorizar el estado de las máquinas de una ‘fábrica inteligente’ a través de sus vibraciones.

También posibilitan monitorizar las temperatura y condiciones a lo largo de una ‘cadena de frío’ (sistema de transporte, almacenamiento y distribución con una temperatura controlada), así como el estado, la temperatura y humedad en distintos lugares de un barco, además de controlar sus consumos eléctricos y de combustible, y detectar fugas de agua, concluye Culebras.

DESTACADOS:

- El mercado global de gemelos digitales podría rondar los 150 mil millones de dólares estadounidenses antes de 2030, según datos de la firma de consultoría MarketsandMarkets.

- Los gemelos digitales son réplicas de elementos y conjuntos del mundo real alojadas en un ecosistema virtual, que pueden monitorizarse de modo exhaustiva y permanente y generan datos de altísimo valor útiles para tomar decisiones más acertadas, explican desde la compañía tecnológica Wireless Logic (WL).

- Este sistema requiere de nodos (puntos de conexión donde convergen varios elementos en una red) capaces de recopilar y transmitir información fiable en tiempo real, una meta que solo se alcanza optimizando la conectividad y blindando los datos con capas de seguridad avanzadas, explica Asier Culebras, de WL.

Por Daniel Galilea EFE-Reportajes.