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Digital Twins y Smart Cities

DEFINICIÓN DE DIGITAL TWIN O GEMELO DIGITAL

De acuerdo a los conceptos manejados por algunas de las empresas más relevantes del sector de las tecnologías de la comunicación e información (TIC), un Digital Twin o Gemelo Digital puede definirse como la representación virtual de un objeto o sistema a lo largo de su ciclo de vida, actualizada permanentemente a partir de data en tiempo real y sobre la que se pueden aplicar simulaciones y técnicas de analítica de datos o machine learning para ayudar en la toma de decisiones.

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Fig. 1 – Representación del Digital Twin de una Instalación Industrial

Dicho de este modo, pudieran no parecer obvias las ventajas de su uso o aplicación en diferentes entornos, sin embargo, basta con entender que estas representaciones, bien desarrolladas y alimentadas con información real y permanente del contexto o la operación del sistema replicado, nos permiten estudiar con detenimiento su comportamiento y predecir como este cambiará para bien o para mal, si se manipulan algunas de las variables que intervienen en él sin necesidad de probar estos cambios en el sujeto real de análisis. Este principio aplica para el gemelo digital de cualquier objeto o conjunto de objetos y sistemas, desde una masa de población en movimiento, pasando por una planta industrial hasta, por supuesto, ecosistemas urbanos enteros.

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Fig. 2 – Simulación del Comportamiento de una Masa Humana en un Evento Masivo

BENEFICIOS DEL USO DE DIGITAL TWINS

IBM, una de las compañías pioneras en la creación y desarrollo de gemelos digitales lista los siguientes como algunos de los beneficios principales de su utilización en términos generales:

  • Visualizar el comportamiento de productos o sistemas en operación por usuarios reales, en tiempo real.
  • Conectar con un hilo digital sistemas dispares logrando la trazabilidad de la información recabada en ellos.
  • Refinar las presunciones y la toma de decisiones mediante el análisis predictivo.
  • Identificar y solucionar problemas en equipos de forma remota.
  • Gestionar las complejidades y la vinculación interna en sistemas de sistemas.

Como se mencionó anteriormente, estas son algunas de las ventajas derivadas de la aplicación de este tipo de representaciones, independientemente del sector específico en el cual se utilicen.

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Fig. 3 – Singapur – Referencia de Smart City

SMART CITIES

Los gemelos digitales vienen usándose con éxito desde hace ya varios años, en ámbitos industriales y de investigación, con excelentes resultados. A medida que se mejoran las capacidades de cómputo y simulación, se perfecciona también la técnica para su aplicación a sistemas cada vez más complejos y cambiantes, donde el número de variables que intervienen crece exponencialmente. Este es el caso de los entornos urbanos.

Con el advenimiento de las Smart Cities o Ciudades Inteligentes que pueden describirse bajo una visión holística, como aquellas en las que se usan soluciones basadas en las TIC y otras metodologías innovadoras para alcanzar el desarrollo sostenible, mejorar la calidad de vida de los ciudadanos y lograr la máxima eficiencia en los servicios públicos, resultaba lógico que el siguiente paso de la aplicación de los gemelos digitales se dirigiera a contribuir en su gestión.

Dicho esto, si se analizan los modelos BIM actuales, con la inmensa cantidad de datos e información integrada en ellos, puede interpretarse que estos son una forma de digital twin de edificaciones u obras de infraestructura individuales con gran nivel de detalle y por lo tanto, el mismo principio podría aplicarse ya no a estructuras o construcciones singulares, sino a centros poblados enteros.

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Fig. 4 – Modelo BIM – Gemelo Digital de una Edificación

DIGITAL TWINS PARA LA CIUDAD INTELIGENTE

En ese orden de ideas, organizaciones como Bentley Systems, de la cual INESA TECH es Product Training Partner, se han dedicado a desarrollar soluciones específicas de gemelos digitales para ciudades e infraestructuras, que avanzan a pasos agigantados para contribuir a una gestión urbana verdaderamente orientada por los datos.

Entre los beneficios de los digital twins en la ciudad inteligente encontramos:

  • La posibilidad de compartir información confiable entre distintos departamentos de la gestión urbana además de con el ecosistema de construcción, dando soporte a las infraestructuras desde el planeamiento hasta su operación.
  • Unificar e integrar múltiples silos o fuentes de información.
  • Dar seguimiento, gestionar y visualizar cambios.
  • Generar conocimiento sobre el que los administradores puedan accionar.
  • Establecer equipos colaborativos e involucrar al público, además de a todos los actores involucrados.

Para ello, debe cumplirse un complejo proceso que consiste en crear el contexto digital de la ciudad (para lo que se requieren técnicas avanzadas de levantamiento de información física y geométrica), federar e integrar toda la data resultante de las distintas fuentes de información existentes y establecer una plataforma de gestión del planeamiento urbano y la visualización de las variables más relevantes.

Si bien aún son pocas las ciudades que tienen las capacidades técnicas y la voluntad política de implementar este tipo de soluciones, a medida que se sigan probando con éxitos sus ventajas, se irá avanzando paulatinamente hacia un nuevo paradigma de gobernanza y de gestión de los servicios públicos apoyada en las tecnologías digitales.

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Fig. 5 – Digital Twin de la ciudad de Helsinki, Finlandia



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