Gemelos digitales para diseñar la ciudad del futuro
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Gemelos digitales para diseñar la ciudad del futuro

La copias virtuales ya se usan en la construcción para prevenir fallos en las instalaciones, simular la actividad y conseguir hasta un 40% de ahorro energético. Ahora esta tecnología se lleva a la planificación de las urbes. Ciudades como Singapur ya han puesto en marcha proyectos que permiten experimentar en estos duplicados buscando unos desarrollos urbanísticos más holísticos.
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La plataforma Virtual Singapore está abierta al sector público y privado, investigadores y sociedad civil, para desarrollar aplicaciones y realizar pruebas. Crédito: National Research Foundation Singapore.

ISABEL RUBIO ARROYO | Tungsteno

Con cerca de 6 millones de habitantes y una de las densidades de población más altas del mundo, Singapur se ha convertido en un referente en la integración de las tecnologías más innovadoras para la planificación y gestión urbana. Su proyecto Virtual Singapore, una réplica digital de la ciudad, es ejemplo de las ventajas de establecer un “puente” entre el mundo real y el virtual. Es uno de los denominados gemelos digitales o digital twins más avanzados, una especie de laboratorio virtual clave de cara a monitorizar las urbes y predecir posibles incidencias que afecten a sus infraestructuras y servicios.

Este sistema de réplica virtual no es nuevo. Si bien la tecnología se introdujo a principios de los años 70, con el uso de los primeros simuladores en el lanzamiento del Apolo XIII, el término “gemelo digital” lo acuñaron Michael Grieves, ingeniero informático, y John Vickers, director de tecnología de la NASA, para referirse a esas réplicas digitales de un espacio físico en el espacio virtual. De esta forma crearon el primer entorno virtual para realizar simulaciones, buscando la forma de reflejar y diagnosticar problemas en órbitas.

Más allá del entorno aeroespacial, esta tecnología ya se ha venido empleando en la industria, en la construcción e incluso para salvaguardar el patrimonio, en la mayor parte de las ocasiones para poner a prueba proyectos en un mundo virtual antes de implementarlos. De esta forma, se reducen costes y es posible detectar cualquier riesgo de fracaso.

 

La réplica Virtual Singapore no solo es un modelo tridimensional de la ciudad, también es una plataforma de datos colaborativos que recoge todo tipo de información en tiempo real. Crédito: Dassault Systèmes.

El referente: Virtual Singapore

Gracias a tecnologías como el Internet de las Cosas, el big data y la computación en la nube se recogen datos precisos que generan capas de información procedentes de edificios, servicios públicos, negocios y movimientos de personas y vehículos, que son útiles para que los planificadores urbanos experimenten a priori. En una ciudad como Singapur, con una de las densidades de población más altas del mundo, el sistema permite crear un modelo dinámico tridimensional y una plataforma de datos colaborativos con todo tipo de información, desde datos sobre la demografía, el clima o el tráfico en tiempo real, que serán esenciales para tomar decisiones previamente testadas sobre esta réplica virtual.

El objetivo es que tanto agentes públicos como privados y la comunidad investigadora puedan usarlo para la planificación, la gestión y la investigación de tecnologías para resolver desafíos emergentes en la ciudad. Por ejemplo, este gemelo digital podría utilizarse para simular situaciones de emergencia en estadios o centros comerciales y establecer los protocolos de evacuación o para ajustar los sistemas de transporte según las necesidades teniendo en cuenta los patrones de movimiento.

Detrás del desarrollo del software está la empresa francesa Dassault Systèmes. “Con las imágenes y datos recopilados de varias agencias públicas, así como datos heredados y en tiempo real, Virtual Singapore permite a todos los usuarios visualizar en 3D cómo evoluciona con el paso del tiempo la ciudad en base al crecimiento de la población, nuevas construcciones y otros importantes eventos”, afirma la compañía.

Otras ciudades ya siguen los pasos de Singapur. Yingtan, en China, está construyendo la primera ciudad gemela digital equipada con redes 5G+ NB-IoT (Narrowband Internet of Things). La consultora ABI Research espera que en 2025 unas 500 urbes utilicen digital twins. Dominique Bonte, vicepresidente de mercados finales de la compañía, indica que seguramente no haya un único gemelo digital para toda una ciudad. Más bien, vaticina que habrá una integración de diferentes gemelos digitales específicos de edificios inteligentes, infraestructuras de tráfico, redes de energía y gestión del agua.

 

Kubik es el primer edificio europeo con gemelo digital. Su réplica virtual permite prevenir fallos en las instalaciones, simular la actividad y ahorrar hasta un 40% de energía. Crédito: Tecnalia.

De la planificación a la gestión optimizada de las ciudades

De hecho, estos modelos virtuales se han convertido en herramientas indispensables para medir el pulso de las ciudades en tiempo real. La copia virtual de los edificios permite, por ejemplo, prevenir fallos en las instalaciones, simular la actividad y conseguir hasta un 40% de ahorro energético. Esto es lo que ocurre con el edificio Kubik, que se encuentra en el Parque Científico y Tecnológico de Bizkaia y cuenta con un total de 3.400 sensores que monitorizan lo que ocurre en su interior permanentemente. Tecnalia, la compañía que ha desarrollado el gemelo digital, puede saber por ejemplo cuáles son los espacios más utilizados, si algún ascensor falla o si hay problemas en el sistema de refrigeración o calefacción.

Esta monitorización constante y los gemelos digitales pueden ser útiles en contextos muy diferentes. Sacyr, en colaboración con la startup Talent Swarm, crea gemelos digitales para optimizar la gestión de sus plantas industriales de agua. Las plantas desaladoras, según la compañía, son muy delicadas y requieren de una monitorización y mantenimiento constante que aseguren la calidad del agua filtrada. Con los gemelos virtuales, el objetivo es reducir los gastos de mantenimiento y operación, predecir averías y minimizar costes asociados al desplazamiento del personal experto.

Por otro lado, hay compañías que permiten monitorizar todo lo que ocurre en una oficina para optimizar espacios y reducir costes. Los digital twins también pueden ser de gran utilidad en aeropuertos para ayudar a gestionar las operaciones y evitar la congestión. Por ejemplo, permiten visualizar los movimientos de aeronaves, la longitud de la cola de entrada y de seguridad, el estado de las escaleras mecánicas, los patrones de tráfico en el nivel de pasajeros y hasta los niveles de satisfacción de los viajeros en los baños. Los datos recopilados, junto con sistemas de inteligencia artificial, pueden ayudar a decidir cómo gestionar las pistas o incluso a predecir en qué momento va a aterrizar un avión.

Existen, por tanto, múltiples empresas diferentes interesadas en esta tecnología. El 13% de las organizaciones que implementan proyectos de Internet de las cosas ya utilizan los digital twins, según la consultora Gartner. Un 62% también planea hacerlo. Benoit Lheureux, vicepresidente de investigación de Gartner, vaticina que antes de 2022 más de dos tercios de las empresas que implementan IoT tendrán gemelos digitales. Una práctica que cada vez será más común en las ciudades del futuro.

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Tungsteno es un laboratorio periodístico que explora la esencia de la innovación. Ideado por Materia Publicaciones Científicas para el blog de Sacyr.

 

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