El gemelo digital es una réplica virtual de un activo, infraestructura o sistema real que, mediante la integración de datos en tiempo real y tecnologías avanzadas como el Internet de las Cosas (IoT), inteligencia artificial y análisis predictivo, permite simular, analizar y predecir su comportamiento.
En el ámbito de las infraestructuras, esta tecnología está transformando la planificación, construcción, operación y mantenimiento de activos críticos, permitiendo tomar decisiones más informadas, optimizar recursos y mejorar la seguridad.
Las diferentes participaciones de Bravent en actividades universitarias y retos con el alumnado fomentan una educación de calidad, donde los estudiantes no solo adquieren conocimientos teóricos, sino que también tienen la oportunidad de interactuar directamente con innovaciones de última generación, basadas en tecnología avanzada como IA generativa, spatial computing o big data, implicándose en diferentes programas y actividades pensadas para facilitar su incorporación al mercado laboral.
Creación de un gemelo digital
El desarrollo de un gemelo digital comienza con la construcción de un modelo tridimensional (3D) del activo o infraestructura en cuestión. Para ello, se utilizan tecnologías como el escaneo láser LiDAR y drones, que generan nubes de puntos detalladas del entorno físico. Estos datos se combinan con información adicional, como planos arquitectónicos, sensores en campo y datos históricos de operación, para conformar el modelo digital.
Dependiendo del caso de uso, en ocasiones un modelo bidimensional (2D) puede ser suficiente, especialmente cuando se busca analizar información sobre distribución y trazados sin necesidad de simulaciones volumétricas complejas.
Una vez establecido el modelo digital, se integran datos en tiempo real provenientes de sensores instalados en la infraestructura, como cámaras, estaciones meteorológicas, dispositivos de monitoreo ambiental y sistemas de control de tráfico. Esta interconexión permite que el gemelo digital refleje fielmente las condiciones actuales del entorno físico y facilite la simulación de diversas situaciones.
También podemos crear modelos 2d que dependiendo del caso de uso puede ser suficiente.
Con el entorno digital podemos ver la posición de los sensores en la autopista , puntos informativos, las salidas etc… es muy importante mantener estos entornos actualizados, actualizar los modelos de forma periódica, por eso se usan sistemas que tenemos dentro de los vehículos que nos van dando información.
Aplicaciones del gemelo digital en infraestructuras
- Simulación y análisis de tráfico
El uso de gemelos digitales permite modelar y predecir el comportamiento del tráfico bajo distintas condiciones. Por ejemplo, es posible analizar cómo impactará una obra en la circulación antes de ejecutarla o prever la mejor hora para realizar cortes viales en función de eventos masivos. Además, permite simular diferentes condiciones meteorológicas para evaluar su efecto en la movilidad.
- Gestión inteligente de infraestructuras críticas
Los gemelos digitales permiten supervisar en tiempo real activos como autopistas, puentes y túneles, optimizando su mantenimiento y reduciendo riesgos operativos. Mediante simulaciones, es posible prever cómo reaccionará una estructura ante condiciones extremas, como inundaciones o terremotos, mejorando la planificación de respuestas ante emergencias.
- Optimización de recursos y costes
Con un gemelo digital, las organizaciones pueden reducir costes operativos y mejorar la eficiencia energética. Al integrar datos en tiempo real, se pueden detectar fallos antes de que ocurran, permitiendo el mantenimiento predictivo y evitando costosas reparaciones inesperadas. También facilita la optimización de sistemas de iluminación y climatización en túneles o estaciones de transporte.
- Mejora en la seguridad vial
El uso de gemelos digitales permite evaluar la ubicación óptima de paneles de mensajería variable, sensores de climatología y cámaras de vigilancia. También facilita la simulación de situaciones de riesgo, como la conducción en sentido contrario, permitiendo el desarrollo de sistemas de detección y respuesta más eficaces.
- Infraestructura para vehículos autónomos y conectados
Para garantizar la conectividad de vehículos autónomos en carreteras y autopistas, es fundamental una adecuada distribución de antenas 5G. Mediante gemelos digitales, es posible optimizar su ubicación para garantizar la cobertura con el menor número de dispositivos y sin incurrir en costes adicionales, asegurando una comunicación estable y segura para estos vehículos.
- Validación de diseño y construcción
Antes de iniciar una obra, un gemelo digital permite analizar aspectos críticos como la visibilidad en cambios de rasante, la ubicación óptima de señales de tráfico o la distribución de carriles. Esto evita errores costosos y facilita la toma de decisiones en la fase de diseño, asegurando que la infraestructura cumpla con los estándares de seguridad y eficiencia.
- Simulación de escenarios para gestión de emergencias
Los gemelos digitales permiten recrear accidentes de tráfico y otros eventos para analizar la respuesta de los sistemas de seguridad y emergencia. Esto ayuda a optimizar los tiempos de reacción y evaluar la eficacia de protocolos de evacuación o asistencia en carretera.
Beneficios clave del gemelo digital en infraestructuras
- Mejor toma de decisiones: La integración de datos en tiempo real permite decisiones basadas en información precisa y actualizada.
- Eficiencia operativa: Optimización de recursos y reducción de costes en mantenimiento y gestión.
- Seguridad mejorada: Simulación de escenarios de riesgo para fortalecer medidas preventivas.
- Reducción de riesgos y errores: Identificación de fallos potenciales antes de ejecutar proyectos o cambios.
- Optimización del diseño y planificación: Evaluación previa de proyectos para minimizar impactos negativos y mejorar la eficiencia de las infraestructuras.
Conclusión
El uso de gemelos digitales en infraestructuras representa un cambio significativo en la forma en que se diseñan, gestionan y optimizan los activos físicos. Su capacidad para simular y predecir escenarios reduce incertidumbres y mejora la eficiencia operativa.
La digitalización del sector infraestructural avanza rápidamente, y la implementación de esta tecnología será clave para mejorar la movilidad, la seguridad y la sostenibilidad en los próximos años.
