¿Por qué los gemelos digitales son fundamentales para las Smart Cities?

Con el crecimiento y auge en la adopción de tecnologías basadas en IoT, los gemelos digitales han ido ganando popularidad e implementación en muchas industrias, y se han convertido en un elemento indispensable en las ciudades inteligentes. Ya sea en la planificación urbana o la optimización de los recursos, permiten la simulación de planes antes de implementarlos, anticipando problemas antes de que se conviertan en realidad.

La utopía de vivir en una ciudad alimentada por datos inteligentes que puedan prever la congestión del tráfico, el mal funcionamiento de alguna estructura o la llegada de una catástrofe medioambiental es ya una realidad. ¡Te contamos todos los detalles!

Importancia de los gemelos digitales en las Smart Cities

Las ciudades inteligentes se han posicionado como la solución perfecta para atajar los problemas medioambientales y sociales surgidos tras la rápida urbanización de los últimos años. Son el camino que seguir para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos, a la par que conseguir un modelo de ciudad más sostenible.

Una replica como el gemelo digital, que se actualiza constantemente con datos de su gemelo físico, permite a los usuarios analizar datos, supervisar sistemas y realizar simulaciones como si hicieran con el real. Es un planteamiento que surge del sector del manufacturing, ya que permite probar un activo nuevo sin el riesgo de que falle durante la prueba del activo físico. Hoy sus aplicaciones van desde probar nuevos diseños o espacios, realización de diagnósticos sanitarios, concesión de accesos a espacios públicos para residentes o permitir una gestión más eficaz de las ciudades, entre otras muchas.

En el contexto de las ciudades inteligentes, los gemelos digitales recogen continuamente información del entorno mediante sensores, drones y dispositivos móviles, así como de los vehículos, edificios, infraestructuras o personas. A ello se le añaden datos ingeridos por el IoT, que se complementan con el uso de IA y análisis avanzados.

Estas tecnologías son capaces de procesar datos estáticos, históricos y sintetizados de forma casi inmediata para, así, proporcionar información valiosa sobre el rendimiento de la ciudad. Por ello, un digital twin actúa como un acelerador de estas estrategias, y que permite a las organizaciones del sector público identificar perspectivas y conexiones de forma más eficaz, así como ofrecer mayor confianza.

Las ciudades que sean capaces de aprovechar esta tecnología y aprovechar los beneficios serán las que más prosperen. Dejar a un lado el enfoque tradicional sobre el diseño de las mismas aporta grandes beneficios, como la posibilidad de comparar el diseño virtual con mapas inteligentes impulsados por análisis geoespaciales. Así se pueden visualizar, procesar y analizar datos georreferenciados múltiples, grandes y complejos. El gemelo digital cambia dinámicamente en tiempo real a medida que cambie el estado del objeto físico, lo que ahorra tiempo y aumenta la capacidad de reacción.

Beneficios de los gemelos digitales en las Smart Cities

Los digital twins optimizan la planificación, las operaciones, las finanzas, la toma de decisiones a la hora de reducir las emisiones de carbono o la construcción de grandes proyectos en una forma única y sencilla.

Los usuarios pueden beneficiarse del ahorro de costes, aumento de la productividad y modelos más respetuosos con el medio ambiente. Se pueden simular riesgos creados por catástrofes naturales para construir un entorno más resistente y sostenible. Además, poner en marcha el mantenimiento preventivo de los activos físicos o redes urbanas para minimizar el tiempo de inactividad o problemas de funcionamiento.

Planificar desde ya el rápido crecimiento urbano al que nos vamos a enfrentar durante los próximos años va a ser crucial para el buen funcionamiento de las ciudades, ya sea desde el transporte público o la seguridad de los comerciantes, hasta los edificios residenciales. Los gemelos digitales dan una mejor información para evaluar los riesgos y oportunidades de proyectos a gran escala. También son una potente herramienta para facilitar el acuerdo entre el sector público, el privado, la sociedad y los responsables políticos.

La capacidad de simular escenarios y traducir los datos en ideas valiosas a través de una representación virtual del mundo real hace que se mejore la formulación de políticas y servicios, así como la capacidad de mostrar la buena gobernanza y creación de valor para las comunidades.

Gemelos digitales y sostenibilidad

Los países en desarrollo se enfrentan al proceso de urbanización más rápido de la historia, por lo que la necesidad de crear unidades residenciales asequibles a gran escala y zonas urbanas totalmente equipadas es enorme. Además de la necesidad de desarrollar estas zonas residenciales, los factores de sostenibilidad, mejora de la calidad de vida de los ciudadanos y preservación del patrimonio natural, social y local son cruciales en la actualidad. Además, los recursos y el tiempo son limitados, por lo que hay que encontrar soluciones eficientes para resolver este reto global.

Para hacer frente a estos retos, hemos colaborado con Heijmans, una de las empresas de construcción más importantes de Europa, en la creación de un “centro de mando” que permite controlar, supervisar y analizar todos los dispositivos y activos del país, con el objetivo de mejorar el flujo del tráfico y el mantenimiento de las infraestructuras.

Hemos utilizado los servicios Azure Digital Twins para tener una representación virtual o ecosistema IoT. Este servicio nos ha permitido modelar localizaciones, dispositivos y las relaciones entre ellos para construir el grafo espacial.

Toda la información recogida se puede visualizar en la web que muestra un mapa (usando Azure Map) en el que se ve la calle especificada, además de los diferentes iVRIs en sus ubicaciones con información asociada (errores, incidencias, metadatos…). También tiene otras opciones, como gráficos de Power BI y datos almacenados. Las notificaciones por correo electrónico se realizan a través de Azure SendGrid, y se activan cuando se producen determinados eventos, como errores de señal en los dispositivos.

Por otro lado, hemos puesto especial énfasis en la seguridad, implementando software que testea automáticamente errores, vulnerabilidades y otros posibles problemas que puedan amenazar el proyecto, desde el cifrado de bases de datos hasta la definición de flujos de autenticación, certificados de seguridad, etc.

El resultado es una arquitectura en la nube altamente escalable utilizando AKS, que ingiere más de 25 tipos diferentes de sensores. Actualmente gestionamos 40.000 dispositivos y estamos añadiendo más constantemente, con un plan para alcanzar los 150.000 dispositivos este año.

Creando las estructuras del futuro

Los actuales procesos de diseño urbano están encontrando numerosos obstáculos a la hora de considerar los valores medioambientales y de crecimiento, lo que obliga a replantearse los modelos de desarrollo urbano. Además, nos encontramos en un momento en el que muchas industrias están viendo cómo la digitalización les aporta numerosas ventajas competitivas, además de ahorrar tiempo y costes y mejorar la seguridad.

Las ventajas de utilizar Digital Twin son tan numerosas que revolucionarán el sector industrial. Podemos disponer de un modelo fiel a la realidad sobre el que realizar pruebas sin poner en riesgo el sistema de infraestructura replicado, diseñar nuevos escenarios y observar su comportamiento ante las variantes que introduzcamos, mejorar la productividad de una forma más ágil, predecir posibles cambios y anticiparnos a fallos o problemas…

Gracias a este sistema de monitorización digital inteligente, podemos medir la carga y el rendimiento en tiempo real del edificio/espacio público/puente a estudiar y analizar su situación concreta para asegurarnos de que la instalación es segura y funcionará perfectamente, así como predecir cuál será su vida útil de forma realista. Ahora podemos saber en todo momento cuál es el estado de nuestra construcción gracias a la gran cantidad de datos que recibimos a través de los sensores instalados, lo que nos permite tomar decisiones y planificar el mantenimiento, así como programar adecuadamente las inversiones en base a hechos concretos.

Estamos inmersos en la llamada Industria 4.0, que hace modelos como Digital Twins, integrando IA, Machine Learning, Big Data y redes espaciales. Estamos creando una cultura empresarial basada en la mejora continua y la innovación constante en áreas antes impensables. Gracias al IoT, esto es una realidad, y todos los sectores verán cómo esta transición les reportará importantes beneficios.

Te ayudamos a enfrentar los retos urbanísticos actuales para que puedas sacar el máximo partido de los datos digitales y optimizar la toma de decisiones. ¡Contáctanos!