Los gemelos digitales son réplicas virtuales de objetos, sistemas o procesos físicos. Se utilizan para simular el comportamiento de estos objetos en el mundo real, lo que puede ayudar a mejorar su rendimiento, reducir los costos y prevenir los fallos.
En condiciones extremas, los gemelos digitales pueden permitir simular procesos que resultan peligrosos o prohibitivamente costosos de manera que se cubran todos los frentes en el modelo antes de aplicar las acciones a la situación real.
Como los gemelos digitales se crean combinando datos del mundo real (provenientes de sensores, sistemas de control y registros históricos) con modelos informáticos (que pueden ser modelos físicos, modelos de comportamiento o modelos de aprendizaje automático), la capacidad de cómputo que demandan es la definición de colosal.
Ahora que la tecnología ha hecho más asequible la infraestructura de cómputo necesaria para manejar estos grandes volúmenes de datos, los gemelos digitales están ganando popularidad en una variedad de renglones, incluyendo la industria, la energía, la atención médica y la exploración espacial.
Ejemplos de gemelos digitales
Un ejemplo sencillo pero sumamente ilustrativo de lo que es un gemelo digital es algo que probablemente llevas en tu bolsillo: Google Maps es un gemelo digital de la superficie de la Tierra, pues vincula datos en tiempo real sobre el tráfico para ayudar a optimizar tus viajes.
Ese es apenas el comienzo, los gemelos digitales se pueden utilizar para una variedad de propósitos, incluyendo -como mencionábamos- la simulación de productos y procesos, pero pasando por la optimización de sistemas y llegando a la predicción del comportamiento de productos, procesos y sistemas.
Una fábrica puede utilizar un gemelo digital de una planta de producción para simular su comportamiento de bajo diferentes condiciones. En lugar de parar la planta para hacer pruebas, este recurso podría ayudar a la empresa a identificar y corregir los problemas antes de que ocurran.
Una empresa de energía puede utilizar un gemelo digital de una red eléctrica para predecir la demanda y optimizar la distribución de energía. Esto puede ayudar a la empresa a reducir los costos y mejorar la confiabilidad de la red.
En la industria naviera, un gemelo digital puede simular el rendimiento de la nave sin necesidad de probarla en el mundo real. En casos de rescate de buques a la deriva, sumergidos o parcialmente sumergidos, el uso de gemelos digitales permite acceso a toda la información de un buque, desde el rendimiento del motor hasta la integridad del casco, de manera que se pueda determinar en dónde aplicar las fuerzas y si la estructura resistirá o no el proceso para reflotar la embarcación.
La NASA utiliza gemelos digitales para probar sus equipos en un entorno virtual, y SpaceX usó un gemelo digital de la cápsula Dragon para monitorear y ajustar trayectorias, cargas y sistemas de propulsión con el objetivo de maximizar la seguridad y la confiabilidad durante el transporte.
En el futuro, el uso de gemelos digitales de pacientes reales podría simular el tratamiento de una enfermedad y, esperan los defensores de la tecnología, probar ser determinante en la investigación de curas contra enfermedades como el cáncer o el Sida.
Potencial para Colombia
Colombia tiene mucho que ganar con la adopción de esta tecnología. La industria offshore, en particular, en la que se involucran varios sectores y actividades en alta mar, como la extracción de petróleo y gas, generación de energías renovables y servicios marítimos, busca innovar implementando prácticas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, como la reducción de emisiones de carbono, minimizar los derrames de petróleo y mejorar el monitoreo y protección de la vida marina.
Los gemelos digitales se están convirtiendo en una respuesta oportuna para este sector, por la alta precisión de los datos que se obtienen. Sin embargo, su implementación representa grandes desafíos, ya que estas operaciones se llevan a cabo en condiciones extremas por la naturaleza del sector.
“Con el uso de gemelos digitales como innovación en este sector no sólo se verá reflejado con el ahorro de gastos en las operaciones por la precisión del manejo de datos, también, su uso podría inspirar a otras organizaciones para tomar el mismo camino, el entusiasmo de los inversores y acelerar la adopción y el desarrollo de esta tecnología, y llegar a prácticas más sostenibles que beneficie al planeta”. --Jorge Banharo, líder de la vertical de Energy & Resources, de TCS Latinoamérica.
Un buen ejemplo del uso de esta tecnología es el mantenimiento de plataformas petrolíferas offshore monitorizadas remotamente con gemelos digitales gestionados a través de Tata Consultancy Services.
Con datos reales de la operación, y con información de todas las piezas en uso, reduce el mantenimiento de una estructura que se encuentra a cientos de kilómetros de la costa en un puerto.
Esta solución futurista, asegura la empresa, dirigirá hacia la optimización de los planes de perforación a través de simulaciones, lo que reducirá el tiempo de perforación de pozos, la huella de carbono y mejorará el ROI de las organizaciones y sus clientes.
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