En un momento en el que la sostenibilidad y la resiliencia de las infraestructuras para la gestión de aguas y residuos son aspectos prioritarios, la tecnología de gemelos digitales se presenta como una excelente solución para aumentar la eficiencia de estas instalaciones y optimizar recursos.
La utilización de gemelos digitales es especialmente útil en la construcción de sistemas de canalización, donde, por la envergadura de la obra y la importancia de su fin -garantizar el acceso a agua potable y la salud pública-, no se pueden admitir errores.
En PipeLoc, siempre apostamos por la innovación, por eso, abrazamos esta nueva tecnología para crear réplicas digitales, sobre todo, en instalaciones singulares donde las redes de saneamiento o toda la obra civil responden a condiciones fuera de lo común.
Qué son los gemelos digitales
Los gemelos digitales reproducen las características y comportamientos de productos, procesos o sistemas; se utilizan para generar simulaciones a partir de diferentes datos que se recogen del mundo real. No hay que confundirlos con la realidad virtual, donde el usuario experimenta una simulación de una situación real; aquí se trata de experimentar en un entorno digital a partir de datos y situaciones reales, el objetivo es obtener información para tomar mejores decisiones.
Estas réplicas pueden limitarse a un componente del sistema u objeto (gemelos de componentes), a varios componentes (gemelos de activos), al sistema en su conjunto (gemelos del sistema) o incluso a un entorno digital completo que proporcione información sobre cómo se comporta cada componente dentro del sistema (gemelos del proceso).
En cualquier caso, el funcionamiento de los gemelos digitales es el mismo: se replican digitalmente las funciones, características y comportamiento de la entidad; a través de un software que integra diversas tecnologías, se cruzan y recopilan una cantidad masiva datos de la entidad física y se analizan diferentes escenarios; luego se genera una representación en tiempo real, que puede abarcar el ciclo de vida completo, para ver cómo afectan esos escenarios a la réplica digital.
Según la fase de creación en la que se encuentre el elemento que se quiere reproducir, existen diferentes tipos de gemelos digitales: los prototipos que permiten ver cómo sería el producto físico antes de su producción; las “instancias gemelas digitales”, que replican un producto y utilizan el gemelo para realizar pruebas en distintos escenarios; y los “agregados de gemelos digitales” , que utilizan los datos que se han recopilado previamente de una entidad física para predecir su comportamiento.
La tecnología de los gemelos digitales es una mezcla de distintos avances tecnológicos como el análisis de datos masivo, inteligencia artificial, internet de las cosas (para recolectar datos en tiempo real) o machine learning, entre otros
Cómo se utilizan los gemelos digitales en gestión hidráulica
Esta tecnología todavía es bastante nueva, pero está claro que las posibilidades de los gemelos digitales en la gestión de aguas y residuos son enormes. Los expertos estiman que, en un futuro no muy lejano, las grandes urbes podrán confiar en gemelos digitales para monitorizar y optimizar los sistemas de distribución de agua, incluidas las canalizaciones de las redes de saneamiento y drenaje que utilizan nuestras tuberías PVC.
Un ejemplo reciente de caso de éxito es el gemelo digital de una estación de bombeo que ha desarrollado la Technical University de Berlín. Esta réplica integra datos clave del diseño, operatividad y mantenimiento de su homólogo físico, un centro fundamental para mantener un nivel hídrico estable en las canalizaciones, garantizar el suministro de agua o gestionar las aguas residuales y pluviales de la capital alemana.
En este caso, el gemelo digital se utiliza principalmente para detectar incidencias y reaccionar antes de que se conviertan en un problema grave; además, el equipo de la TU utiliza esta réplica digital para experimentar, todos los días prueban nuevas soluciones y tecnologías para mejorar la gestión del agua sin el coste que supondrían las pruebas físicas.
Ventajas de los gemelos digitales en sistemas de canalización
La monitorización en remoto de los sistemas de saneamiento a través de gemelos digitales permite cubrir todas las redes e infraestructuras al detalle, desde las tuberías PVC de las canalizaciones hasta cada interruptor de la planta depuradora.
Agilización de todos los procesos
Si se produce una incidencia, se activan automáticamente mecanismos de respuesta, lo que supone un ahorro de tiempo muy valioso en caso de emergencia. Pero la agilización de los procesos no es exclusiva de las emergencias, sino que afecta a todo el ciclo de vida de las instalaciones: desde su concepción hasta su desmantelamiento.
Uno de los principales beneficios de los gemelos digitales es que aumentan la eficiencia de los productos o sistemas, puesto que se puede saber, incluso antes de desarrollarlos, qué características deben tener para ser su mejor versión.
Capacidades predictivas
Los gemelos digitales integran análisis de datos y aprendizaje automático que se traduce en predicciones más acertadas sobre las capacidades de las redes de saneamiento. Ofrecen información sobre cómo es el comportamiento del sistema en distintos escenarios, de modo que permite ver cuáles son las vulnerabilidades y áreas de mejora.
Del mismo modo, los gemelos digitales son una de las últimas innovaciones en mantenimiento de tuberías y otros elementos de los sistemas de mantenimiento; suponen una auténtica revolución para el mantenimiento preventivo.
Optimización de recursos y mayor rendimiento
En definitiva, los gemelos digitales aplicados a la gestión del agua y los residuos nos permiten disponer de mejores sistemas e infraestructuras. Son laboratorios para el diagnóstico y la buena salud de las redes de saneamiento: permiten ver cuáles son sus puntos débiles y averiguar más rápido cómo mejorarlas.
