Autoras | Esther Fuldauer, Raquel C. Pico
Hay una nueva expresión de moda en las ciudades inteligentes: gemelo digital. Los gemelos digitales han adquirido una gran relevancia, pero no son nuevos. Dieron sus primeros pasos a comienzos del nuevo siglo, aunque es ahora cuando han comenzado a transformarse en una solución económicamente asumible gracias al Internet de las Cosas.
La tecnología detrás de un gemelo digital
Nacidos como soluciones empresariales para recrear entornos reales usando modelos 3D, fueron utilizados para probar, planificar y monitorizar diversos aspectos de una ciudad antes de su realización. Sensores, análisis de datos, IA, aprendizaje automatizado y drones proporcionan información en tiempo real, dando vida a estos modelos digitales que han evolucionado para convertirse en representaciones complejas de sus réplicas físicas. Ya no son objetos asilados, sino sistemas completos de un ecosistema interconectado.
Los gemelos digitales son una pieza más de la integración de la tecnología en las ciudades. Las smart cities emplean big data y se integran en la cuarta revolución industrial con herramientas punteras que les permiten comprender mejor su contexto y afinar su urbanismo.
¿Para qué sirve un gemelo digital?
Una de las fantasías recurrentes del ser humano es contar con una visión directa de qué le traerá el futuro. Lo ha explorado en la ciencia ficción y le ha llevado a confiar en toda clase de soluciones y creencias a lo largo de los siglos. El gemelo digital en la smart city permite justo esto, de forma fiable, segura y basada por completo en datos. Es el testigo constante del estado de las cosas, pero también de lo que podría ocurrir en el futuro, desde el más cercano al más lejano.
Beneficios para las smart cities
En el campo de las ciudades inteligentes, un gemelo digital es un modelo virtual de una ciudad, una réplica del mundo real. De forma reciente (y a gran velocidad) se han estado convirtiendo en herramientas indispensables para visualizar el pulso de la ciudad en tiempo real, generando capas de información procedentes de fuentes de datos de edificios, infraestructura urbana, servicios públicos, negocios y movimientos de personas y vehículos.
Como apuntan en un estudio conjunto de investigadores de las universidades australianas y emiratíes, “permiten la identificación de fallos en los procesos, la simulación de escenarios inesperados y en análisis de reacciones del sistema para una mitigación efectiva de los riesgos”. Si pudiéramos poner a prueba cualquier nueva iniciativa sobre un modelo virtual antes de implementarlo, seríamos capaces de reducir los costes y el riesgo de fracaso en el mundo real.
Este proceso de testeo y prototipado digital puede mejorar drásticamente la resiliencia de una ciudad, mientras que su capacidad para proporcionar información en tiempo real en situaciones hipotéticas de emergencia permite a los planificadores dedicar recursos, crear estrategias de operaciones y optimizar el tráfico, lo que a su vez repercute positivamente en otros sistemas urbanos. Un buen ejemplo de ello sería su uso por parte de los servicios de urgencia como los bomberos. En caso de incendio, podrían tener acceso a un modelo 3D del edificio. Con la ayuda de realidad aumentada e IA, los bomberos podrían saber dónde están las personas a rescatar y cómo predecir el comportamiento del fuego.
El gemelo digital de una ciudad inteligente va más allá de la sensorización de modelos 3D, convirtiéndose en una plataforma urbana para el desarrollo de aplicaciones que pueden servir a numerosos usuarios. Las ciudades pueden ser más democráticas al proporcionar una visión de sus carencias en cada comunidad, mejorando su entorno y servicios. Con la ayuda de los datos abiertos y el desarrollo de interfaces de programación de aplicaciones (API), cualquiera con los permisos adecuados puede acceder y desarrollar aplicaciones para la plataforma, creando soluciones de abajo arriba.
Casos de éxito en gemelos digitales urbanos
Uno de los casos de éxito destacados en uso de gemelos digitales en smart cities es Virtual Singapore, un proyecto supervisado por Dassault Systémes utilizando su plataforma 3DEXPERIENCE para la ciudad de Singapur. El proyecto ofrece cuatro posibilidades de uso a sus gestores: experimentación virtual, prueba de conceptos, capacidad de tomar de decisiones e investigación y desarrollo. Otro es el de Helsinki, que emplea un gemelo digital para estimar la sostenibilidad de las construcciones antes de lanzarse a desplegarlas. Rotterdam ha integrado un gemelo digital en su prevención de inundaciones y Seul en la proyección de desplazamientos urbanos.
En otros casos, los gemelos digitales se integran ya en la propia creación urbana. Es lo que ocurre en Amaravati, la capital de estado indio Andhra Pradesh. Esta ciudad inteligente será la primera urbe nacida con un gemelo digital. El prototipo inicial 3D de la ciudad fue generado utilizando el software Smart World Pro de Cityzenith. “Todo lo que suceda en Amaravati será previamente convertido en un escenario digital para optimizar sus resultados, y ajustado sobre la marcha para poder seguir el ritmo de la situación. Esto representa un enorme paso adelante para las ciudades, cómo son diseñadas, construidas y gestionadas, y cómo optimizan sus relaciones con el sector privado y con sus propios ciudadanos”, explica Michael Jansen, consejero delegado de Cityzenith.
Una herramienta más presente en las ciudades inteligentes
Estos ejemplos son solo la punta del iceberg en una presencia cada vez mayor y más completa de la tecnología de gemelo digital en la smart city. Las ciudades inteligentes lo han integrado como una pieza fundamental en su digitalización. Si en 2018 Gartner consideraba a los gemelos digitales como una de las grandes tendencias tecnológicas del año, ahora es ya algo conocido y asentado. Tanto es así que el mercado de city digital twin movió en 2024 7.200 millones de dólares en todo el mundo y moverá en 2033 48.600, según las estimaciones de Market Intelo. El crecimiento de la población urbana y la necesidad de una gestión urbana sostenible están impulsando su penetración en el mercado.
Todo esto encaja, además, con las necesidades de establecer patrones que permitan un futuro sostenible y conectado para los entornos urbanos. Las ciudades inteligentes quieren ser más verdes, más respetuosas con las personas o más resilientes. El gemelo digital urbano les permitirá lograrlo.
Preguntas frecuentes sobre los gemelos digitales de las ciudades
En resumen, estas podrían ser las preguntas clave sobre los gemelos digitales en la smart city
¿Qué es un gemelo digital?
Un gemelo digital de una smart city es una réplica virtual de la ciudad real: es como un espejo digital de lo que ocurre en la urbe y de sus características. Esto permite replicar en tiempo real qué está pasando y realizar complejos análisis partiendo de esos datos.
¿Cuáles son sus principales beneficios?
Los beneficios de los gemelos digitales son múltiples, porque permiten adelantarse a prácticamente cualquier situación. Más allá de permitir ver qué ocurriría en diferentes hipótesis, ayudan a tomar decisiones correctas, mejoran la eficiencia, reducen costes (porque se evita tomar caminos que no ofrecerán buenos resultados) o ayudan a comprender puntos fuertes y débiles en el entramado urbano.
¿Cómo mejoran la planificación urbana los gemelos digitales?
El 60% de la inversión en tecnología de gemelos digitales urbanos se va ya a planificación urbana y gestión de infraestructuras. Es una constatación de su poder para mejorar estas áreas. Al simular posibles escenarios, permite controlar todas las variedades y adelantarse a los problemas, así que como tomar mejores decisiones.
¿Qué presencia tienen ya en las smart cities?
Los mercados de Norteamérica y Asia Pacífico son los que lideran la inversión en estas herramientas, pero su presencia va en progresivo aumento a nivel global.
¿Cuáles son los retos de los gemelos digitales en las smart cities?
Aunque su potencial es muy elevado, tampoco se debe perder de vista sus potenciales riesgos y retos. Las voces críticas advierten sobre la falta de transparencia sobre estas tecnologías y sus usos, así como los potenciales riesgos en privacidad o gobernanza (al convertir a la smart city en un jardín cerrado tecnológico). “La consideración más importante no es qué hace la tecnología, sino a quién se lo hace y para quién lo hace”, le decía a El País el arquitecto e investigador Pau Olmo.
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