Gemelos Digitales de Edificios: innovación tecnológica y digital para la gestión y mantenimiento
Maider Alzola Robles
Directora de edificios e infraestructuras
Tecnalia
1. CONTEXTO Y RELEVANCIA DEL GEMELO DIGITAL
En un entorno donde los retos ambientales cada día son mayores, donde cada día las empresas tienen mayores dificultades para encontrar talento, y el usuario cobra más relevancia, los gemelos digitales para la gestión de edificios e infraestructuras se presentan como un conjunto de tecnologías que permiten dar respuestas a estos grandes retos.
Desde el punto de vista ambiental nos encontramos ante el gran desafío de reducir las emisiones un 55% para el 2030 y alcanzar la neutralidad en carbono en 2050, tal y como recoge el Pacto Verde Europeo, así como el cumplimiento de los ODS enmarcados en la Agenda 2030.
Pero la trayectoria de la economía actual no está alcanzando los objetivos medioambientales marcados. Por ello, es necesario realizar un cambio radical del sistema económico hacia uno más sostenible alineado con las necesidades del planeta. Para ello, se crea desde la Unión Europea, la Taxonomía verde en el contexto del Plan de Acción sobre Finanzas Sostenibles, con el objetivo de alcanzar los ODS.
La incorporación de diferentes tecnologías para la generación energética, almacenamiento, seguridad, control de accesos, maquinaria inteligente, entre otras, supone la generación de gran cantidad de señales y datos, que se emplean para el control y la actuación por parte de diferentes softwares de control.
Por otro lado, los usuarios de los edificios son un agente clave tanto en la gestión y operación ya que su experiencia de usuario desde el punto de vista del confort, la seguridad, la habitabilidad o la accesibilidad en el sentido más amplio, son variables que deben ser tenidas en cuenta para una adecuada gestión por parte de las empresas.
En este contexto, parece complicado dar respuesta a estos retos, que requieren de un análisis constante de datos que proporcionen reportes y directrices de intervención constante, con los medios disponibles hace tres décadas. La mejora de las redes de comunicación, la diversidad de tecnologías para la captura de datos, la capacidad de almacenamiento de datos, el avance en la simulación y en la automatización de procesos de aprendizaje y razonamiento, permiten alinear la tecnología con las necesidades del contexto actual, para poder dar respuesta a los citados retos.
El gemelo digital del edificio emerge como una oportunidad, donde las diferentes tecnologías digitales se combinan y orquestan para poder optimizar el uso de los recursos, reducir los residuos, las emisiones y los riesgos, así como mejorar la experiencia del usuario. Tecnologías emergentes como la IA, la IoT y la computación en la nube, la capacidad de realizar simulaciones complejas y el aprendizaje automático permitirán predecir el comportamiento del edificio y los usuarios y facilitar la toma de decisiones para la optimización en el rendimiento de los activos.
El objetivo del presente artículo es exponer la experiencia de este centro en relación con el desarrollo de los gemelos digitales desde una doble perspectiva, por un lado, en el ámbito de la investigación como centro tecnológico y por otra la experiencia propia aplicada a las infraestructuras de la organización.
2. DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
En los años 80, la NASA fue una agente clave en el desarrollo de este concepto y la tecnología en la que se fundamenta. Después del incidente del Apolo 13 en 1970, se desarrollaron modelos y simulaciones para sus naves y equipos de forma que les permitió probar soluciones a problemas en tiempo real.
Sin embargo, no fue hasta la década de 1990, cuando el termino de gemelo digital aparece. La primera mención fue en el libro “Mirror Worlds” de David Gelernter en 1991. No obstante, no se popularizó hasta 2002, cuando el Dr. Michael Grieves, un profesor de la Universidad de Michigan, lo aplicó a la fabricación durante una conferencia sobre la gestión del ciclo de vida del producto (PLM).
En este contexto, el sector de la construcción también se ha beneficiado de esta transformación digital, aunque no tan rápido como en otros sectores. En los años 80 y 90, el uso de software de diseño asistido (CAD) revolucionó el sector de la arquitectura y la ingeniería. Esto permitió una mayor precisión y eficiencia en los diseños de edificios e infraestructuras, y las diferentes soluciones constructivas, estructuras e instalaciones.
A partir de los 2000, el Modelado de Información de Construcción (BIM) se convirtió en una herramienta esencial. La metodología BIM permite la creación de modelos digitales tridimensionales, con información detallada sobre cada parte, objeto o sistema del modelo, favoreciendo la colaboración entre diferentes equipos de trabajo y mejorando la detección de posibles conflictos en la fase de diseño. En definitiva, una base fundamental para trabajar en el concepto del gemelo digital del edificio.
Atendiendo a lo anteriormente expuesto, el gemelo digital de un edificio es un modelo virtual que refleja con información detallada cada uno de los procesos y elementos que lo constituyen tanto desde el punto de vista geométrico como semántico, al que además se le incorporan datos históricos y datos en tiempo real que pueden captarse mediante sensores u otras fuentes de datos. Esta información vinculada a la réplica virtual del edificio, permite conocer el comportamiento del mismo y de cada una de sus partes en cada momento, así como operar en tiempo real.
La monitorización de diferentes parámetros, el almacenamiento de datos y análisis de los mismos tanto en su comportamiento histórico como en tiempo real, permite a su vez tomar decisiones informadas, para la actuación o planificación de intervención en diferentes partes o instalaciones del edificio.
La información relativa al comportamiento real del edificio permite contrastar y calibrar los modelos disponibles de diseño, ajustando los mismos para una optimización del uso o de diseños futuros.
A su vez, todo este compendio de datos permite simular y predecir situaciones futuras en función de la generación de diferentes escenarios hipotéticos. Estos pueden ser empleados para la toma de decisiones en la operación del edificio, por ejemplo, en función de la predicción del tiempo, o del grado de ocupación, es posible definir cuál es la operación más adecuada de los sistemas de climatización. Por otro lado, el gemelo digital puede ayudar en la evaluación del impacto de los cambios de distribución y verificar como estos pueden afectar a las medidas de seguridad, evacuación, climatización u otros aspectos del edificio, e incluso se pueden llegar a hacer valoraciones económicas previas de diferentes escenarios.
En definitiva, el uso de un amplio conjunto de tecnologías enmarcadas y orquestadas bajo el concepto de Gemelo Digital supone un importante beneficio para gestores y mantenedores de activos. Algunos de los beneficios principales del uso del gemelo digital en el ámbito del ciclo de vida de los edificios son los siguientes:
- Monitorización en tiempo real
- Mantenimiento predictivo
- Optimización de operaciones
- Optimización del uso de recursos
- Planificación y simulación
- Mejora colaborativa
- Mejora experiencia del usuario
3. ESTADO DE LA TECNOLOGÍA
Como se ha descrito en apartados previos el gemelo digital se compone de un modelo virtual, conectado al modelo físico mediante diversa tecnología de captura de datos y procesado de estos, para la obtención de información, que se conecta con los diferentes modelos de cálculo para optimizar y predecir su comportamiento, y poder operar de forma automática.
Uno de los principales elementos en los que se basan los gemelos digitales son los modelos tridimensionales que permiten entender el activo real. En este punto debemos diferenciar entre los modelos de edificios nuevos o los de edificios existentes.
En el caso de obra nueva en España, desde diciembre de 2018, es obligatoria la incorporación de la metodología BIM en la contratación pública de la Administración General del Estado y sus organismos dependientes para licitaciones públicas de edificios y desde julio de 2019 para infraestructuras.
Desde entonces es una exigencia que se desarrolla en la fase de diseño y as-built en las inversiones públicas y en algunas iniciativas privadas. Se trata fundamentalmente de modelos tridimensionales con información detallada de las diferentes partes de los activos y algunas veces conectadas a las herramientas de diseño de estructuras o instalaciones térmicas y eficiencia energética. Sobre esta base se van conectando servicios de recogida de datos, principalmente los vinculados al ámbito energético, sin embargo, el procesado de estos y la conexión a los modelos y sus simulaciones es un trabajo aun en desarrollo.
Respecto a los edificios existentes, la situación aún es más compleja. Son pocos los modelos tridimensionales disponibles, más aún con la información de los diferentes componentes. En la actualidad se está trabajando con el levantamiento a través de las nubes de puntos y explorando tecnologías de visión para la automatización de la captura de la realidad existentes y la generación automática de la geometría general de los edificios y los diferentes componentes presentes en los mismos.
Los BEMS (Building Energy Management Systems), son herramientas disponibles en la actualidad con un papel muy importante en la evolución hacia un sistema energético más integrado y sostenible. Su foco principal ha sido la optimización del consumo y la reducción de costes. Es en este ámbito donde se está trabajando en la captura y procesado de datos aplicando diversas técnicas de IA, así como otras tecnologías, para un uso seguro y eficiente de las mismas como la ciberseguridad. Sin embargo, son sistemas que no utilizan ni se vinculan a los modelos de diseño o modelos “Asbuilt”, para poder mejorar y optimizar los mismos. Si es cierto que , empieza a haber algunos desarrollos enfocados a la mejora de la interoperabilidad entre las herramientas de gestión energética y modelos tridimensionales para avanzar en la mejorara de la gestión de la operación y el mantenimiento de los edificios.
Por otro lado, los GMAOs (Gestión de Mantenimiento Asistida por Ordenador), son herramientas clave para los gestores de los edificios en este ámbito, pero en la mayor parte de los casos se encuentran desvinculadas de las anteriores. Hay proyectos que están trabajando en esta interoperabilidad, sin embargo, actualmente son pocos los casos de éxito en los que existe una integración entre estos sistemas y los modelos disponibles de los edificios.
Por tanto, como conclusión del estado de la tecnología, se puede afirmar que hay diferentes aproximaciones y grados de madurez en la integración de las diferentes herramientas básicas en la gestión y operación de los edificios y que se pueden emplear en las diferentes fases del ciclo de vida del activo.
Entre los diferentes retos se encuentran la interoperabilidad entre las diferentes herramientas, la estandarización, la optimización de la gestión de los datos y su explotación, la seguridad del dato, para lo cual el desarrollo de diferentes tecnologías como la hiperautomatización (HPA), la IA, el ML, la ciberseguridad, la realidad virtual y aumentada y otras permitirán avanzar en este camino, que sin duda contribuirá a acercarnos más al cumplimiento de los retos globales
4. APLICACIÓN PRÁCTICA EN TECNALIA
4.1. Descripción del caso:
TECNALIA es el mayor centro de investigación aplicada y desarrollo tecnológico de España. Cuenta con un equipo de más de 1.500 personas y más de 90 laboratorios distribuidos en los diferentes polos en los que se encuentra, laboratorios acreditados por distintos organismos para la evaluación y certificación, así como soporte a los equipos de I+D+i.
Se cuenta con 12 infraestructuras en propiedad y 3 de alquiler, en España y principalmente en País Vasco, y con un importante plan de inversiones para el próximo ciclo estratégico.
De la superficie de trabajo, se puede estimar que el 50% de la misma está destinada a uso de oficinas y otro porcentaje equivalente a laboratorios de diferente naturaleza, con diferente intensidad de uso y de diferentes disciplinas de aplicación como laboratorios químicos, de farmacia, eléctricos, hidrógeno, fuego, construcción y para energías renovables entre otros.
La acreditación de los diferentes laboratorios por entidades nacionales e internacionales conlleva unos requerimientos de funcionamiento muy exigentes y heterogéneos. Además, hay que destacar que como centro de investigación que somos, nuestra mirada debe estar en el futuro, esto conlleva modificaciones y adecuaciones permanentes de nuestros activos para la instalación de nuevos equipamientos de alta tecnología.
Por otro lado, desde el punto de vista de usuario y propietario de estos edificios hay que destacar los grandes retos a los que se enfrenta TECNALIA, alineado con los retos globales citados: atracción de talento, descarbonización y la transformación digital.
Empezando por el primero, los esfuerzos están orientados a generar espacios e infraestructuras de excelencia tecnológica además de diseñar y contar con zonas y servicios alineados con las necesidades de las generaciones actuales.
Respecto a la descarbonización, en 2024 el objetivo es que TECNALIA sea neutra en carbono en Alcances 1 y 2, con la ambición de alcanzar el mismo objetivo en Alcance 3 para 2030.
En cuanto a la transformación digital, contamos por una importante apuesta de transformación interna, de los negocios y de los servicios a nuestros clientes en este ámbito. Desde 2021 se ha estado trabajando en un foco especifico por la transformación de la operación y el mantenimiento de las infraestructuras de Tecnalia que se detalla a continuación. Empezando por un diagnóstico de la situación, los principales problemas detectados han sido:
- En primer lugar, se ha comenzado con un diagnóstico de la situación actual y se han detectado problemas comunes a todos los gestores como es la dificultad en la localización de la documentación histórica existente de los edificios y otras infraestructuras. No solo de los proyectos originales de construccion o de proyectos de reforma si no de otras modificaciones realizadas que no se encuentran registradas. En la mayoría de los casos la informacion localizada está en papel o soporte digital antiguo o en desuso.
- Perdida de información histórica, debido al cambio de proveedores en la gestión y mantenimiento de las instalaciones.
- Duplicidad de documentación y problemas de actualización de información. La falta de herramientas para la gestión integral ha generado la duplicidad de información, con el consiguiente problema de mantenimiento de esta.
4.2. Implementación de la tecnología en el caso
En el caso de TECNALIA realizado el diagnóstico sobre la situación, herramientas de gestión, proveedores y disponibilidad de la documentación, se ha comenzado por cuatro aproximaciones:
- Creación espacio común de datos (CDE)
- Modelado BIM infraestructuras
- Gestión energía (TRIDIUM)
- Gestión de mantenimiento de activos (PRISMA)
a/. Creación CDE:
En primer lugar, se ha creado un repositorio común accesible en remoto por todos los agentes implicados y securizada dentro de la organización, en el que se han definido una serie de roles de usuario.
Posteriormente se ha buscado y digitalizado la información existente de los edificios, organizando el repositorio de acuerdo con la forma de trabajo del equipo interno de gestión de las infraestructuras de Tecnalia.
Se ha priorizado la información relativa a la información existente en cuanto a los proyectos de ejecución tanto originales como de las reformas de los edificios (Planos, memorias, pliego, etc,) así como otra información clave de los equipamientos y laboratorios facilitada por los proveedores, mantenedores. Asimismo, se ha centralizado la información de otros aspectos relativos al funcionamiento de los edificios como los planes de autoprotección.
Como estrategia para organizar la información, se ha definido una codificación que incluye la nomenclatura de los edificios y la documentación a la que hace referencia, y se ha estructurado la misma por edificios. Para un mejor entendimiento y localización por parte de los usuarios se ha diseñado un índice documental conectado que permite localizar de forma sencilla en que carpeta se ubica la información.
Toda la información se ha estructurado con una visión futura de interconexión con un modelo construido bajo metodología BIM y con otros repositorios de información.
Finalmente señalar que tan importante como recopilar y organizar la información es mantenerla actualizada para lo que se ha creado dentro de este CDE una espacio para la actualización de la información.
b/. Modelado BIM:
En el año 2020 se toma la decisión de aplicar la metodología BIM a las infraestructuras de TECNALIA. Siendo conscientes del coste de su implantación, se realiza un plan progresivo de despliegue.
En primer lugar y con el objetivo de que la empresa modeladora realizará los modelos BIM de acuerdo con las necesidades de TECNALIA, se comienza con la creación de los EIR (Employer´s Information Requirements). Este documento recoge la definición de los usos de los modelos BIM, como organizar los modelos, identificación de sistemas, parámetros de información, criterios de modelado, la información de planos y vistas, entregables y la exportación a IFC.
Posteriormente se estableció un piloto en el que se aplicaron los requisitos definidos y se redactó el consiguiente BEP. El resultado ha servido para poder reajustar los requisitos que se han implementado en un nuevo EIR que se adapta mejor a las necesidades y uso que se da al modelo.
Tras perfeccionar y mejorar los requisitos se ha establecido un plan de levantamiento de edificios existentes en función del grado de ocupación.
Además de en los edificios existentes, la metodología BIM también se ha aplicado a todas las nuevas inversiones, entre los cuales se encuentran la ampliación de edificios o la construcción de edificios de nueva planta.
Así en la actualidad contamos con el modelo completo de 3 edificios existentes y 2 de nueva construcción.
Además, se ha diseñado un plan de mantenimiento y revisión de los modelos anual, el cual recoge la actualización de las modificaciones que se hayan podido producir a lo largo del año.
c/. Gestión energética integrada y acceso a datos (TRIDIUM)
Con el fin de renovar las instalaciones consumidoras e implantar planes para mejorar la eficiencia energética a largo plazo que permita alcanzar el ahorro energético previsto en la Ley de Sostenibilidad 4/2019, así como contar con un mantenimiento integral de las edificios e instalaciones, TECNALIA procedió al cambio del modelo de gestión y mantenimiento en 2021, procediendo a la contratación de servicios de gestión energética de las instalaciones térmicas y eléctricas y mantenimiento integral de todas las sedes en propiedad.
El contrato recoge la monitorización y reporte de resultados, para lo cual se despliega el módulo energético de TRIDIUM, con funcionamiento paralelo a los sistemas SCADA de control de las Centrales Térmicas existentes en los edificios. Este sistema en formato WEB, permite monitorizar y controlar las mismas variables que recoge el equipamiento que se instala para el control de las instalaciones, disponiendo exclusivamente de una información más general con acceso a los parámetros más importantes del sistema obviando las variables y parámetros más técnicos. Esta herramienta permite una gestión online más intuitiva y práctica para los usuarios gestores de sistemas térmicos.
d/. Gestión de mantenimiento de activos (PRISMA)
Con el fin de realizar el mantenimiento integral de las instalaciones, la empresa proveedora ha desplegado la aplicación GMAO PRISMA 4. Para ello se ha asignado a cada equipo un código, almacenando la información técnica del equipo, para su gestión en la aplicación. Este inventario recoge la fecha de instalación de cada equipo y se incorpora esta información en las Órdenes de Trabajo propias de cada uno de ellos. Con esta información, se puede establecer un ciclo de vida a cada activo, determinando la obsolescencia de los equipos, proponiendo así planes de renovación a TECNALIA.
4.3. Resultados y beneficios obtenidos
El principal beneficio obtenido hasta el momento ha sido la accesibilidad a información, la transparencia y la colaboración entre los diferentes departamentos para la gestión y el mantenimiento de las infraestructuras con una visión integral.
La centralización, la accesibilidad y transparencia de la información en un CDE ha reducido tiempos innecesarios de búsqueda de información, contamos con documentación gráfica detallada, datos históricos de proyecto y documentación administrativa centralizada.
Respecto a la colaboración, contamos con diferentes grupos de trabajo de especialización que se coordinan para la alineación de la estrategia de TECNALIA. Así, los equipos de descarbonización, transformación digital y la atracción y retención de talento, trabajan de forma estrecha con el de el de inversiones y mantenimiento, prevención de riesgos, sistemas y personas.
5. DESAFÍOS Y SOLUCIONES
5.1. Problemas encontrados durante la implementación
A pesar de los positivos resultados obtenidos en la implementación de las diferentes herramientas que dan lugar al gemelo digital, aún quedan numerosas cuestiones por hacer y resolver. Se trata de una carrera de fondo, compleja, con la interacción de muchos agentes y tecnologías, donde hay muchas soluciones aún en desarrollo y por tanto nos hemos encontrado algunos problemas en la implementación.
Desde el punto de vista de los modelos creados bajo metodología BIM, es un trabajo que requiere de una inversión previa, tanto desde el punto de vista económico como de formación de personal, interno y de proveedores, cuyo retorno aún no se ha cuantificado.
Como prescriptores y usuarios de los modelos BIM, se han mejorado y optimizado los requisitos iniciales, tanto desde la nomenclatura como desde el detalle geométrico y semántico de la información, ajustándolos a las necesidades de los diferentes equipos de mantenimiento e inversión de la organización.
En cuanto a la relación con los proveedores, la generación y uso de los modelos BIM, no es una metodología que esté implantada. Requiere de una inversión de formación y desarrollo, tanto en las propias herramientas de generación de modelos e interconexión con herramientas disponibles en el mantenimiento y la operación Las herramientas actuales, disponibles para todo el ciclo de vida del edificio tienen una complejidad y coste que muchas pequeñas empresas difícilmente pueden asumir. Por ello, surgen empresas especializadas en este campo, que dan servicio a los diferentes agentes en las diferentes etapas de la edificación.
Por otro lado, tan complejo como la creación de los modelos es el mantenimiento de los mismos y se requiere de un seguimiento y planificación en el tiempo, para disponer del histórico y el modelo más actualizado en todo momento. Este aspecto desde el punto de vista técnico es relativamente sencillo, pero no desde el punto de vista de concienciación por parte de los gestores.
Otro de las cuestiones pendientes de resolución y de mayor recorrido, es la conexión de los modelos tridimensionales con los modelos de simulación en fase de operación y mantenimiento, es decir, que un cambio en un elemento en fase de uso, pueda permitir un recalculo de proyecto y evaluación de impacto.
En cuanto a la integración de datos y su actualización en diferentes fuentes y sistemas, TRIDIUM-PRISMA-BIM es uno de los principales retos donde se van realizando soluciones parciales. En el caso de las bases de datos de gestión de los equipos de seguridad industrial, siguen trabajando en un desarrollo propio sin conectarse con los modelos tridimensionales.
5.3. Soluciones aplicadas y lecciones aprendidas
En relación con la implantación del modelo BIM, contamos con un equipo especializado que se encarga de la definición de los requisitos y seguimiento de los modelos en colaboración con el equipo de modeladores externos, de diseño y ejecución. La definición de requisitos se revisa y actualiza con el equipo de mantenimiento, con objeto de optimizar y mejorar los modelos.
A su vez, y con objeto de involucrar al equipo de mantenimiento e inversiones, se les ha dado formación específica para el uso y explotación de la información, lo que redunda en una mejora de los procesos internos.
Respecto a los proveedores, es un requisito por parte de Tecnalia el uso de la metodología BIM para la creación de los modelos, por lo que se dota de las partidas presupuestarias correspondientes para la entrega de la información en esta metodología con los requerimientos de la organización, trabajando de forma estrecha con los proveedores.
En cuanto al conexionado de los modelos reales, con los virtuales, es un gran reto que de momento no está resuelto y se está trabajando desde los departamentos de I+D en su vinculación. Las líneas de trabajo buscan la automatización de la integración del modelo BIM con la información en tiempo real, el modelo de cálculo principalmente focalizado, en la actualidad, en los modelos energéticos.
6. FUTURO DE LA TECNOLOGÍA
6.3. Tendencias y desarrollos futuros
Se ha citado en apartados anteriores que el gemelo digital es la combinación de diferentes tecnologías digitales conectadas a una réplica virtual de un bien físico cuyo objetivo es la optimización y mejora de su funcionamiento.
Cada una de estas tecnologías presenta un grado de desarrollo diferente. A continuación, se detallan las tendencias y desarrollos futuros que favorecerán el desarrollo e implantación de los gemelos digitales para la operación y mantenimiento de edificios.
Interoperabilidad entre sistemas: la interoperabilidad entre diferentes herramientas y plataformas, así como la estandarización de los datos favorecerá el desarrollo de los gemelos digitales, interconectando modelos gráficos, con modelos de cálculo y las diferentes herramientas de gestión y mantenimiento.
Visión Artificial: el avance en la captación y procesado de datos visuales va a permitir avanzar en la detección precoz de fallos. De igual manera, los datos visuales y vinculados a los modelos virtuales y de simulación, permitirán hacer un uso y operación optimizado. Estás tecnologías se están desarrollando para la generación automática de modelos, así como para la identificación de materiales y sistemas.
IoT: el desarrollo de nuevos sensores y su uso de forma generalizado, será necesario para tener modelos de gemelo digital más robustos. Los datos en tiempo real son necesarios para su posterior procesado.
Inteligencia Artificial (IA): el avance en la IA, mediante la aplicación de diferentes técnicas permitirá análisis predictivos más avanzados, optimización de operaciones y mantenimiento predictivo. Su desarrollo permitirá anticiparse en la toma de decisiones sobre los activos.
Automatización de Procesos Complejos: la automatización en la recogida y procesado de datos, de conexionado entre herramientas facilitará las operaciones de generación de modelos para la simulación, mejorando la eficiencia y reduciendo errores en el proceso.
Realidad Aumentada (AR) y Realidad Virtual (VR): La mejora y desarrollo de tecnologías de visualización inmersiva, facilitaran la interpretación de la información poniéndolo al alcance de perfiles diferentes de usuarios.
6.4. Potencial impacto de los gemelos digitales en la operación y mantenimiento de edificios
El impacto esperado del uso de estas tecnologías en la edificación se prevén sean elevadas, si bien se considera una inversión con un coste elevado en la medida que la tecnología avanza, los costes se prevén vaya reduciéndose.
Por otro lado, cabe destacar que las nuevas generaciones futuras son digitales nativas, lo que simplificará la implantación y despliegue de estas tecnologías en la operación y mantenimiento de edificios.
Los principales impactos esperados son los siguientes:
Optimización de Operaciones. El uso de gemelos digitales puede reducir costos operativos y mejorar la eficiencia en el uso de los recursos, debido la centralización de la información, el uso de la monitorización y la gestión más eficiente.
Mejora en la Toma de Decisiones. La combinación de modelos virtuales con información detallada en tiempo real permite conocer la situación del activo de forma más precisa y esto supone poder tomar las decisiones de forma objetiva.
Mantenimiento Predictivo. El uso de gemelos digitales orquesta información en tiempo real e históricos que permite realizar un mantenimiento predictivo, reduciendo tiempos de parada y costos de mantenimiento por fallo o roturas.
Sostenibilidad y Eficiencia Energética. La capacidad de combinar la simulación a partir de modelos calibrados con datos reales de funcionamiento permite analizar diferentes escenarios para la optimización en la gestión energética, reduciendo consumos y costes de operación, así como la reducción del impacto ambiental por la reducción de emisiones.
Aumento de la Productividad. La mejora de la gestión y operación de los edificios redunda sin duda en la productividad de los equipos, pudiendo anticiparse a otras necesidades de los activos.
Mejora del entorno laboral. Una planificación y gestión más eficiente, anticipada a las necesidades de los usuarios, podría mejorar las condiciones de trabajo y por tanto el clima laboral..
7. CONCLUSIONES
Como conclusión, se puede afirmar que los gemelos digitales representan una revolución en la gestión de edificios e infraestructuras, ofreciendo soluciones innovadoras a los desafíos ambientales, sociales, operativos y de mantenimiento. La integración de tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial (IA), el Internet de las Cosas (IoT) y la hiperautomatización (HPA) permiten conocer en tiempo real el estado del edificio, predecir su comportamiento y anticiparnos a su funcionamiento, optimizando los recursos. Esto supone un impacto positivo en la eficiencia y sostenibilidad de las empresas.
La experiencia de TECNALIA demuestra que la implementación de gemelos digitales mejora significativamente la accesibilidad a la información, la colaboración entre departamentos y la toma de decisiones informadas. La creación de un Espacio Común de Datos (CDE), el modelado BIM de infraestructuras y edificios y la gestión energética integrada son pasos cruciales que han permitido a TECNALIA avanzar en la optimización de sus operaciones y reducir costos.
Sin embargo, la adopción de estas tecnologías no está exenta de desafíos. La necesidad de inversión en formación y herramientas, la interoperabilidad entre sistemas y la actualización constante de los modelos son algunos de los obstáculos que deben superarse. A pesar de estos retos, los beneficios a largo plazo, como la mejora en la sostenibilidad, la eficiencia energética y la experiencia del usuario, justifican plenamente la inversión.
En resumen, los gemelos digitales no solo mejoran la gestión y operación de los edificios, sino que también contribuyen a la descarbonización y a la creación de espacios más inteligentes y sostenibles. Además, los gemelos digitales tienen la capacidad de adaptarse a la evolución de las tecnologías por lo que este progreso y mejora continua a través de ellos será clave para enfrentar los retos globales y transformar la industria de la construcción y gestión de infraestructuras.
