Los Gemelos Digitales en la Arquitectura y Construcción

En la era de la transformación digital, los gemelos digitales se están convirtiendo en una herramienta crucial para la arquitectura y la construcción.

Estos modelos virtuales permiten a los profesionales del sector crear representaciones digitales precisas de edificios y estructuras, facilitando la optimización de procesos, el mantenimiento y la gestión eficiente de los recursos.

A continuación conocerás todo lo que necesitas saber sobre esta tecnología innovadora.

Qué son los Gemelos Digitales

Los gemelos digitales son representaciones virtuales precisas de objetos, sistemas o procesos físicos que se utilizan para simular, analizar y optimizar su rendimiento a lo largo de todo su ciclo de vida. En el contexto de la arquitectura y la construcción, un gemelo digital puede ser una réplica digital de un edificio, un puente, una carretera, o incluso de una ciudad entera.

El concepto de gemelos digitales se originó en la industria aeroespacial y manufacturera. Fue presentado por primera vez por la NASA, que utilizaba réplicas digitales de sus naves espaciales para simular y analizar misiones espaciales. A medida que la tecnología ha avanzado, el uso de gemelos digitales se ha expandido a otros sectores, incluyendo la arquitectura y la construcción.

Fuente: Portal CDT 

¿Cómo se Obtiene un Gemelo Digital?

Para crear un gemelo digital, es esencial recopilar una gran cantidad de datos precisos y actualizados del objeto o sistema físico que se va a replicar. Estos datos pueden obtenerse a través de diversas fuentes:

Sensores y Dispositivos IoT (Internet de las Cosas): Los sensores instalados en un edificio pueden medir parámetros como temperatura, humedad, consumo de energía, vibraciones y otros factores ambientales. Estos dispositivos IoT envían datos en tiempo real a una plataforma centralizada.

Escaneo Láser y Fotogrametría: Estas tecnologías permiten capturar la geometría exacta del objeto físico mediante escaneos 3D y fotografías de alta resolución. Esto es especialmente útil en la fase de construcción para asegurar que el modelo digital sea una réplica exacta del objeto físico.

Modelado BIM (Building Information Modeling): El BIM es una metodología que utiliza modelos digitales para gestionar la información de un proyecto de construcción a lo largo de su ciclo de vida. Los datos de BIM se integran en el gemelo digital, proporcionando detalles sobre los materiales, dimensiones, costos y cronogramas.

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Fuente: +Comunidad 

Integración y Creación del Modelo Digital

Una vez recopilados los datos, se integran en una plataforma de software especializada para crear el gemelo digital. Este proceso implica varios pasos:

Procesamiento de Datos: Los datos recopilados se procesan para asegurar su precisión y coherencia. Esto puede incluir la limpieza de datos, la eliminación de duplicados y la corrección de errores.

Modelado y Simulación: Con los datos procesados, se crea el modelo digital en un entorno de simulación. Aquí se incorporan las propiedades físicas y operativas del objeto, permitiendo simular su comportamiento en diversas condiciones.

Visualización: El gemelo digital se presenta en una interfaz gráfica que permite a los usuarios interactuar con el modelo, visualizar diferentes escenarios y analizar datos en tiempo real.

Mantenimiento y Actualización de un Gemelo Digital 

Un gemelo digital no es estático; se actualiza continuamente con nuevos datos para reflejar el estado actual del objeto físico. Esto es crucial para mantener la precisión y relevancia del modelo digital. Las actualizaciones se realizan automáticamente mediante la sincronización de datos de los sensores y otras fuentes de información.

Beneficios de los Gemelos Digitales

Mejora en la Toma de Decisiones: Con acceso a datos en tiempo real y análisis predictivos, los profesionales pueden tomar decisiones más informadas y precisas, mejorando la eficiencia y reduciendo costos.

Reducción de Costes y Tiempos: Al detectar problemas en las fases tempranas del diseño y la construcción, los gemelos digitales ayudan a evitar costosos errores y retrasos en los proyectos.

Sostenibilidad y Eficiencia Energética: Los gemelos digitales pueden simular el comportamiento energético de los edificios, lo que permite optimizar el uso de recursos y mejorar la sostenibilidad.

A pesar de sus beneficios, la implementación de gemelos digitales enfrenta ciertos desafíos, como el coste inicial y la necesidad de capacitación especializada.

Fuente: Archdaily 

Aplicaciones de los Gemelos Digitales en la Arquitectura y Construcción

Planificación y Diseño

Los gemelos digitales permiten a los arquitectos y diseñadores crear modelos virtuales detallados de los edificios antes de su construcción. Esto facilita la visualización de diseños, la detección de posibles problemas y la realización de ajustes necesarios antes de iniciar la obra.

Un proyecto emblemático que utiliza gemelos digitales en su fase de diseño es el nuevo Aeropuerto Internacional de Beijing. Mediante el uso de gemelos digitales, los arquitectos pudieron simular diferentes diseños y optimizar la eficiencia del edificio, asegurando un flujo de pasajeros sin problemas y un mantenimiento eficiente.

Fuente: Architectural Digest 

Construcción y Monitoreo en Tiempo Real

Durante la fase de construcción, los gemelos digitales proporcionan una visión en tiempo real del progreso del proyecto. Esto permite una mejor coordinación entre los equipos de trabajo y una gestión más eficiente de los recursos.

La empresa de construcción Skanska utiliza gemelos digitales para monitorear en tiempo real sus proyectos. En la construcción de un hospital en Noruega, Skanska implementó gemelos digitales para coordinar el trabajo de múltiples equipos, lo que resultó en una reducción del 20% en el tiempo de construcción y una mejora significativa en la calidad del proyecto.

Mantenimiento y Operaciones

Una vez que el edificio está en uso, los gemelos digitales continúan siendo útiles para el mantenimiento y la operación del edificio. Pueden simular diferentes escenarios para prever posibles fallos y planificar el mantenimiento preventivo.

La Torre Shard en Londres utiliza un gemelo digital para gestionar el mantenimiento de sus sistemas. Al simular diferentes condiciones y escenarios, los gestores del edificio pueden planificar el mantenimiento de manera proactiva, evitando fallos y optimizando el uso de recursos.

Fuente: Expansión 

Otros Casos de Éxito en la Implementación de Gemelos Digitales

Numerosos proyectos de arquitectura y construcción a nivel mundial han implementado gemelos digitales con éxito, mostrando mejoras significativas en la eficiencia y la calidad de los proyectos.

El estadio Mercedes-Benz en Atlanta, Estados Unidos, utilizó gemelos digitales para su diseño y construcción. Esto permitió a los ingenieros simular diferentes escenarios de uso y optimizar la estructura del estadio para eventos deportivos y conciertos, mejorando la experiencia de los asistentes y la gestión operativa.

Fuente: Robb Report México 

Además, el edificio Edge en Ámsterdam, conocido por ser uno de los más sostenibles del mundo, utiliza un gemelo digital para monitorear y optimizar su eficiencia energética. Esto ha permitido una reducción significativa en el consumo de energía, estableciendo un nuevo estándar en construcción sostenible.

Fuente: Construcción y Rehabilitación 

Ejemplos en España de la Implementación de Gemelos Digitales

En España, varias empresas del sector han adoptado gemelos digitales, logrando optimizar sus procesos y ofrecer mejores resultados a sus clientes.

Ferrovial, una de las principales empresas de construcción en España, ha implementado gemelos digitales en varios de sus proyectos de infraestructura. En la construcción de la autopista A-1 en Madrid, Ferrovial utilizó gemelos digitales para simular el tráfico y planificar mejor la construcción, reduciendo el impacto en el tráfico y mejorando la seguridad.

Perspectivas Futuras de los Gemelos Digitales

El futuro de los gemelos digitales en la arquitectura y la construcción parece prometedor, con avances tecnológicos que facilitarán su adopción y ampliarán sus aplicaciones.

La integración de inteligencia artificial con gemelos digitales es una tendencia futura. Empresas como Siemens están desarrollando gemelos digitales impulsados por IA para predecir el comportamiento de los edificios con mayor precisión, lo que permitirá una gestión aún más eficiente y sostenible.

Si quieres ampliar tus conocimientos en Inteligencia Artificial, te invitamos a visitar nuestro contenido relacionado sobre la La Inteligencia Artificial en la Construcción Industrializada.

 

De esta manera, los gemelos digitales se presentan como una  herramienta poderosa para la planificación, el diseño, la construcción y el mantenimiento de edificios. A medida que la tecnología avanza, su adopción se expandirá, llevando a una industria más eficiente, sostenible y preparada para el futuro.

Fuente imagen de portada: Autodesk