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¿Qué son los gemelos híbridos digitales de infraestructuras?

Dentro de unos años veremos como gran parte de los ingenieros dejarán de hacer proyectos, tal y como lo conocemos ahora, y pasarán a ser gestores de gemelos híbridos digitales de infraestructuras. Hacia este nuevo paradigma se el programa formativo del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón de la Universitat Politècnica de València.

A la vuelta de la esquina está un nuevo paradigma que va a cambiar las bases de la tecnología actual en el ámbito de la ingeniería. Vamos a desgranar esta conclusión explicando los avances y los conceptos que están relacionados con ello.

Parece que el hardware necesario para una computación ultrarrápida está o estará a nuestro alcance en los próximos años. Pero, ¿cómo ha cambiado el paradigma de la modelización matemática?. Para responder a esta pregunta deberíamos empezar definiendo el término “gemelo digital”, o digital twin. Se trata de un modelo virtual de un proceso, producto o servicio que sirve de enlace entre un ente en el mundo real y su representación digital que está utilizando continuamente datos de los sensores. El gemelo digital no solo representar objetos espaciales, sino que también podría representar procesos, u otro tipo de entes sin soporte físico. Se trata de una tecnología marcará tendencia en los próximos años.

Los gemelos digitales fueron introducidos a principios de este siglo por Michael Grieves, en colaboración con John Vickers, director de tecnología de la NASA. Esta tecnología se aplica al Internet de las Cosas, es decir, a la interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Además, está muy relacionada con la inteligencia artificial y con la minería de datos. Empresas como Siemens ya están preparándose para convertir sus plantas industriales en fábricas de datos con su gemelo digital, o General Electric, que ya cuenta con 800.000 gemelos digitales para poder monitorizar virtualmente su cadena de suministro.

Esta nueva tecnología va a transformar definitivamente la forma de entender, proyectar y gestionar las infraestructuras. Ya no se trata de proyectar, si no que estamos hablando de crear un gemelo digital que se retroalimentará continuamente del puente real, que estará monitorizado. Se reajustarán los parámetros de cálculo del puente con los resultados obtenidos de la prueba de carga, se podrán predecir las labores de mantenimiento, se podrá conocer con antelación el comportamiento ante un fenómeno extraordinario como una explosión o un terremoto. Esto supondrá el nacimiento de una nueva profesión, que será la del ingeniero de gemelos virtuales híbridos de infraestructuras.

Habrá que gestionar el gemelo durante el proyecto, la construcción, la explotación e incluso el desmantelamiento de la infraestructura. Se podrán estudiar cambios de usos previstos, la utilización óptima de recursos, monitorizar la seguridad, y lo más importante, incorporar nuevas funciones objetivo como son la sostenibilidad económica, medioambiental y social a lo largo del ciclo de vida completo. Este tipo de enfoque es el que el uno de los grupos de investigación de la Universitat Politècnica de Valencia tiene en el proyecto de investigación HYDELIFE. Para que sea efectivo, se deberá prever, desde el principio, la monitorización de la infraestructura para ayudar a la toma de decisiones. 

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