Un gemelo digital es la representación virtual o digital de un objeto o sistema, con datos que se actualizan en tiempo real. Esos datos provienen de los sensores que tiene ese elemento representado o replicado, que puede ser desde una turbina hasta un corazón. La información que se recopila puede incluir varios aspectos, como el ritmo, la temperatura o la energía que se insume.
“Una vez informado con dichos datos, el modelo virtual se puede utilizar para ejecutar simulaciones, estudiar problemas de rendimiento y generar posibles mejoras, todo con el objetivo de generar información valiosa que luego se puede aplicar de nuevo al objeto físico original”, detalla un informe publicado por IBM sobre este tema.
A diferencia de una mera simulación, que se suele utilizar para estudiar un proceso en particular, el gemelo digital puede realizar varias simulaciones en simultáneo y así analizar varios procesos a la vez. Por otra parte, el gemelo digital tiene datos en tiempo real, algo que no ocurre con las simulaciones convencionales.
A diferencia de una simulación, que se suele usar para estudiar un proceso en particular, el gemelo digital permite realizar varias simulaciones en simultáneo y así analizar varios procesos a la vez.
“Los gemelos digitales son una gran herramienta para simplificar procesos de investigación y desarrollo. Esa tecnología, combinada con IoT e inteligencia artificial, está ayudando a las empresas de muchas industrias a reducir los costos operativos, aumentar la productividad, mejorar el rendimiento y realizar mantenimientos predictivos”, subraya Sergio Mastrogiovanni, VP Data & Digital Strategy de Nubiral, en diálogo con Diario Con Vos.
Combinada con IoT e inteligencia artificial, esta tecnología ayuda a muchas empresas a reducir costos operativos, aumentar la productividad y realizar mantenimientos predictivos.
Sergio Mastrogiovanni, VP Data & Digital Strategy de Nubiral
De acuerdo con el informe de IBM, la NASA fue pionera en el uso de gemelos digitales. Fue Jon Vickers, directivo de la agencia, quien empleó ese término por primera vez en 2010.
Desde entonces a esta parte el uso de esta tecnología ha ido en aumento, por los beneficios que aporta a diferentes industrias. De acuerdo con un reporte de Accenture, en 2020 el mercado mundial de gemelos digitales se estimó en 5.400 millones de dólares, y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 36% durante los próximos cinco años.
Los principales beneficios: ahorrar costos y acortar los tiempos
Las grandes industrias pueden beneficiarse de los gemelos digitales porque al replicar procesos pueden estudiar cómo optimizarlos y ahorrar costos. A su vez, es posible acortar plazos en el área de investigación y desarrollo, minimizando riesgos y acortando tiempos.
Además, según se remarca en el estudio de Accenture, los gemelos digitales tienen un gran potencial para acelerar la transformación sostenible hacia una economía más circular.
Estas herramientas pueden desbloquear USD 1,3 billones de valor económico y generar una reducción de 7,5 Gt (mil millones de toneladas) de emisiones de CO2e de aquí al año 2030. Para tener una idea del impacto de esta cifra, cabe destacar que actualmente cada año se producen en la Tierra alrededor de seis gigatoneladas de carbono.
En 2020 el mercado mundial de gemelos digitales se estimó en 5.400 millones de dólares y se prevé que crezca a una tasa del 36% en los próximos cinco años.
De acuerdo con el informe, el consumo de energía en los edificios puede reducirse entre un 30 y un 80% utilizando gemelos digitales para el impulso de ciudades inteligentes.
Por otra parte, se destaca que estas herramientas virtuales permiten la integración de objetivos de sostenibilidad desde el principio del ciclo de vida del producto. La creación de prototipos digitales habilita las modificaciones de diseño y reduce la necesidad de pruebas físicas, lo cual supone importantes beneficios. En este sentido, la incorporación de gemelos digitales en el diseño de productos podría reducir en 281 Mt CO2e las emisiones.
Según explica Juan Pablo Chemes, líder de Innovación de Accenture, “los gemelos digitales pueden ayudar a las empresas a reducir sus costos, el uso de recursos y la huella de carbono, y pueden apoyar la innovación disruptiva y los modelos de negocio ágiles. Permiten un importante potencial de innovación sostenible a escala, necesario para crear cadenas de valor globales más responsables, y presentan una oportunidad para impulsar el progreso sistémico hacia sistemas económicos más circulares y mucho menos intensivos en carbono”.
Algunos ejemplos, desde la Fórmula 1 hasta un corazón humano
Hay compañías como DHL que están creando un mapa digital de sus cadenas de suministros para ser más eficientes. Este es un uso que podría llegar a diferentes empresas dentro del área de transporte y logística.
En el caso de las carreras de Fórmula 1, hay equipos que emplean gemelos digitales para los autos de carrera, ya que esto les permite obtener datos que luego emplean para optimizar su performance.
En el área deportiva se usa desde hace un tiempo sensores en relojes, calzados y diferentes tipos de indumentaria inteligente para captar información que luego sirve para analizar el rendimiento deportivo del deportista.
“Una vez que se recopilaron suficientes datos, el gemelo digital puede hacer predicciones sobre el rendimiento del gemelo físico. Si las predicciones no son ideales para el atleta, el gemelo digital hace sugerencias para cambios de comportamiento. Adicionalmente se puede rastrear oxígeno en sangre, presión, glucosa y estado de ánimo”, destaca Mastrogiovanni.
Los gemelos digitales pueden ayudar a las empresas a reducir sus costos, el uso de recursos y la huella de carbono.
Juan Pablo Chemes, líder de Innovación de Accenture
El especialista también cuenta que la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, anunció la incorporación de gemelos digitales en sus programas educativos, de construcción e ingeniería. “Concluyeron que los estudiantes tienden a estar más motivados y tienen una mejor experiencia de aprendizaje en general cuando utilizan gemelos digitales”, dijo.
En el área de la salud se destaca el proyecto Livingh Heart (corazón vivo) de Dassault Systèmes que consiste en un modelo virtual de un corazón humano pensado para que se prueben diferentes productos y tratamientos cardiovasculares. A través de la simulación y la creación de modelos validados, el proyecto tiene como objetivo brindar una atención personalizada del paciente”, destacan en la página oficial.
Por su parte, el hospital Boston Children's Hospital, en Estados Unidos, usa esta tecnología para identificar y evaluar las condiciones cardíacas de sus pacientes. A su vez, en el hospital Great Ormond Street en Londres, un equipo de ingenieros está trabajando con médicos para probar dispositivos que podrían ser utilizados para ayudar a menores que tienen cardiopatías difíciles de tratar, según destaca un artículo de la BBC.
El uso de esta tecnología bien podría replicarse a futuro para analizar diferentes órganos con el fin de crear medicina más precisa y personalizada. Sin dudas, esto ofrecería grandes beneficios ya que se reducirían costos, tiempos y riesgos para los pacientes.
Estos son apenas algunos de los tantos ejemplos de gemelos digitales que se emplean en las industrias. Si bien hubo un incremento importante de esta tecnología, desde Accenture advierten que su alcance actual todavía es limitado: sólo se llegó al 10% de adopción a nivel mundial.
Es parte de un proceso de maduración que probablemente lleve un tiempo, como ocurre con todas las tecnologías cuando están en los comienzos de su etapa de crecimiento. Sin embargo, ese tiempo de maduración puede alcanzarse antes de lo que se espera. De hecho, en el informe de IBM se destaca que algunos analistas de la industria especulan que el mercado de gemelos digitales podría llegar a valuarse en USD 48.200 millones en 2026.
