OpiniónIndustria 4.0

Cómo el gemelo digital está trasformando los edificios inteligentes

Por Johnson Controls Building Technologies & Solutions.


Un edificio tiene que pasar por innumerables procesos para que veamos su forma final. Todo comienza con la chispa de una idea sobre cómo transformar un edificio existente o crear uno nuevo. Acto seguido, llegan los arquitectos para la fase de diseño conceptual y de ingeniería, seguido por la etapa de construcción, la puesta en marcha y, con suerte, un largo tramo de operaciones de muchos años y remodelaciones menores en el edificio. Un proceso faraónico que, en muchas ocasiones, se hace sin red de seguridad.

El concepto de Gemelo Digital tiene como objetivo crear esa red en la que apoyarnos. Consiste en la réplica virtual de un producto, servicio o proceso que consigue simular el comportamiento de su “gemelo” físico, con el objetivo de monitorizarlos, analizar su reacción ante determinadas situaciones y mejorar su rendimiento y eficacia. El Gemelo Digital permite por encima de todo, hacer una copia virtual para poder experimentar sin correr ningún tipo de riesgo. De hecho, según Gartner, en 2021 la mitad de las compañías industriales gozará de gemelos digitales, ayudándoles a aumentar su eficacia en un 10%.


El Gemelo Digital como espejo en el que fijarse

A la hora de empezar el diseño de un edificio, el gemelo digital es capaz de analizar toda la información generada desde el sistema de gestión del edificio, los datos de sistemas de HVAC, la iluminación, los sistemas antiincendios, seguridad, así como datos sobre los activos del edificio y las personas que lo usan, como inquilinos, ocupantes, personal del edificio, visitantes y otros roles. Logrando, entre otras cosas:
Predicción: El gemelo digital reúne todos los datos necesarios para crear algoritmos predictivos y sistemas de inteligencia artificial capaces de prevenir fallos en el equipo y en la optimización del edificio.

Mejorar las operaciones: Un gemelo digital de un edificio ofrece a los gerentes y ocupantes del edificio una vista en tiempo real de todos los sistemas integrados del edificio. Ofreciendo capacidades específicas como el seguimiento de activos y personas y sus zonas de trabajo, y una mayor visibilidad en las operaciones de construcción.

Reducción de costes: Los gemelos digitales ayudan a los edificios a operar de manera más eficiente al ayudar a predecir y evitar costos inesperados, identificar ineficiencias del sistema y estimar mejor cuándo se necesitan piezas de repuesto.

Mitigación de riesgos: La ejecución de simulaciones en un gemelo digital reduce los riesgos y ayuda a los ingenieros de sistemas a ser más eficientes. Experimentar con el gemelo digital también puede ayudar a mitigar el tiempo de inactividad de los equipos.

Comprender las interacciones del sistema: Los gemelos digitales de múltiples sistemas y objetos se pueden combinar para comprender mejor cómo interactuarán entre sí. Esto es particularmente útil cuando los sistemas y productos provienen de diferentes proveedores.

Seguridad: El gemelo digital proporciona una vista en tiempo real del edificio y sus ocupantes al tiempo que incorpora datos de tendencias históricas. El gemelo digital se puede utilizar para resaltar acciones o eventos "anormales" que pudieras suponer problemas de seguridad.

Preferiblemente, el gemelo digital debe nacer antes que su gemelo físico. Mucho antes de que comience la construcción, el arquitecto crea una primera versión digital que puede convertirse inmediatamente en un “ser vivo” capaz de reemplazar el edificio físico para realizar simulaciones.

¿De qué manera?, a medida que cambian los dibujos y los planos del edificio, el gemelo digital a su vez se actualiza y se recalcula. Puede evaluar las características físicas innatas del edificio, como modelar el flujo de aire o el uso de energía, o puede evaluar el edificio en un entorno más amplio, como la capacidad de predecir el efecto del edificio en el flujo de tráfico del vecindario. El GD puede pasar por miles de cambios y millones de simulaciones antes de que finalmente se use para guiar la construcción de su hermano físico.
En otros casos, especialmente para edificios existentes, el gemelo digital nace mucho después de que la versión física haya sido creada y puesta en marcha. En este caso, la primera versión del gemelo digital se presenta como una aproximación del gemelo físico, y con el tiempo, a medida que se miden o adquieren más datos y se integran sensores adicionales en tiempo real, las versiones digital y física se vuelven más parecidas en detalle y fidelidad.

A la hora de recopilar los datos necesarios para la creación de los gemelos digitales, estos pueden proceder de varias fuentes, creando un verdadero "sistema de sistemas":

• Sensores integrados: se utilizan para crear gemelos digitales de equipos individuales (por ejemplo, una unidad HVAC) o para sistemas más grandes. Los sensores integrados transmiten datos operativos del equipo a los operadores que monitorean el sistema y lo controlan de forma remota.
• Redes inalámbricas de sensores: instaladas en edificios para recopilar datos sobre temperatura, humedad, iluminación, ocupación y otros factores. Los sensores inalámbricos tienen las ventajas de una expansión del sistema más fácil, flexibilidad para reubicar sensores a medida que el espacio necesita cambios y una instalación más fluida.
• Datos y sistemas digitalizados del ciclo de vida del edificio: Desde los datos BIM (Building Information Modeling), los sistemas HVAC inteligentes y conectados, los termostatos digitalizados o los enchufes inteligentes, son todas oportunidades para canalizar datos y ayudar a construir el GM.
• Integración con otros servicios en la nube y proveedores de datos: los datos pueden integrarse en el gemelo digital desde fuentes externas, como datos meteorológicos o desde integraciones de terceros "nube a nube". En los casos en que los sistemas no se comunican directamente con la red local de sensores, pueden hacerlo desde la nube de un proveedor externo.

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