9. Gemelos Digitales (Digital Twins)

9.1. Definición

Un gemelo digital (Digital Twin) es una réplica virtual de un producto, proceso o sistema físico, que se actualiza en tiempo real gracias a datos recogidos por sensores y dispositivos IoT. Permite simular, analizar y predecir el comportamiento de su equivalente real antes de tomar decisiones, reduciendo costes y riesgos.

9.2. Elementos que lo hacen posible

1. Objeto físico real: máquina, vehículo, edificio, red eléctrica, etc.
2. Modelo digital: representación virtual con todas sus características.
3. Conectividad IoT: sensores que transmiten datos en tiempo real.
4. Plataforma de análisis: software que procesa y visualiza la información.
5. Retroalimentación: ajustes que se realizan en el objeto físico a partir de lo aprendido en el digital.

10.3. Aplicaciones sectoriales

• Industria manufacturera:
  • Simulación de líneas de producción antes de instalarlas.
  • Detección de cuellos de botella en fábricas.
  • Ejemplo: Siemens utiliza gemelos digitales para diseñar y optimizar procesos industriales.
• Automoción:
  • Creación de modelos virtuales de vehículos para probar seguridad, aerodinámica y consumo. Tesla actualiza sus coches en tiempo real gracias a datos recogidos de los vehículos en circulación.
• Construcción y arquitectura:
  • Modelado BIM (Building Information Modeling) como base para gemelos digitales de edificios.
  • Monitorización de puentes, túneles o rascacielos durante toda su vida útil.
• Energía:
  • Simulación de redes eléctricas inteligentes para prever fallos y optimizar la distribución.
  • Ejemplo: General Electric aplica gemelos digitales en turbinas eólicas para anticipar necesidades de mantenimiento.
• Salud:
  • Desarrollo experimental de gemelos digitales de órganos humanos.
  • Permiten ensayar tratamientos personalizados sin riesgos para el paciente.

10.4. Beneficios

• Reducción de costes en prototipos y mantenimiento.
• Prevención de fallos antes de que ocurran en el mundo real.
• Optimización continua de procesos y productos.
• Innovación acelerada en diseño y desarrollo.

10.5. Retos y limitaciones

• Alta inversión inicial en sensores, software y conectividad.
• Gestión de datos masivos generados por los gemelos digitales.
• Ciberseguridad: riesgo de manipulación de modelos virtuales conectados.
• Falta de estandarización entre plataformas y fabricantes.

10.6. En la práctica – Caso real

Airbus y los gemelos digitales en aviación

• Airbus utiliza gemelos digitales para diseñar y probar piezas de aviones antes de fabricarlas.
• Gracias a ellos, puede simular miles de situaciones de vuelo y reducir los costes de prototipado.
• Impacto: mejora de la seguridad aérea, reducción de tiempos de desarrollo y optimización del mantenimiento de aeronaves.