Las nuevas tecnologías tienen una gran capacidad parapermitir simularen entornos virtuales complejas operativas reales que se reducen a datos para que puedan analizarse en ordenadores.
En cierto modo, los gemelos digitales forman parte de una tecnología más amplia como es elinternet de las cosas, que busca una mayor imbricación del mundo físico y del mundo virtual a través de la recopilación y la gestión de la información que se traduce en acciones reales.
Así mismo, en el ámbito logístico y de transporte, los gemelos digitales aportan una capacidad para afinar inversiones y mejorar la operativa, con el añadido de que, además, los gemelos digitales van afinando sus resultados con el aporte continuo de datos.
Podría definirse un gemelo digital como una representación virtual de un entorno físico. Esta tecnología pretende reproducir el comportamiento del mundo realy se actualiza constantemente con datos en tiempo real, para adaptarse y mejorar constantemente su grado de semejanza con la realidad.
De este modo se obtienen modelos que permiten jugar con variaciones para evlauar si ciertos proyectos o inversiones están bien dimensionadas o si responden a las necesidades o el objetivo para los que se han planteado.
Además, un gemelo digital también evoluciona en función de los datos que va recibiendo para afinar su grado de afinidad con la realidad.
Gemelos digitales en los puertos
Así pues, como se recoge en la página de innovación PierNext de la Autoridad Portuaria de Barcelona, las ventajas que se derivan de un gemelo digital también tienen unamplio grado de aplicaciónen los puertos.
Más allá de sus capacidades de simulación, los gemelos digitales también permiten ver la evolución de proyectos a medida que se enriquecen con nuevos datos.
De hecho, algunas autoridades ya han implantado esta tecnología, aplicando sus soluciones a diferentes aspectos y sectoresdentro del entorno portuario.
En este sentido, un gemelo digital tiene el potencial de abarcar unaamplia gama de actividadesen diferentes sectores. De hecho, sus funcionalidades pueden variar desde la simple notificación de datos hasta la predicción de escenarios.
Entre sus principales características hay que destacar:
-Visualización de datos para presentar información actualizada mediante la recogida de datos en tiempo real.
- Simulación para generar escenarios que planteen lo que podría ocurrir en el futuro como consecuencia de diferentes elecciones.
- Análisis de datos a partir de datos brutos para enriquecer el modelo.
- Toma de decisiones a partir de eventos programados. De igual manera, un gemelo digital permite generar alerrtas sobre posibles amenazas o contratiempos para ayudar a tomar medidas en tiempo real.
- Automatización de acciones que no necesitan intervención manual, mejorando la eficiencia en determinados departamentos y reduciendo las pérdidas de tiempo.
- Predicción aprovechando algoritmos de aprendizaje automático capaces de predecir eventos futuros para generar una ventaja estratégica al permitir la toma de decisiones a tiempo cada vez más afinadas merced a un entrenamiento autónomo.
- Gestión de la seguridad a través de sensores que permite reaccionar ante eventos no esperados.
-Almacenamiento y gestión de datos, al tiempo que permite optimizar la recogida de esta información, con el fin de gestionar los datos de forma autónoma para ampliar el espacio de almacenamiento disponible.
Los gemelos digitales tienen diversas aplicaciones en el ámbito portuario, desde medir emisiones a labores más complejas o incluso aspectos críticos de seguridad.
Una tecnología en desarrollo
Aunque el gemelo digital es una de las tecnologías más prometedoras de la actual era de la digitalización, aún se encuentra en sus primeras fases de implantación.
De hecho, su desarrollo tiene algunos obstáculos, como, entre otros:
- La gran cantidad de datos que se manejan y se generan, lo que dificulta su tratamiento.
- Su puesta en marcha requiere degrandes inversiones, aunque también se prevé que a medida que se generalice, estos costes descenderán, tal y como ha sucedido con otras tecnologías.
- Dificultades en laformación de perfiles adecuados para su manejo, por el alto perfil tecno-ógico requerido.
- Los diferentes intereses de los participantes en su implantación condicionan el desarrollo de un proyecto tan complejo.
Proyectos en marcha
En el sector portuario, algunos gemelos digitales están ya en fase de desarrollo, como desgrana PierNext.
Así pues, el puerto de Barcelona está desarrollando un gemelo digital para calcular las emisiones producidas por cada buque que entra o sale del puerto.
Esto es especialmente importante para un puerto tan vinculado con la ciudad como este ya que, además de una gran presión turística, soporta un importante movimiento de mercancías.
Como consecuencia, el proyecto tiene cuatro objetivos principales.
El primero de ellas se centra en la automatización del cálculo de las emisionesportuarias, mientras que el segundo está focalizado en analizar la dispersión de las emisiones en la ciudad en función de las variaciones del viento.
De igual manera, el proyecto busca contar con unaaplicación abierta, de tal modo que los datos procedentes del gemelo digital estén disponibles para su descarga por todo el mundo y también se representarán con una interfaz de usuario. -g-
Por último, el siguiente paso será el de la modelización de predicciones.
El puerto busca de esta manera dar un impulso a la sostenibilidad de su operativa, con la intención de reducir las emisiones.
Al mismo tiempo, también se abren posibles colaboraciones entre el puerto y la ciudad, en relación con las futuras estrategias hacia la descarbonización.
Finalmente, los registros públicos reforzarán la transparencia en el funcionamiento institucional del enclave.
Por otra parte, en 2020, el puerto de Amberespuso en marcha un gemelo digital que será capaz de supervisar completamente la totalidad de la actividad que se desarrolla en los límites del puerto.
Este desarrollo tecnológico presenta la información de diferentes capas geográficas e informa diariamente de datos actualizados como las condiciones meteorológicas y el flujo de tráficoactual, tanto en el lado marítimo como en el interior.
La versatilidad de los gemelos digitales permite aplicar la tecnología a diferentes aspectos de la gestión de los recintos portuarios.
Además, es capaz de detectar alertas dentro del puerto y, en caso de que sea necesaria una inspección, puede enviar un dron para comprobar el entorno.
Para conseguirlo aprovecha la interconexión de diferentes sensores instalados en el complejo portuario.
El objetivo general de este proyecto es optimizar las actividades dentro del puerto, monitorizando factores como la eficiencia de la energía en tierra, el nivel actual de energía almacenada por las turbinas eólicas y otras tareas que se beneficiarán en el futuro de los modelos de predicción.
El puerto de Rotterdam comenzó a desarrollar su gemelo digital en 2018, con la creación de una plataforma IoT basada en la nube, junto con IBM, Esri Cisco y Axians.
Este proyecto comenzó ofreciendo datos hidrológicos y meteorológicos,aunque la plataforma se utilizará para otros objetivos en el futuro, como la reducción del tiempo de espera, la optimización del amarre y la mejora de la carga y la salida.
Actualmente, una de las aplicaciones implantadas se centra en mejorar la seguridad de los atraques, controlando los buques durante su tiempo de atraque, combinando cálculos hidrodinámicos y previsiones meteorológicas.
La complejidad tecnológica de los gemelos digitales convierte a las autoridades portuarias en actores clave para coordinar los proyectos.
De este modo, los datos recogidos ayudan a predecir la dinámica de los buques durante su estancia en el puerto, a tener una visión total de los buques actuales y a mejorar su ubicación con respecto a sus posibles movimientos futuros durante su estancia.
Por otra parte, el gemelo digital del puerto de Qingdao tiene diversos objetivos para la optimización de las actividades de la terminal.
En primer lugar, es capaz de recoger información en tiemporeal procedente de diferentes sistemas operativos, con el fin de proporcionar resultados finales derivados de la agregación de diferentes recursos.
Por otra parte, los datos procedentes del mundo físico se recogen en el nuevo sistema con el fin dereproducir sincrónicamente la situación de los procesos operativos en curso.
Finalmente, los resultados reales se utilizan para controlar los virtuales y corregir el sistema en caso de fallo.
Todo ello se traduce envisualización y trazabilidadde datos para monitorizar el puerto. Además, se pueden desarrollar diferentes simulaciones para analizar cómo optimizar la productividad de las terminales.
El gemelo digital del enclave asiático es capaz de recoger información en tiempo real procedente de diferentes sistemas operativos paradiferentes propósitossomo la optimización de los recorridos de los AGVs.
En definitiva, los gemelos digitales son unatecnología muy prometedora, compleja y muy versátil, como demuestran los diferentes proyectos en marcha.
De manera particular, en el ámbito portuario tienen muy diversas aplicaciones que van desde la monitorización al mantenimiento, la vigilancia, la gobernanza o el diseño y construcción de nuevas infraestructuras.
En todo caso, los puertos parecen un enorno muy adecuado para el desarrollo de proyectos de este tipo, ya que ofrecen recintos cerrados, con operativas muy claras y definidas, y con un gran número de actores, por lo que el papel que están llamadas a jugar las autoridades portuarias en este ámbito es clave.