Por qué usar gemelos digitales en la construcción

Todo lo que nos rodea se está volviendo digital. Las tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial y el Internet de las cosas (IoT) se están convirtiendo cada vez más en partes importantes de cada industria, haciendo que los procesos sean más rápidos y eficientes en términos de costo, tiempo y trazabilidad. Pasar a lo digital es permitir que cada industria logre más con menos; al menos a esto apunta la optimización que buscan los últimos avances en potencia de computación y algoritmos inteligentes, junto con los desarrollos tecnológicos en sensores, miniaturización, robótica y drones, están ayudando incluso a la industria de la construcción a darse cuenta de cómo pueden combinar los mundos digital y físico para construir edificios más baratos, más ecológicos y más seguros en menos tiempo.

Un ejemplo de esto es cómo los drones permiten la captura de una gran cantidad de fotografías en un corto período de tiempo, lo que facilita la tarea de planificación.  Pero no solo eso, puesto que dependiendo del sensor que disponga el dron, podría al mismo tiempo obtenerse datos con los que se pueden modelar características físicas que le dan un mayor valor agregado a la simple fotogrametría fluida.  A este concepto que realmente está cambiando el rostro de la industria de AEC es el de «Digital Twins» y los ejemplos recientes de realidad aumentada del Hololens2 evidencia que tendremos mucho de esto más allá de la industria del entretenimiento.

Según un informe reciente de Gartner, la tendencia de «Digital Twin» se acerca al «Pico de expectativa». ¿Qué más? Dentro de 5 a 10 años, se espera que la tendencia llegue a la «Meseta de la Productividad».

Gartner hype cycle for emerging technologies 2018

¿Qué es un gemelo digital?

Un gemelo digital se refiere a un modelo virtual de un proceso, producto o servicio. Un gemelo digital es un enlace entre un objeto del mundo real y su representación digital que está utilizando continuamente datos de los sensores. Todos los datos provienen de los sensores ubicados en un objeto físico. La representación digital se usa luego para visualización, modelado, análisis, simulación y planificación adicional.

A diferencia del modelado BIM, el gemelo digital no necesariamente atiende a un objeto con representación espacial.  Por ejemplo, un proceso transaccional, un expediente de una persona, o un conjunto de relaciones entre partes interesadas y unidades administrativas.

Por supuesto, el gemelo digital de las infraestructuras es de lo más atractivo, al menos en el campo de la Geo-ingeniería.  Al crear un gemelo digital de un edificio, los propietarios y operadores de edificios pueden prevenir los problemas variados que ocurren dentro del edificio, adoptar estrategias de construcción y en consecuencia tener edificios más seguros. Por ejemplo, puede crear un gemelo digital de un edificio y verificar cómo reaccionará ante un terremoto de gran magnitud. Según el resultado, puede realizar los cambios necesarios en el edificio, antes de que ocurra la calamidad y las cosas se salgan de control. Así es como un gemelo digital de un edificio puede salvar vidas.

Imagen cortesía de: buildingSMARTIn Summit 2019

Los gemelos digitales permiten que un diseñador de edificios tenga toda la información relacionada con el edificio disponible en tiempo real, asociada a un expediente de vida que incluye su concepción, diseño, construcción, mantenimiento y operación del activo. Proporciona acceso instantáneo a toda la información sobre un sitio de construcción. Ayuda a los constructores a estar siempre seguros incluso de las cosas más diminutas, como las medidas requeridas de una viga.

Como lo compartió recientemente Mark Enzer, CTO, MottMacDonald en el edificioSMARTIn Summit 2019, al hablar de la frecuencia de actualización de los gemelos digitales; «No se trata del tiempo real, sino del momento adecuado».

Ventajas del uso de gemelos digitales en la construcción.

El uso correcto de la tecnología siempre hace que los procesos sean más eficientes. Por ejemplo, los gemelos digitales, al permitir que las simulaciones tengan el potencial de llevar los daños causados ​​por desastres naturales y provocados por el hombre. Pueden ayudar a los ciudadanos a llevar una vida más segura. Por ejemplo, en el caso de las infraestructuras en las que se supone que hay mucho tráfico, mediante el uso del software de simulación de peatones, podemos predecir cuándo y dónde habrá más congestión. Al introducir los cambios necesarios en el modelo digital de la infraestructura, es posible lograr mayor seguridad, eficiencia y menos costos operativos en la construcción y el mantenimiento del activo.

Las ventajas de usar gemelos digitales en la construcción son muchas. Algunos de ellos se detallan a continuación:

Seguimiento continuo del progreso de la construcción.

El monitoreo en tiempo real de un sitio de construcción por medio de un gemelo digital verifica que el trabajo completado sea consistente con los planes y especificaciones. Con los gemelos digitales, es posible realizar un seguimiento de los cambios en un modelo según se construye, diariamente y por hora, y en caso de cualquier desviación, se pueden tomar medidas inmediatas. Además se puede verificar en un gemelo digital fácilmente la condición del concreto, las grietas en las columnas o cualquier desplazamiento de material en el sitio de construcción. Tales descubrimientos llevan a inspecciones adicionales y los problemas se detectan más rápido, lo que lleva a soluciones más efectivas.

Utilización óptima de los recursos.

Los gemelos digitales incluso llevan a una mejor asignación de recursos y ayudan a las compañías a evitar perder tiempo productivo en movimientos y manejo de materiales innecesarios. Con el uso de esta tecnología, se puede evitar la asignación excesiva y también es más fácil predecir dinámicamente los requisitos de recursos en el sitio.
Incluso el uso del equipo puede rastrearse y los no utilizados pueden liberarse para otros trabajos. Esto ahorra tiempo y dinero.

Monitoreo de seguridad

La seguridad es una gran preocupación en los sitios de construcción. Los gemelos digitales, al permitir a las empresas rastrear personas y lugares peligrosos en un sitio de construcción, ayudan a evitar el uso de materiales y actividades inseguras en zonas peligrosas. Sobre la base de la información en tiempo real, se puede desarrollar un sistema de notificación temprana que le permita a un gerente de construcción saber cuándo un trabajador de campo está ubicado en una región insegura. También se puede enviar una notificación al dispositivo portátil del trabajador para evitar que ocurra un peligro.


Las ventajas de usar tecnología gemela digital en la construcción son numerosas. Los viejos hábitos son duros, pero para lograr una mayor eficiencia en la construcción, es necesario ir digital. El uso de tecnología gemela digital puede aportar una innovación inmensa al desarrollo de infraestructura y llevar la calidad y la eficiencia a nuevas alturas. ¡La industria debe prepararse y adaptarse al entorno digital cambiante!

Un ejemplo de ello

Tuvimos la oportunidad de entrevistar a los colegas brasileños el año pasado, en Londres.  Al utilizar un gemelo digital, el Governador José Richa Airport (SBLO) de Brasil, el cuarto aeropuerto más grande en el sur de Brasil es más capaz de administrar los datos del aeropuerto y lograr una mayor eficiencia en sus operaciones.
Al sentir la necesidad de organizar mejor los datos del aeropuerto, el operador aeroportuario de SBLO, Infraero decidió crear un gemelo digital que actuaría como una malla de realidad y un depósito central para todos los datos del aeropuerto, incluyendo infraestructura, edificios, sistemas de edificios, instalaciones y Mapas y datos de gestión.

BIM y GIS junto con las aplicaciones de Bentley se usaron para modelar 20 instalaciones existentes, que cubren más de 920,000 metros cuadrados de superficie de aeropuerto. También modelaron una pista de despegue y aterrizaje, dos patios de aviación y el sistema de calles de rodaje y vías de acceso. El equipo del proyecto luego creó una base de datos paramétrica para apoyar la planificación y mejorar la gestión del proyecto.
El equipo del proyecto creó un gemelo digital del aeropuerto que incluye una malla de realidad del aeropuerto y un depósito central para todos los datos del aeropuerto. El repositorio central ayuda a los usuarios a identificar con precisión la ubicación de los sistemas dentro de la infraestructura del aeropuerto, mejorando la gestión empresarial con operaciones seguras y eficientes. El gemelo digital también racionalizará todos los futuros proyectos de infraestructura aeroportuaria interna, así como los procesos de planificación y gestión. Con la ayuda del gemelo digital, Infraero puede reducir los costos de mantenimiento y lograr una mejor operación del aeropuerto en SBLO. El equipo del proyecto espera ahorrar más de BRL 559,000 por año con su gemelo digital. La organización también espera ver un aumento en su rentabilidad.

Software utilizado

ProjectWise se utilizó para crear la plataforma de integración de aeropuertos, que sirvió como el entorno de datos conectados del proyecto. La capacidad de importación de la nube de puntos de MicroStation permitió al equipo crear la malla de realidad de todas las instalaciones del aeropuerto utilizando nubes de puntos. OpenBuildings Designer (anteriormente AECOsim Building Designer) ayudó a diseñar y organizar bibliotecas de instalaciones aeroportuarias, así como a modelar la terminal de pasajeros, la terminal de carga, la estación de bomberos y otros edificios existentes. El equipo utilizó OpenRoads para crear el proyecto geométrico y el mapa de superficies del sistema de pista para pistas de despegue y aterrizaje, calles de rodaje y carreteras de servicio.

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