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Digital Twins en el sector de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AEC)

BIM
Por: Wido Choccata Quispe 17-05-2021
Digital Twins en el sector de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AEC)

Un digital Twings o gemelo digital en español es una representación digital de un activo o entorno físico, como un automóvil, un puente o un edificio. Piense en ello menos como un modelo 3D tradicional y más como un modelo de información. Es una referencia de datos común que se crea durante la etapa de planificación de un proyecto y abarca todas las fases del ciclo de vida de un activo, desde el diseño hasta la fabricación y la construcción, pasando por la operación y el mantenimiento, incluso hasta su uso o reutilización futuros.

fuente:https://aecmag.com/news/public-beta-for-autodesk-tandem-digital-twin-platform/ 

A diferencia de los modelos de datos estáticos, los gemelos digitales son entidades dinámicas y “vivas” que evolucionan en tiempo real. Aprenden, actualizan y se comunican con sus contrapartes físicas mediante el intercambio de datos a lo largo del ciclo de vida del activo, mediante tecnologías de inteligencia artificial, aprendizaje automático e IoT. Armados con estas simulaciones dinámicas, los usuarios de estos gemelos virtuales pueden solucionar los problemas antes de que sucedan, explorar nuevas oportunidades y planificar el futuro.

  1. ¿Qué es un gemelo digital para arquitectura, ingeniería y construcción?

En la industria de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC), un gemelo digital es una réplica completa de un activo construido y sus sistemas; este activo podría adoptar la forma de un edificio, un elemento de infraestructura como un puente, etc.

En la industria de la construcción, los gemelos digitales procesan información como:

– Datos operativos para sistemas HVAC y MEP (mecánicos, eléctricos y de plomería)

– Datos de mantenimiento y piezas

– Datos ambientales recopilados a través de sensores de IoT

En una nueva construcción, se crea un gemelo digital al comienzo de un proyecto, mientras los equipos de AEC y los propietarios trabajan juntos para definir los objetivos de rendimiento y los resultados deseados. A medida que avanza el proyecto, los datos se recopilan y asignan continuamente al modelo, utilizando diferentes plataformas. Cuando el activo se entrega al propietario, el gemelo virtual recopila datos operativos que se pueden usar para ajustar el rendimiento y administrar el mantenimiento a largo plazo, así como para respaldar el desmantelamiento y el uso futuro.

Debido a que el gemelo digital siempre está evolucionando con los datos proporcionados por su gemelo físico, puede realizar simulaciones y predicciones en respuesta a condiciones en tiempo real. Un gemelo digital en la industria de la construcción podría usarse, por ejemplo, para alinear la fachada solar de un edificio, para seguir el camino del sol o modificar el flujo de aire interior para minimizar la propagación de patógenos.

fuente:https://www.engineering.com/story/digital-twins-extend-value-to-owners-through
  1. Otras formas en que se pueden utilizar los gemelos digitales para optimizar los activos construidos:

– Configurar espacios comerciales para aprovechar los patrones de los compradores

– Automatización de las operaciones agrícolas en interiores para condiciones de cultivo óptimas

– Predecir problemas de mantenimiento en refinerías de petróleo

– Diseñar espacios de atención médica para un flujo eficiente de pacientes y necesidades de personal

  1. Cómo los gemelos digitales conectan los flujos de trabajo de diseño y construcción

Desde el punto de vista del flujo de trabajo, los gemelos digitales desbloquean datos que tradicionalmente han estado atrapados en silos (o en archivos de papel). Como resultado, los equipos están mejor conectados durante todo el ciclo de vida de un proyecto, desde el diseño hasta el desmantelamiento. Y al integrar datos estáticos, como especificaciones de componentes y programas de mantenimiento, con datos dinámicos como tasas de ocupación y condiciones ambientales, los gemelos digitales permiten a todos, desde diseñadores hasta propietarios, tomar decisiones más informadas que maximizan el rendimiento y el ciclo de vida del activo.

  1. BIM and Digital Twins

BIM (Building Information Modeling) está impulsando la digitalización de la industria de la construcción, utilizando modelos multidisciplinarios y colaboración en la nube para informar el diseño y la gestión de los activos construidos y los sistemas dentro de ellos.

Los gemelos digitales aprovechan todo el potencial de BIM, conectando datos y procesos con una gestión de información dinámica, en tiempo real y bidireccional. Los gemelos digitales se pueden crear sin BIM, pero llevarlos a su máximo potencial comienza con los flujos de trabajo integrados y el intercambio de información que ya impulsan el proceso BIM; comenzar con BIM es una forma mucho más eficiente de llegar allí.

  1. El futuro de BIM y gemelos digitales

En el futuro, la mayoría de los gemelos digitales se integrarán en el proceso BIM para brindarles a todos mejores conocimientos en un entorno estandarizado. El valor de estos conocimientos se extiende más allá de cualquier proyecto individual; Los datos capturados se pueden retroalimentar en las fases de planificación y diseño de nuevos proyectos, aplicando el aprendizaje de datos para mejorarlos continuamente.

  1. La ciudad inteligente y los gemelos digitales: una pareja natural

Los gemelos digitales no se limitan a instancias únicas. Al integrar varios gemelos digitales, los diseñadores pueden crear un ecosistema conectado y optimizar el rendimiento de ese sistema a lo largo del tiempo.

Cuando piensa más allá del activo individual, puede comenzar a considerar su potencial más amplio en términos económicos, sociales y ambientales. Imagine la construcción de una ciudad inteligente que pueda administrarse utilizando datos en tiempo real, analizando y optimizando el consumo de energía, las redes inalámbricas, el transporte público, los sistemas de seguridad y el rendimiento de la infraestructura, en tiempo real a través del modelado de geodatos y los sensores de IoT. Las ciudades inteligentes pueden incluso adaptarse a las condiciones climáticas cambiantes y ejecutar simulaciones para responder a emergencias como pandemias y desastres naturales.

Debido a que los gemelos digitales pueden recopilar e interpretar datos sobre aspectos como el crecimiento de la población, los recursos naturales y las condiciones climáticas, pueden ayudar a construir ciudades más resilientes y empoderar a las industrias para responder mejor a los desafíos globales.

fuente: https://aecmag.com/news/digital-twins-for-a-sustainable-built-environment
  1. Los 5 niveles de los gemelos digitales

Los gemelos digitales operan en cinco niveles de sofisticación. Los modelos más simples integran datos de varias fuentes; el modelo más avanzado es capaz de actuar de forma autónoma.

 Nivel 1: Gemelo descriptivo

El gemelo descriptivo es una versión editable y en vivo de los datos de diseño y construcción, una réplica visual de un activo construido. Los usuarios especifican qué tipo de información quieren incluir y qué tipo de datos quieren extraer.

Nivel 2: Informativo Twin

Este nivel tiene una capa adicional de datos operativos y sensoriales. El gemelo captura y agrega datos definidos y verifica los datos para asegurarse de que los sistemas funcionen juntos.

Nivel 3: Gemelo predictivo

Este gemelo puede usar datos operativos para obtener información. (Piense en un automóvil que le avisa cuándo es el momento de un cambio de aceite).

Nivel 4: Gemelo integral

Este gemelo simula escenarios futuros y considera preguntas de “qué pasaría si”.

Nivel 5: Gemelo autónomo

Este gemelo tiene la capacidad de aprender y actuar en nombre de los usuarios.

Es importante tener en cuenta que los niveles 1 y 2 están actualmente en uso en AEC. Los niveles 3, 4 y 5, que están enriquecidos con datos en tiempo real de sensores integrados y tecnologías de IoT, están en el horizonte.

Los gemelos digitales no se limitan a activos recién construidos; un gemelo digital se puede aplicar a un edificio o infraestructura existente para obtener información sobre sus operaciones y uso potencial.

  1.  El futuro de los gemelos digitales

A medida que los gemelos digitales incorporan cada vez más la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, pasarán de ser herramientas conceptuales a ser más inteligentes y autónomos a medida que se amplíen las capacidades del software.

El mercado de gemelos digitales está creciendo con la adopción de tecnologías de IoT: según MarketsandResearch, hasta el 91% de las plataformas de IoT ofrecerán capacidad de hermanamiento digital para 2026, y el hermanamiento digital se convertirá en estándar en la habilitación de aplicaciones de IoT para 2028.

Las ciudades progresistas se están sumando proyectando que el mercado de soluciones compatibles con gemelos digitales en ciudades inteligentes alcanzará los $3.77 mil millones para 2026. Y ABI Research predice que habrá más de 500 gemelos digitales de ciudades inteligentes en funcionamiento para 2025.

Aún queda un largo camino por recorrer para aprovechar todo el potencial de estos ecosistemas inteligentes y conectados, pero las empresas con visión de futuro están encontrando formas de comenzar a planificar estos modelos ahora. A medida que la transformación digital continúa remodelando AEC, las herramientas se perfeccionarán y surgirán las mejores prácticas, lo que ayudará a los diseñadores e ingenieros a salir de sus silos.

Los datos ya existen; el desafío es integrar información no estandarizada de una variedad de fuentes en herramientas comunes y encontrar formas de emplear esos datos para las necesidades de AEC. Aquellos que aprovechan los beneficios de aprovechar los datos hoy estarán mejor posicionados para tener éxito en la entrega del mundo mejor construido del futuro.

  1. Fuentes:

Blog de la comunidad de constructores