Gemelos Digitales Hidráulicos
¿Qué es un Gemelo Digital?
¡El Gemelo Digital (Digital Twin) es una de las diez tendencias tecnológicas recogidas por Gartner ya en 2018!
Aplicado al Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things), los digital twins están vinculados a objetos del mundo real.
Digital Twin es una de las tecnologías que está cambiando la dinámica del sector industrial. Se trata de réplicas virtuales de objetos o procesos que simulan el comportamiento de sus homólogos reales. El fin es analizar su eficacia o comportamiento en determinados supuestos para mejorar su funcionamiento.
La idea del digital twin (gemelo digital) no es nueva. A principios de este siglo ya la introdujo el ingeniero informático Michael Grieves, en colaboración con John Vickers, director de tecnología en la NASA. Lo hizo en 2002 durante una presentación en la Universidad de Michigan sobre la gestión del ciclo de vida de un producto. En ese momento ya mencionó la posibilidad de crear representaciones digitales de sistemas físicos que tuvieran entidad por sí mismas. Esa información digital sería un “gemelo” vinculado al sistema físico durante todo su ciclo de vida.
Si trasladamos el concepto del Gemelo Digital al ciclo del agua (precipitación, escorrentía, tránsito, inundación, almacenamiento, captación, distribución, recogida en red de saneamiento y pluviales, tratamiento y vertido final), es posible construir réplicas del modelo de cuenca superficial y de la red de abastecimiento e incluso interconectarlos para estudiar de qué manera se retroalimentan los estados de cada uno de ellos.
¿Quién puede beneficiarse de tener un Gemelo Digital?
Principalmente los organismos de cuencas hidrológicas, ayuntamientos, comunidades de regantes y gestoras de redes de abastecimiento y saneamiento. Cualquier ente que desee comprender mejor cua´l
¿Cuáles son los pasos para construir un Gemelo Digital?
- En primer lugar, es necesario definir el proceso o procesos que se desean analizar la precisión deseada.
- A continuación se debe analizar el ámbito de dicho proceso, para no dejarse ninguna variable (inputs o condiciones de borde) que tenga influencia sobre éste.
- Se debe categorizar la información existente, eligiendo la que es más relevante en el proceso de estudio, pues nunca se consigue una precisión del 100% y se deben optimizar los esfuerzos.
- Seguidamente se construye la réplica digital del proceso (comúnmente llamado modelo matemático): red de abastecimiento, planta de depuración y tratamiento, red de saneamiento y pluviales, cuenca hidrológica, tramo fluvial…
- La primera versión ha de ser simplificada, analizando su funcionamiento global para descubrir posibles partes ocultas en el sistema o fallos de concepto.
- La versión definitiva se completa hasta llegar a la precisión objetivo.
- Con la ayuda que el modelo digital proporciona (al presentar en un único marco de referencia un proceso que es imposible de observar directamente, ya sea por su extensión o porque tiene partes ocultas), se define una campaña de toma de mediciones en la realidad.
- Los datos medidos en la realidad se enlazan con el modelo digital, sirviendo para su calibración. Este es el paso más delicado, pues si no se calibra adecuadamente, los resultados del gemelo digital no van a representar la realidad. No obstante, en nuestra experiencia, si el modelo se ha construido bien, la calibración resulta más sencilla.
- Finalmente, el modelo digital calibrado se conecta en tiempo real a: la base de datos de lecturas del sistema y a la actualización GIS de los datos de los elementos de la red.
- El gemelo digital ayudará en la toma de decisiones, en la detección precoz de situaciones anómalas y en la operación y optimización diaria del sistema.
¿En qué me beneficia disponer de un Gemelo Digital?
Algunos de los beneficios son:
- Repositorio global de elementos y reglas de funcionamiento del sistema (evitando los silos de información).
- Detección precoz o incluso predicción de situaciones anómalas y problemas -> ahorro en reparaciones y fraudes.
- Campo de pruebas infinito y gratuito: Todas las decisiones y cambios se pueden testear en este entorno, optimizando el coste de mantenimiento.
¿Necesito entrenamiento para usar un Gemelo Digital?
Inak ofrece entrenamiento online e in company para cualquier equipo que quiera configurar o trabajar con gemelos digitales.
¿Cuánto cuesta la formación y la configuración de un Gemelo Digital?
El día de formación en gemelos digitales está entre los 1.500 y 2.500 € / día en función del temario y el número de alumnos. Se recomienda que los grupos de formación no superen los 10 alumnos.
La configuración completa, llave en mano, de un gemelo digital hidráulico, sin contar el coste de las licencias, a partir de cualquier tipo de datos y conectado a un sistema en tiempo real, tiene los siguientes rangos de tarifas, en función del número de habitantes de la localidad y la precisión deseada:
- Localidad de hasta 20.000 habitantes: 35.000 a 50.000 €
- Localidad de 20.000 a 100.000 habitantes: 60.000 a 80.000 €
- Localidad hasta 250.000 habitantes: de 100.000 a 250.000 €
¿Cuánto cuesta el soporte posterior de un Gemelo Digital?
Inak ofrece asistencia técnica en la construcción y configuración, soporte puntual o periódico, online o in company para cualquier modelizador o empresa que trabaje con gemelos digitales.
Los costes son los siguientes:
- Consulta puntual: 250 €/hora, no fraccionable.
- Bono de 6 horas fraccionables en múltiplos de 1/2 hora de consulta (pago previo): 1200 €.
- Bono de 20 horas fraccionables de consulta (pago previo): 3200 €.
Papers técnicos sobre Gemelos Digitales
2015. JIA. Modelización Hidráulica del Passeig de Gràcia InfoWorks ICM
2017. HydroSenSoft. Early-warning and monitoring Real-Time systems in rural and urban catchments
2017. JIA. Error y Sensibilidad de los Modelos 2D aplicados a Cauces Fluviales
2019. HydroSenSoft. BILBAO EARLY-WARNING AND MONITORING SYSTEM
2019 PBatanero Presentation BILBAO CITY DIGITAL TWIN FOR FLOOD EARLY-WARNING AND MONITORING SYSTEM