29 de abril de 2025
Así funciona la tecnología gemelos digitales
La tecnología gemelos digitales hace posible algo extraordinario: visualizar e interactuar con réplicas virtuales de sistemas complejos, desde grandes procesos de fabricación y encadenamiento hasta ciudades inteligentes o ecosistemas naturales como el Atlántico o la selva amazónica.
Esta tecnología está revolucionando distintos sectores al transformar la forma en la que interactuamos con los procesos y sistemas del mundo real. Aunque no es nueva, sus aplicaciones están creciendo de la mano de la inteligencia artificial y la IA generativa (GenAI).
En las próximas líneas exploraremos el funcionamiento de los gemelos digitales, las posibilidades que ofrece esta tecnología y por qué su combinación con la IA generativa los vuelve aún más potentes.
¿Qué son los gemelos digitales?
Un gemelo digital es una representación virtual de un activo, proceso o sistema físico que se mantiene sincronizada con su versión real. Al permitir el seguimiento y análisis en tiempo real, ayuda a las organizaciones a comprender, poner a prueba y optimizar su rendimiento.
«Los gemelos digitales están orientados a resultados, se basan en la interoperabilidad de componentes modulares, se apoyan en el conocimiento del dominio y se implementan en arquitecturas adaptativas», explica Paul Venditti, consultor del sector industrial en SAS.
Gracias a esta tecnología, las organizaciones pueden realizar pruebas y visualizar productos de forma digital, sin depender únicamente de prototipos físicos. Esto acelera los procesos de prueba y desarrollo, mejora la eficiencia y favorece una transformación digital que incrementa la agilidad en mercados dinámicos y de alto riesgo.
Algunos ejemplos en distintos sectores:
- Construcción: permiten planificar y probar mejoras en las infraestructuras para garantizar los mejores resultados.
- Atención sanitaria: permiten crear una réplica virtual de un hospital o una clínica para evaluar su eficiencia operativa, o incluso simular la forma en la que distintos tratamientos podrían afectar a los pacientes.
- Fabricación: ayudan a optimizar el rendimiento de las máquinas al detectar el desgaste antes de que provoque fallos, reducir los tiempos de inactividad imprevistos y prolongar la vida útil de los equipos.
Los gemelos digitales se construyen a partir de los datos que recopilan los sensores del Internet de las cosas (IoT) instalados en el objeto físico. Con esa información se genera un modelo digital dinámico que no solo reproduce el estado actual de su contraparte real, sino que también permite anticipar escenarios futuros y analizar el rendimiento pasado. A diferencia de las sombras digitales, los gemelos digitales van más allá de la simple visualización. Su objetivo es predecir, optimizar y mejorar continuamente las operaciones.
Los gemelos digitales se componen de tres elementos fundamentales:
- Base de datos: se recopilan datos de sensores en tiempo real, datos sintéticos, registros históricos, simulaciones basadas en IA y otros datos operacionales.
- Inteligencia virtual: los modelos de inteligencia artificial aprenden del pasado y utilizan datos en tiempo real para simular comportamientos y prever resultados.
- Supervisión y predicciones en tiempo real: el análisis automatizado y las visualizaciones interactivas en 2D o 3D (a menudo presentadas con interfaces como las de un videojuego) ofrecen recomendaciones proactivas y alineadas con los objetivos de la organización.
¿Qué es la inteligencia artificial?
La inteligencia artificial (IA) hace posible que las máquinas aprendan de la experiencia, se adapten a nuevos datos y realicen tareas propias de las personas. Lea sobre la historia y las aplicaciones reales que muestran cómo la IA y los gemelos digitales convergen en el mundo actual.
Cómo la IA generativa potencia los gemelos digitales
La IA generativa (GenAI) amplía las capacidades de los gemelos digitales al crear nuevos datos y conocimientos a partir de estos modelos dinámicos. Mientras que la inteligencia artificial tradicional sobresale en tareas específicas, la IA generativa puede producir datos y escenarios nuevos que ayudan a optimizar e impulsar la innovación en los procesos.
Por ejemplo, la IA generativa puede simular diferentes condiciones y predecir resultados para los gemelos digitales, ofreciendo información valiosa sobre posibles mejoras. Esto permite a las organizaciones probar y perfeccionar sus operaciones de forma digital, acelerar el desarrollo y reducir costes.
La sinergia entre los gemelos digitales y la IA generativa acelera la transformación digital de las organizaciones, haciéndolas más ágiles y competitivas.
Aquí se muestran otras formas en que la IA generativa potencia la funcionalidad de los gemelos digitales:
- Procesamiento y análisis de datos: los algoritmos de IA procesan con eficacia los flujos de datos generados por los gemelos digitales, eliminan el ruido y extraen la información más relevante. La IA generativa analiza grandes volúmenes de datos desde nuevas perspectivas y genera «datos sintéticos» que sirven para mejorar la precisión y la eficiencia de los sistemas y procesos de IA existentes.
- Modelización predictiva: mediante el aprendizaje automático, la IA generativa puede anticipar condiciones y comportamientos futuros para actuar con antelación y prevenir incidencias o mejorar el rendimiento de los sistemas.
- Optimización y toma de decisiones: la IA generativa puede proponer optimizaciones para sistemas y procesos, y ofrece recomendaciones basadas en datos para asistir a los responsables de la toma de decisiones.
Casos de uso de los gemelos digitales
Modelado de procesos complejos con tecnología gemelos digitales
El fabricante austríaco de ladrillos Wienerberger ha estado probando ideas innovadoras en el ámbito de la fabricación utilizando gemelos digitales. Estos modelos virtuales de la planta permiten a los fabricantes supervisar, analizar y optimizar sus operaciones.
Al contar con un modelo virtual de todo el proceso de producción, el equipo de Wienerberger utiliza la tecnología gemelos digitales para probar nuevas ideas sin poner en riesgo la continuidad operativa ni provocar fallos. Hasta el momento han logrado probar estrategias para optimizar elementos clave de la producción, como el horneado y el secado de ladrillos, en un entorno completamente virtual.
«El concepto de gemelo digital desempeña un papel absolutamente crucial en la fabricación», explica Florian Zittmayr, responsable de ciencia de datos en Wienerberger. «Especialmente cuando los casos de uso se vuelven más complejos y ya no se centran en una sola etapa del proceso productivo».
La revolución del análisis fiscal con la tecnología gemelos digitales
El Servicio Público Federal (SPF) de Finanzas de Bruselas ha transformado el análisis fiscal gracias a la implementación de una tecnología gemelos digitales llamada Aurora, diseñada para eliminar los sesgos y las ineficiencias que suelen presentarse en los métodos tradicionales basados en datos de muestra. Aurora analiza información procedente de siete millones de declaraciones de impuestos, lo que ofrece a los responsables de políticas públicas un nivel de precisión y conocimiento sin precedentes sobre el sistema tributario nacional.
«Utilizamos Aurora siempre que necesitamos resultados extremadamente precisos o cuando analizamos un régimen fiscal poco frecuente», explica Adriaan Luyten, jefe de la Unidad de Política Fiscal del departamento de investigación del SPF. «Cuanto más precisas son nuestras estimaciones, mejor informados están nuestros responsables políticos y mejores serán los resultados».
Aurora no solo replica cálculos, sino que predice diversos escenarios fiscales con una precisión extraordinaria. Esto permite formular políticas más eficaces y contribuye a definir el futuro de la estrategia financiera.
Ventajas de los gemelos digitales
Integrar los gemelos digitales en los flujos de trabajo de una organización ofrece múltiples ventajas, entre ellas:
- Mayor eficiencia y productividad: al reproducir con precisión los activos y procesos del mundo real, los gemelos digitales ayudan a optimizar las operaciones y aumentar la productividad. La IA generativa permite evaluar distintos escenarios, lo que garantiza que se implemente la mejor solución para cada necesidad del negocio.
- Ahorro de costes y reducción de riesgos: el análisis y mantenimiento predictivos ayudan a anticipar fallos y minimizar los tiempos de inactividad, evitando gastos innecesarios. Además, la posibilidad de modelar varias alternativas de manera simultánea reduce los errores potencialmente costosos y contribuye a ofrecer servicios más eficientes.
- Mantenimiento y supervisión continuada: la monitorización constante de los activos facilita su conservación y prolonga su vida útil. Gracias a ello, las organizaciones pueden detectar posibles incidencias y resolverlas en cuanto aparecen.
Otros tipos de gemelos digitales
La versatilidad de la tecnología gemelos digitales permite aplicarla en una amplia variedad de sectores y ámbitos de actividad:
- Manufactura y supply chain o cadena de suministro: optimizar las líneas de producción y la logística mejora la eficiencia, la calidad de los productos y la satisfacción del cliente, tanto en bienes de consumo como en artículos industriales a gran escala o en mejoras en el encadenamiento. Al combinar los sensores del Internet de las cosas (IoT) con los gemelos digitales, las empresas también han mejorado sus capacidades de un mantenimiento predictivo más eficaz en toda la industria manufacturera.
- Sector público: las ciudades inteligentes, la gestión gubernamental y los grandes proyectos de infraestructura pueden beneficiarse enormemente de los gemelos digitales. Su aplicación en áreas como la planificación vial, el control del tráfico o la optimización de los servicios públicos y energéticos ya está ofreciendo resultados tangibles de la implementación de tecnología gemelos digitales.
- Finanzas y seguros: en el sector financiero y asegurador, la implementación de tecnología gemelos digitales permite analizar grandes volúmenes de datos y optimizar procesos con mayor eficiencia. Gracias a ello, las organizaciones pueden aumentar su rentabilidad, trasladar los ahorros a los consumidores y basar sus decisiones estratégicas y de política pública en información más precisa.
- Medicina y salud: el uso de gemelos digitales en el sector sanitario permite personalizar los tratamientos y gestionar los hospitales con mayor eficacia. Esto se traduce en mejores resultados para los pacientes, menos desperdicio de recursos y una atención más eficiente.
Es apasionante pensar en todo lo que los gemelos digitales nos permiten hacer al crear réplicas virtuales de sistemas reales. La capacidad de simular escenarios, anticipar resultados y ajustar estrategias de forma continua puede transformar por completo nuestra manera de resolver problemas y de decidir el rumbo a seguir.
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