El escenario de incertidumbre actual ha acelerado la adopción de los gemelos digitales en el sector del agua. Su aplicación en sistemas de distribución de agua potable, de saneamiento y alcantarillado, están experimentando un acelerado avance en todo el mundo. Durante el 2022, y los siguientes años, serán una de las herramientas más utilizadas para hacer frente a los nuevos desafíos.

Las gestoras más innovadoras a nivel internacional ya han introducido su implementación en sus planes estratégicos. Ya no es solo una idea deseable a futuro, sino que muchas utilities han puesto sobre el papel acciones concretas. Esto va en línea con la apuesta por la transformación digital. “Tras la digitalización de los procesos y la sensorización de las infraestructuras, el siguiente paso natural es la extracción del valor de todos esos datos. En este camino, el gemelo digital se presenta como una de las mejores herramientas, ya que integra toda la información para ofrecer una visión holística y transversal”, indicó Pilar Conejos, Digital Twin Manager de Idrica.

Para la experta, su puesta en marcha debe incluir: una plataforma integradora de toda la información recogida de los activos y la infraestructura, modelos hidráulicos y analítica avanzada, y un sistema de visualización potente y adecuado a los usuarios. Y es que, el gemelo digital va mucho más allá de la mera simulación de escenarios: el desarrollo de casos de uso, entendidos como la capacidad de resolver problemas y optimizar la operación diaria, es uno de sus principales elementos.

Para implementarlo con éxito, “las gestoras deberán superar distintos retos en los próximos años, que incluso pueden actuar como barrera a su penetración”, subrayó Pilar Conejos. Por ejemplo, la insuficiente calidad de los datos y su ubicación en sistemas aislados difíciles de conectar, o la complejidad intrínseca a disponer de un modelo de simulación permanentemente actualizado y funcionando en tiempo real”. Además, “para que su puesta en marcha sea un éxito, la inversión debe ir acompañada de una organización y cultura innovadoras. Si hay algo implícito al gemelo digital, es una nueva forma de trabajar”, mencionó la experta de Idrica.

Los gemelos digitales: transformando el mundo real a través del virtual

La definición quizás más aceptada de los gemelos digitales es la que los describe como una copia virtual del sistema de distribución que simula su comportamiento.

Como representación de su comportamiento real, el gemelo digital ayuda a tomar mejores decisiones gracias a la visión holística que proporciona del sistema y su capacidad de simulación de escenarios reales y ficticios. De esta forma, las gestoras pueden analizar de antemano la respuesta de la red ante cualquier circunstancia de la operación, haya ocurrido o no en el pasado, para valorar distintos escenarios. Para ello, es imprescindible que esté representada tanto la física como la dinámica del sistema, es decir, que se aúne la representación virtual de los activos físicos con la simulación de su comportamiento en el entorno digital.

Ahora bien, para los expertos de Idrica, esta tecnología necesita una gran cantidad de datos o información del sistema físico para funcionar. Esto es, el desarrollo de casos de uso y aplicaciones prácticas depende de la sensorización y de la información proporcionada por los sistemas digitales implementados, como SCADA, SIG o CMMS. Hoy en día, muchas de las empresas cuentan con esta información, por lo que para ellas el siguiente reto es concentrarla, unificarla y estandarizarla en una única plataforma, que sirva de base para alimentar al gemelo digital con los datos del mundo real, señalan.

Cuatro beneficios para el sector del agua

Resiliencia. El gemelo digital permite mejorar la capacidad de adaptación de forma rápida y segura a cualquier circunstancia, haya acontecido o no en el pasado. Esto incluye las emergencias, las alertas sanitarias y los episodios que pueden resultar derivados  del  cambio  climático.

Al poder probar nuevas ideas y cambios de forma virtual, antes de tomar una decisión en el sistema real, se minimizan riesgos, tiempo y costos en su operación. Los gemelos digitales ayudan a anticipar problemas y determinar las medidas necesarias para evitar la aparición de contingencias o minimizar sus consecuencias. En definitiva, garantizan que, incluso en situaciones críticas y en sistemas de distribución complejos, el suministro de agua seguirá disponible 24/7.

Eficiencia. Los gemelos digitales ayudan a optimizar los sistemas en el presente y el futuro, tanto desde el punto de vista de la operación como de su planificación. Gracias a la visión holística que proporcionan, la toma de decisiones se realiza considerando el impacto que las mismas pueden tener en los distintos procesos que tienen lugar en el sistema.

Por ejemplo, se puede reducir el coste energético determinando los horarios de bombeo óptimos teniendo en cuenta el precio horario de la energía, al mismo tiempo que se mantienen bajo control todos los parámetros hidráulicos del sistema. Asimismo, es posible lograr este ahorro gracias a la operación más eficiente de los activos y la planificación del sistema, considerando el consumo energético asociado al diseño de las nuevas infraestructuras.

Gestión orientada al ciudadano. Los ciudadanos del siglo XXI están demandando una mayor información y mejor servicio, al mismo tiempo que son una parte esencial de la gestión de los sistemas de distribución de agua. En este sentido, los gemelos digitales deben incorporar a los ciudadanos, ofreciéndoles información de afecciones en el servicio con antelación, ya sea por actuaciones planificadas en la red o por una emergencia. Además, en la operación del sistema, permiten tener en cuenta la existencia de usuarios críticos, como los hospitales, a fin de garantizar el abastecimiento ante cualquier situación.

Pero no solo eso: los retos a los que nos enfrentamos, como el incremento de la demanda por el crecimiento urbano o la escasez de agua, requieren de la colaboración de los gestores de los sistemas de distribución de agua, y del ciudadano como usuario final. Por ejemplo, el acceso de los usuarios a la información de su consumo detallado revertirá en una mejor actuación y concienciación ante políticas de uso responsable del recurso.

Sostenibilidad. Hay una apuesta clara por el nuevo concepto de ciudades sostenibles. Su objetivo es adaptarse al cambio climático a través de la planificación, la gestión óptima de las infraestructuras y la participación ciudadana. La tecnología aplicada a los sistemas de agua urbana permite operarlos de forma segura y eficiente, tratando de reducir el consumo del recurso hídrico y de energía. Además, favorecen la comunicación bidireccional entre las empresas gestoras y los ciudadanos, quienes ahora pueden ayudar a afrontar los nuevos retos y recibir información sobre cómo sus acciones contribuyen a mejorar la gestión de los recursos.