Gemelos digitales (Digital Twins) en proyectos de ingeniería civil y topografía.

Generalidades

En la era digital, los modelos digitales o Digital Twins han emergido como una herramienta revolucionaria en la ingeniería civil y la topografía. Estos modelos representan una copia virtual de un activo físico, como carreteras, puentes, edificios o, incluso, redes hidráulicas, permitiendo la simulación, el análisis y la optimización de su desempeño durante todo el ciclo de vida del proyecto.

Un Digital Twin se actualiza en tiempo real con datos provenientes de sensores,sistemas de información geográfica (GIS) y modelos BIM (Building Information Modeling). Este modelo interactúa bidireccionalmente con su contraparte física, lo que permite un monitoreo continuo y una mejor toma de decisiones basadas en datos.

Su implementación está regulada por normativa como la ISO 19650: Estándar internacional para la gestión de información en proyectos BIM. Sin embargo, en el nuevo Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del INVIAS ha incorporado un capítulo exclusivo sobre el modelado BIM, lo que indica un avance en la adopción de metodologías digitales en el diseño vial en Colombia.

Esto significa que ahora se considera BIM como una parte fundamental del proceso de diseño, posiblemente estableciendo estándares para su implementación en carreteras. Seguramente aborda la integración de modelos 3D, la interoperabilidad con software como Civil 3D, InfraWorks o Revit, y la coordinación con otras disciplinas como estructuras y drenaje.

Pasos para su ejecución

1. Captura de Datos: Recolección de información mediante LIDAR, drones, sensores IoT y datos BIM.

2. Creación del Modelo Digital: Integración de los datos capturados en una plataforma de modelación digital.

3. Simulación y Análisis:Uso del Digital Twin para analizar escenarios, simular condiciones y predecir desempeño.

4. Implementación y Monitoreo: Sincronización continua entre el modelo digital y el activo físico mediante sensores.

5. Mantenimiento y Mejora: Uso del modelo para planificar mantenimientos preventivos y optimizar operaciones.

Ventajas de los Digital Twins

• Mayor Precisión: Reducen errores gracias a la integración de datos en tiempo real.
• Optimización de Recursos: Mejoran la eficiencia en el uso de materiales y energía.
• Reducción de Costos: Disminuyen los costos asociados a retrasos y mantenimientos reactivos.
• Sostenibilidad: Facilitan el análisis de impacto ambiental y el diseño de soluciones más sostenibles.

Aplicaciones

1. Diseño y Planificación: Los Digital Twins integran información topográfica, geotécnica, hidráulica, estructural y de redes para prever posibles interferencias antes de la construcción.

2. Construcción: Facilitan el seguimiento del progreso en tiempo real, comparando el modelo planeado con el estado actual del proyecto. Mejoran la gestión de materiales y recursos mediante simulaciones.

3. Mantenimiento y Operación: Ayudan a monitorear la salud estructural de los activos mediante sensores IoT (Internet de las Cosas). Permiten la predicción de fallos y optimizan las estrategias de mantenimiento preventivo.

4. Levantamientos Dinámicos: La integración de datos con fotogrametría LIDAR y drones con Digital Twins ofrece modelos topográficos precisos y actualizados en tiempo real.

5. Gestión de Territorio: Apoyan la gestión de tierras y la planificación urbana mediante simulaciones de uso del suelo y análisis de impacto ambiental.

6. Obras Lineales: Permiten modelar carreteras, ferrocarriles y canales, simulando su comportamiento ante distintos escenarios de carga o condiciones climáticas.

Software Especializado

La creación y gestión de Digital Twins requiere herramientas especializadas como:

• Autodesk Navisworks: Diseño y simulación de infraestructuras.
• Bentley Systems (iTwin): Para la creación de gemelos digitales en proyectos de infraestructura.
• Siemens MindSphere: Plataforma IoT para integrar datos en tiempo real.
• ESRI ArcGIS: Integración de información geoespacial en modelos digitales.

Cuál es el producto para el cliente

Para los clientes, el Digital Twin representa:

• Un modelo interactivo y actualizado: Que facilita la visualización del proyecto en tiempo real.
• Herramientas de toma de decisiones: Basadas en datos precisos y simulaciones.
• Ahorro de costos: Mediante la optimización de recursos y la prevención de fallos.
• Mayor sostenibilidad: Al reducir el impacto ambiental de las operaciones.

Conclusión

Los Digital Twins representan un cambio de paradigma en la ingeniería civil y la topografía, ofreciendo herramientas poderosas para mejorar la precisión, eficiencia y sostenibilidad en proyectos de infraestructura. En INTOPCO ayudamos a tu empresa a adoptarlos como una ventaja competitiva en un mundo cada vez más conectado y orientado hacia el futuro.