José Manuel Olaizola Martija.
José Manuel Olaizola Martija Project Manager – Smart Building And Cities Tecnalia

El edificio del siglo XXI: el Gemelo Digital

Los retos a los que se enfrenta un gestor de edificios han cambiado. Antes, su principal objetivo era asegurar que estos fuesen espacios seguros, limpios y confortables; pero, hoy en día, las necesidades de los inquilinos y usuarios son otras. Por lo tanto, los gestores tienen que ser capaces de conseguir una gestión adaptativa que pueda dar servicio a estos nuevos requerimientos. Por ejemplo, en un edificio de oficinas, las necesidades están alineadas con el establecimiento de unas condiciones que permitan la mejora de la productividad de los trabajadores, y además que la satisfacción laboral de sus usuarios mejore en un 10% de promedio. En otro caso, como una escuela, el objetivo es que el edificio en el que los estudiantes se forman tenga unas condiciones que logren una transferencia de conocimientos en una tasa superior a la media. Para ello el gestor de edificio debe analizar cuáles son los parámetros que influyen en estos nuevos objetivos que se desean lograr. Debe tener la capacidad de simular diferentes estrategias de control de los sistemas, y poder seleccionar aquel escenario que le permita lograr la finalidad marcada por esas nuevas necesidades.

Pero, aparte de estos nuevos requerimientos alineados con los usos específicos de los edificios, hay otros aspectos que se deben incorporar al ámbito de la gestión. Por un lado, las necesidades de los usuarios e inquilinos son cambiantes. Se solicita que los edificios sean más verdes, saludables, sostenibles y que aporten mayor confort. Esto obliga al Facility Manager a cambiar de perspectiva, pasando de una gestión centrada en las necesidades del edificio a otra focalizada en las de las personas.

Por otro lado, la legislación es cada vez más restrictiva. Se exige a los edificios un mayor control no solo en emisiones, sino también en consumo energético. En esta línea, el nuevo Código Técnico de la Edificación (CTE) incorpora exigencias orientadas a que estos tengan una alta eficiencia energética y una demanda de energía muy reducida, por lo que los gestores necesitan unas mayores medidas de control, y disponer de herramientas que permitan cuantificar su impacto.

Además, no se debe olvidar que los gestores también requieren de una simplificación y optimización de sus propios procesos de gestión. Por lo tanto, todo gestor requiere de un instrumento/sistema que le permita poder realizar un control macro del edificio y de su entorno. Esta herramienta clave es, sin duda, un Gemelo Digital.

Gemelo digital.

El Gemelo Digital del edificio

El término ‘Gemelo Digital’ comenzó a aplicarse a partir del año 2012 en el marco de la denominada Industria 4.0. El ingeniero informático Michael Grieves introdujo el concepto como parte de su investigación de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) en la Universidad de Michigan, mencionando la posibilidad de crear representaciones digitales de sistemas físicos. Desde entonces, el concepto ha evolucionado a gran velocidad y su aplicación ha sido posible en múltiples sectores. Según un estudio de la compañía Gartner, es una de las tecnologías que más van a incidir sobre la vida empresarial moderna en los próximos años.

El Gemelo Digital da respuesta a los principales retos de los edificios, permitiendo a sus gestores abordar tanto la eficiencia energética, la sostenibilidad, la automatización de procesos y la seguridad (incendios, sismo, robos, etc.), entre otros.

Dos de los principales retos en la gestión son el consumo energético y el mantenimiento, ya que son las principales partidas de gasto que tienen que tramitar los propietarios de un edificio. Según la Agencia Internacional de la Energía, los edificios son los responsables del 30% del consumo energético global y del 28% de las emisiones de CO2. Por otro lado, estudios especializados señalan que una gestión inteligente y automatizada de las instalaciones de un edificio puede suponer un ahorro de hasta el 40% en su consumo energético. Por lo tanto, una optimización de este parámetro, aparte de reducir los gastos de operación, contribuye a la mitigación del cambio climático.

En el ámbito del mantenimiento de los sistemas de un edificio, si se produce un cambio en la estrategia hacia un servicio proactivo orientado a un mantenimiento predictivo, puede suponer hasta un 20% más de ahorro energético, en comparación con la filosofía tradicional de “esperar hasta que se rompa”.

A fin de lograr estos objetivos, es necesario considerar el edificio de una forma holística, en la que se analice desde los procesos que se dan en él hasta el rendimiento de sus instalaciones. En este contexto se produce la aplicación de la tecnológica del Gemelo Digital en el edificio, orientado a una optimización de la eficiencia energética y el mantenimiento predictivo.

El Gemelo Digital es un modelo virtual alimentado por una cantidad masiva de datos que genera el propio edificio y su entorno a lo largo de su ciclo de vida útil. Las características constructivas y técnicas o los condicionantes de diseño y el mantenimiento, entre otros, están recogidos en el Digital Twin (Gemelo Digital).

Digitalización del edificio

La digitalización del edificio es el primer paso que ha de abordarse en la creación del Gemelo Digital. Este proceso ha de realizarse para lograr una gestión operativa integrada, eficiente y avanzada. La metodología BIM permite la generación de modelos geométricos y de información que representan de forma fidedigna la complejidad arquitectónica y de sistemas de un edificio.

  • Integrada: una gestión integrada en cualquiera de sus fases del ciclo de vida requiere que la información dinámica y multidisciplinar existente se encuentre estructurada, en un único modelo de información geométrica y de datos (modelo BIM), donde se integren los diferentes servicios del edificio (sistemas de calefacción y climatización, iluminación, controles de acceso y seguridad o consumo energético, entre otros).
  • Eficiente: se debe evolucionar hacia un sistema en el que los diferentes servicios de un edificio estén centralizados en un modelo digital, en el que se pueda ver reflejado en tiempo real la situación de todos sus sistemas simultáneamente, y que permita al gestor la actuación sobre los problemas detectados de forma holística, intuitiva y eficiente.
  • Avanzada: la existencia de este modelo integral y eficiente permite al gestor contar con una herramienta digital para la monitorización y operación del edificio en tiempo real. Con ella puede realizar una gestión energética eficaz, una optimización de los procesos y un mantenimiento predictivo de los sistemas existentes en él.
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