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El tĆ©rmino āgemelo digitalā se ha convertido ya en un trending-topic para la industria del agua. No obstante, no existe una definición globalmente aceptada de a quĆ© llamar gemelo digital de un sistema de distribución de agua. Esta entrada de blog es una pequeƱa contribución a contextualizar la idea.
Un gemelo digital es una representación virtualizada, en un entorno digital, del comportamiento de un proceso o sistema fĆsico. El gemelo digital reproduce el comportamiento del sistema o proceso bajo diferentes condiciones de funcionamiento y niveles de abstracción. Cuando el sistema fĆsico comunica sus condiciones de funcionamiento al gemelo digital a travĆ©s de sensores, entonces es de esperar que el modelo digital reproduzca exactamente el mismo comportamiento del sistema real con algĆŗn grado de abstracción.
Las simulaciones del sistema de distribución de agua ya se hacen desde hace mucho tiempo. Me gusta un post escrito por Keshvinder Singh donde explica muy bien el uso de modelos de redes de agua en tiempo real y su conexión con los datos. Sin embargo, Āæpodemos considerar como gemelo digital un modelo que ejecuta simulaciones en EPANET o cualquier otro simulador existente? ĀæEs la conexión de las simulaciones en ejecución con los datos de los sensores lo que lo convierte en un gemelo digital? ĀæHemos fallado en la creación de modelos y ahora pretendemos resolver el problema creando un gemelo digital? ĀæEs el gemelo digital un upgrade de los modelos que ya tenĆamos? ĀæQuĆ© es lo que hace exactamente a un gemelo digital ser un gemelo digital?
En mi opinión un gemelo digital se expande mĆ”s allĆ” de las fronteras de los simuladores para entrar en lo que en otras industrias se conocen como emuladores [un simulador hace una mĆmica del comportamiento de un sistema, un emulador duplica la cosa āexactamenteā como es en la vida real]. Esta idea debe ser contextualizada particularmente para el caso de los sistemas de distribución de agua. Los modelos de las redes reales siempre se han simplificado de una manera o de otra [varias demandas concentradas en un mismo nodo, estimaciones no precisas de las demandas y patrones individuales de consumo, no consideración de la elasticidad de las tuberĆas y la compresibilidad del agua] y es especialmente difĆcil crear algo que se ajuste perfectamente a lo que significa un emulador. Emular un sistema de distribución de agua implicarĆa emular la diversidad de componentes que lo forman [bombas, motores, vĆ”lvulas, tuberĆas, etc.] y esto pondrĆa sobre la mesa la pregunta de considerar la componente estocĆ”stica del consumo de agua como parte del propio sistema o como condición de trabajo. Incluso en la variante de llegar a hacer esto tĆ©cnicamente posible, esto serĆa económicamente inviable para las compaƱĆas de agua hoy. Nosotros defendemos la idea de una mejora continua de los modelos de sistemas de distribución de agua conectados a datos para hacerlos progresivamente mĆ”s cercanos a la realidad. Tanto empresas como investigadores deben tambiĆ©n ser conscientes del lĆmite económico existente para ellos que dependerĆ” tanto de las condiciones de la empresa encargada de la gestión del sistema como del precio del agua. A partir de cierto punto, no tiene sentido para una red de agua, tĆ©cnicamente hablando, crear un gemelo digital a un coste superior que los beneficios que se obtendrĆ”n de Ć©l. Estas son las razones por las cuales particularmente prefiero entender los gemelos digitales para sistemas de distribución de agua como una mejora progresiva de los modelos conectados a data dentro del alcance de las condiciones de cada compaƱĆa y el precio del agua. Esto es un viaje, no un destino. Es un viaje, no un destino.
Tras conocer a Agnethe Peterson en una sesión de zoom sobre el gemelo digital organizada por el Foro SWAN, me envĆa su ponencia "Vivir y crear prototipos de gemelos digitales para sistemas urbanos de agua: Hacia la creación de valor multipropósito usando modelos y sensores". El artĆculo era fantĆ”stico y muy ambicioso. Los autores dividĆan los gemelos digitales para el WDS en dos tipos: vivos y de prototipo. La versión viva se referĆa a un DT acoplado con observaciones de campo y la versión de prototipo se referĆa a un escenario del sistema sin acoplamiento directo con observaciones en tiempo real. En el enfoque que hemos desarrollado, no hacemos distinciones de los gemelos digitales. Una vez que un gemelo digital estĆ” en uso, acoplarlo o no a datos reales estĆ” mĆ”s relacionado con la aplicación que con el propio gemelo digital. Sin embargo, trabajar en un gemelo digital para un sistema de distribución de agua implicarĆ” necesariamente, en algĆŗn momento, un acoplamiento con datos reales para calibrar el modelo, sin importar si a nivel de aplicación se utilizarĆ” posteriormente acoplado con datos reales o para analizar escenarios hipotĆ©ticos desacoplados para la planificación o el diseƱo. A nivel de aplicación defendemos la idea de ejecutar algo similar al concepto de virtualización, donde instancias virtualizadas del gemelo digital pueden asumir diferentes aplicaciones especĆficas referidas a un Ćŗnico sistema fĆsico. Las aplicaciones pueden ir no sólo en la dirección de las representaciones en tiempo real o de la creación de prototipos, sino tambiĆ©n en la dirección de los escenarios "look-ahead" y de los escenarios "what-if" acoplados a los datos en lĆnea para evaluar las consecuencias de las alternativas de funcionamiento en tiempo real.
El sector estĆ” viviendo un gran momento de digitalización y mejora de la forma en que se opera y gestiona el sistema de distribución de agua en la actualidad. Estoy abierto a colaborar y discutir con otros especialistas y empresas de servicios pĆŗblicos sobre ideas y desarrollos de proyectos. Como empresa, estamos proporcionando WATERing como una solución para el anĆ”lisis de la red de agua capaz de conectarse a los datos en lĆnea y para ser extendido con plugins para satisfacer cualquier requisito especĆfico de la utilidad. Ofrecemos servicios de desarrollo, consultorĆa de proyectos y suscripciones a cursos en lĆnea. Si usted estĆ” interesado en estas Ć”reas sólo ponte en contacto con nosotros.
Me gusta cómo has distinguido simulador y emulador y has tocado el factor económico de tener un emulador