Las medidas para reducir la demanda energética podrían ahorrarnos hasta 2 billones de dólares al año de aquí al final de esta década.
Para aprovechar esa oportunidad en los sectores industriales, las innovaciones como los gemelos digitales serán fundamentales.
Se espera que los clústeres industriales se integren cada vez más digitalmente, impulsados por datos compartidos y analítica aplicada a gran escala.
A medida que la transición energética genera tensiones inmensas y crecientes entre los imperativos de seguridad, asequibilidad y sostenibilidad, la acción en materia de eficiencia energética es crucial para alcanzar los objetivos climáticos y de desarrollo. La buena noticia es que actuar sobre la eficiencia energética representa una enorme ganancia neta potencial: las medidas sobre la demanda energética, incluida la mejora de la eficiencia, podrían reducir el consumo de energía hasta en un 31%, ahorrando hasta 2 billones de dólares al año de aquí al final de esta década y evitando enormes cantidades de emisiones.
Los gobiernos de todo el mundo se enfrentan a la presión de revisar sus ambiciosos objetivos de transición energética y de fortalecer la colaboración con el sector industrial para obtener soluciones más eficaces y responsables ante su elevada demanda energética. En apoyo de estos esfuerzos, el Foro Económico Mundial ha creado una comunidad de 21 ambiciosos clústeres industriales en todo el mundo, donde las empresas ubicadas en el mismo lugar optimizan el uso de recursos e infraestructuras compartidos, reduciendo el consumo energético general.
En este esfuerzo por impulsar la eficiencia energética sin sacrificar la productividad, los gemelos digitales están surgiendo como una tecnología fundamental.
Los gemelos digitales hoy
Los gemelos digitales, o réplicas virtuales de activos físicos como fábricas, edificios, carreteras o redes eléctricas, son una tecnología prometedora que permite a las empresas colaborar de forma eficaz, compartir datos y optimizar cuatro áreas clave:
Producción: Identificar cuellos de botella, anticipar las necesidades de mantenimiento y ajustar los procesos para lograr la máxima eficiencia.
Residuos: Obtener información en tiempo real sobre el uso de materiales y el consumo de energía, lo que genera beneficios económicos y operaciones más ecológicas y sostenibles.
Beneficios: Tomar decisiones basadas en datos que desbloqueen un potencial oculto y mejoren la calidad de los productos.
Emisiones: Alcanzar objetivos operativos sostenibles en todo el clúster industrial mediante la supervisión y la reducción de las emisiones.
Los gemelos digitales existen desde hace algún tiempo, pero solo recientemente han sido capaces de ofrecer capacidades de extremo a extremo, utilizando la IA para impulsar una optimización adicional. Elevar esta tecnología y adoptarla a nivel de clúster reduciría aún más las emisiones y mejoraría el rendimiento de todo el ecosistema industrial. Sin embargo, esto requiere nuevos sistemas de gobernanza y colaboración, interfaces e intercambio de datos.
Un ecosistema digital integrado
Cada empresa de un clúster industrial recopila una enorme cantidad de datos del funcionamiento de sus activos físicos. Estos abarcan desde el diseño y el consumo energético del propio edificio hasta todas las actividades realizadas, como la fabricación y la logística. Tradicionalmente, estos datos estaban aislados en distintos silos, lo que dificultaba la toma de decisiones y los beneficios. Un ecosistema digital integrado podría cambiar esa situación.
El primer paso hacia el desarrollo de un ecosistema digital holístico consiste en permitir la conexión entre los silos. Esto puede lograrse aprovechando la tecnología de gemelos digitales combinada con la información de IA industrial. A escala de edificio o fábrica, esto significa que los datos de distintos procesos, como los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, pueden crear una matriz entre los datos físicos en tiempo real y las experiencias pasadas para desarrollar predicciones de automantenimiento y confort interior. Estos datos se comunican a la red en tiempo real, lo que significa que el sistema puede ajustar el consumo de energía y evitar la sobrecarga de la red, contribuyendo así a estabilizar la frecuencia y a reducir la congestión y la limitación de la energía renovable. Esto es especialmente relevante dada la creciente electrificación de los activos industriales y la presión sobre las redes para acoger de forma fluida una mayor aportación eléctrica procedente de fuentes renovables
El segundo paso consiste en ofrecer acceso a información e ideas unificadas y fiables que abarquen toda la empresa, por ejemplo, a través de una plataforma de inteligencia industrial. Este enfoque garantiza que las empresas se beneficien de una única fuente de verdad, disponible en tiempo real y compartida por todo su equipo. Esto maximiza el valor al fomentar un entorno de confianza mediante la colaboración, facilitando el descubrimiento de socios y recursos y coordinando los esfuerzos hacia objetivos comunes. Un gran ejemplo es el de la empresa estadounidense líder en energía Dominion Energy que abrió una nueva fuente de ingresos al compartir con sus clientes finales los datos recopilados en toda su red, lo que les ayuda a validar sus compromisos de sostenibilidad.
Partiendo de esos pasos, las empresas podrán crear un sistema nervioso central para todos sus activos ubicados en el mismo lugar, integrando datos de edificios con datos macro, como los precios y la demanda de energía, los patrones ambientales y mucho más. El siguiente hito es conectar entre sí a múltiples empresas de un clúster industrial.
Nuevas oportunidades para los clústeres industriales
Aunque la tecnología de gemelos digitales aún no se ha implementado a nivel de clúster, algunos proyectos pioneros a escala de producto, edificio, empresa y ciudad ofrecen una visión de las interesantes oportunidades futuras.
Una tecnología que conviene observar es el Gemelo Digital Verde, una aplicación que calcula la huella ambiental de un producto utilizando la información de toda la cadena de suministro, incluidas las piezas, herramientas y dispositivos adquiridos. El Gemelo Digital Verde no solo permite la transparencia de la huella ambiental actual o futura (y un cálculo sencillo en una fase temprana), sino que también ofrece la máxima flexibilidad para diseñar piezas destinadas a la reparación. Esta flexibilidad incluye además la refabricación con una huella ambiental reducida, manteniendo los requisitos de materiales y procesos. Esta herramienta de medición puede ayudar a rastrear y mitigar las emisiones generadas en la cadena de suministro y producción, incluidas las de los clústeres.
Edificios interactivos con la red pueden ser otra lección para los activos industriales. Los edificios interactivos con la red (incluidos los emplazamientos industriales) utilizan el Internet de las cosas y la IA para gestionar activamente el consumo de energía. Al ajustar el uso de energía en función de datos en tiempo real, optimizan su interacción con la red. Esta flexibilidad ayuda a reducir los desequilibrios y los cuellos de botella causados por las fuentes de energía renovable intermitentes en el lado de la red, al tiempo que abre nuevas fuentes de ingresos en el lado de los edificios. Una vez implementado en todos los edificios de un clúster, esto significa, por defecto, una gestión energética optimizada en toda la infraestructura. Para los niveles regional y nacional, esto puede suponer un cambio radical. En Estados Unidos, se prevé que este sistema aporte aproximadamente el 40% de la capacidad adicional prevista basada en energías renovables para 2030. Esto permitirá ahorrar anualmente en inversiones en redes hasta casi 12.000 millones de dólares, o alrededor del 8% del gasto anual en redes en Norteamérica (EE. UU. y Canadá) en 2030.
Por último, los gemelos digitales combinados con soluciones basadas en IA permiten a equipos multidisciplinarios globales trabajar en un entorno compartido centrado en los datos, conectar la ingeniería, el diseño y la simulación en una única base de datos y optimizar el diseño y la entrega de proyectos. Esto permite a las empresas llevar al mercado proyectos más grandes más rápido que nunca. Esta tecnología también puede mejorar la predicción y previsión de amenazas ambientales. Un ejemplo es el de la ciudad de Salem, en Oregón que garantiza la seguridad del agua potable mediante una tecnología de gemelos digitales potenciada con IA.
A medida que el mundo avanza hacia un futuro multimodal y multicombustible, la necesidad de un enfoque integrado nunca ha sido tan grande. Al escalar las tecnologías disponibles, los gemelos digitales pueden construir redes entre todas las empresas de un clúster industrial, unificando datos de todos los rincones de sus operaciones para, en última instancia, reducir las emisiones, identificar el potencial de recualificación y creación de empleo y contribuir a la economía local.
El desarrollo y la implementación de gemelos digitales en los clústeres industriales representan un salto transformador hacia entornos industriales más ecológicos, eficientes y colaborativos. Al abordar los desafíos y aprovechar las capacidades de las empresas digitalizadas, los clústeres industriales pueden no solo cumplir, sino superar los objetivos ambientales y económicos fijados por las partes interesadas a nivel mundial. Eso es bueno para las empresas y bueno para el planeta.
