'Bessons' digitals perquè no caiguin els ponts

BarcelonaQuan l'astronauta Jack Swigert es va comunicar amb el centre d'operacions de la NASA per informar que tenien un problema ("Houston, we've had a problem here"), immediatament la prioritat per a tot l'equip era saber què passava a la nau Apollo 13. Com que el sistema de comunicació a distància continuava funcionant, els enginyers van poder reproduir el sistema avariat de la nau amb total exactitud als laboratoris, trobar el problema que no els deixaria aterrar a la Lluna i, tot seguit, la solució. Aquest va ser un dels primers casos en què la tecnologia dels digital twins (o bessons digitals) s'aplicava, i poc temps després, el seu interès arribaria a altres llocs on la indústria i la tecnologia començaven a convergir, com ara la Xina.

Rolando Chacón treballa al departament d’enginyeria civil i ambiental de la UPC i és responsable a la mateixa universitat del projecte europeu ASHVIN. Aquest projecte té com a objectiu millorar la productivitat al món de la construcció, reduir costos i augmentar la seguretat dels llocs de treball: segons les dades existents, el creixement en l'àmbit global de la productivitat laboral en la construcció només ha estat d'1% anual de mitjana en les dues últimes dècades.

D'una banda, en l'àmbit europeu, el nombre de víctimes mortals en aquest sector és especialment elevat si el comparem amb altres sectors. D'altra banda, és un dels menys digitalitzats. El pronòstic indica que l'any 2025 la digitalització i l'ús de l'internet de les coses (la tecnologia que permet la comunicació entre objectes físics i la xarxa) permetran estalviar entre un 13% i un 21% de les despeses anuals en les fases de disseny, enginyeria i construcció.

Tot i això, una de les qüestions més innovadores és la potenciació de l'anàlisi predictiva i prescriptiva d’aquesta tecnologia. I aquí és on encaixen els bessons digitals.

Menys errors de manteniment

El pont que uneix l'autovia A-2 i l'autopista AP-7 a Castellbisbal és una de les construccions que s'inclouen en aquest projecte. L'estructura està equipada amb sensors, imatges i teledetecció, que permeten el desenvolupament del seu bessó digital. La finalitat de tot plegat és supervisar l'evolució del pont de 800 metres a través de la plataforma d'ASHVIN, que és de codi obert. Els sensors permeten predir com ha de ser-ne el manteniment: per exemple, es pot saber en tot moment com evoluciona el formigó i quin és el seu estat. D'aquesta manera, es redueix molt el marge d'error en la presa de decisions i, en conseqüència, l'execució d'accions, perquè les dades empíriques no deixen espai per a l'error, de la mateixa manera que l'Apollo 13 va poder tornar a la Terra sense perill.

Els sensors connectats a les estructures físiques, com ara el pont de Castellbisbal, envien informació en línia, que s'emmagatzema i es processa conjuntament amb dades acumulades de projectes passats. Amb tota aquesta informació de passat i present, l’algoritme d’intel·ligència artificial pot visualitzar escenaris futurs segons l’estímul rebut: “Que els nostres ulls vegin més informació gràcies a les mesures és molt interessant: el bessó digital permet que hi puguem intervenir; en el cas de la NASA o en l'àmbit de la salut, aquesta intervenció és immediata, mentre que en casos com el de la construcció podem predir què passarà aquesta setmana”, explica Chacón.

Aquestes rèpliques bessones compten amb tres capes principals, però la capa virtual pot disposar de tantes subcapes com sigui possible: "Cada capa pot ser una empresa especialitzada diferent; és per això que la plataforma ha de tenir la capacitat de rebre i adaptar informació sigui quin sigui el seu format", afegeix aquest expert. Tot i la manca de professionalització al món de la construcció en aquest àmbit concret, són diversos els camps acadèmics que s'uneixen en la creació i supervisió d'aquestes estructures virtuals, explica Chacón.

Més demanda

Aquest responsable de l'ASHVIN a la UPC insisteix en la necessitat d'incloure una nova figura professional en el món de la construcció, "el digital twin manager", per fer front a la demanda creixent d'un sector que està per explotar. Malgrat això, ja hi ha exemples recents que mostren els avenços a escala europea: la construcció de murs de seguretat al port de Rotterdam, l'ampliació de l'aeroport de Zadar (Croàcia), el sostre de l'Estadi Olímpic de Munic o la construcció d'oficines al districte del Poblenou a Barcelona són exemples d'infraestructures que s'emmarquen dintre del projecte ASHVIN.