Por Alfredo Soria/ACG.
Morelia, Michoacán.- La industria ya no se entiende únicamente desde el metal, los motores o las líneas de producción. Hoy, los datos, la simulación y la inteligencia artificial comienzan a definir cómo se fabrican, supervisan y optimizan los procesos. En ese cruce entre el mundo físico y el digital se ubica el concepto de gemelo digital, una tecnología que, aunque todavía poco conocida fuera de ámbitos especializados, ya transforma sectores clave de la industria, la energía y el entrenamiento humano.
En la Universidad Vasco de Quiroga (UVAQ), el Mtro. Daniel Iván Pureco Niño, coordinador de las maestrías en tecnología, explica que un gemelo digital es “una representación virtual de una maquinaria física, la cual está conectada de manera bidireccional”. Esto significa que el sistema real y su versión digital se comunican constantemente para analizar su comportamiento y mejorar su desempeño.
A diferencia de una simple simulación o un modelo visual, el gemelo digital no se limita al diseño. “No necesariamente es la digitalización del objeto en forma de diseño”, aclara Pureco Niño. En muchos casos, la imagen que se observa en pantalla funciona únicamente como una interfaz de supervisión. El verdadero valor del gemelo digital está en la información que recibe del entorno físico y en su capacidad para procesarla y aprender de ella.
Esta tecnología permite optimizar procesos desde distintos frentes. Uno de ellos es el aumento de la producción, al lograr que las máquinas operen de manera más rápida y eficiente. Otro es la reducción del desgaste de piezas, al cuidar motores, engranes o pistones antes de que fallen. También está la optimización de costos, al disminuir el consumo de energía, materia prima u otros recursos industriales. “Todo depende del enfoque que se le quiera dar”, señala el académico.
La base de este funcionamiento es la ciencia de datos y la inteligencia artificial. Sensores, cámaras y dispositivos de medición captan información del entorno físico y la convierten en datos que se procesan mediante software especializado. En el prototipo desarrollado en la universidad se utilizan herramientas como Python y la librería PyTorch para entrenar modelos capaces de interpretar imágenes, movimientos y señales del sistema.
Aunque para el ojo humano una imagen es solo una escena, para la computadora se trata de información numérica. “Para la computadora cualquier imagen es una matriz de dos dimensiones que está conformada por diferentes valores”, explica Pureco Niño. A partir de esos valores, la inteligencia artificial identifica patrones y probabilidades que le permiten tomar decisiones y, eventualmente, gobernar el comportamiento del sistema físico.
El gemelo digital también adquiere información mediante encoders y controladores lógicos programables, conocidos como PLC, que registran movimientos, posiciones y tiempos con alta precisión. Estos datos viajan a través de una red interna que conecta cámaras, computadoras y tabletas, permitiendo el monitoreo y control del sistema en tiempo real.
Aunque suele asociarse a maquinaria industrial, el concepto va más allá. Pureco Niño explica que los gemelos digitales también se aplican en el ámbito deportivo. A través de sensores colocados en atletas de alto rendimiento, es posible recopilar información sobre su movimiento, resistencia y desempeño para generar entrenamientos personalizados, enfocados en reforzar debilidades y optimizar capacidades físicas.
De forma similar, el académico señala que las personas cuentan con una especie de gemelo digital en su vida cotidiana. “Eso de que las empresas toman nuestros datos y entrenan inteligencias artificiales para ofrecernos recursos o anuncios, pues justamente es nuestro gemelo digital”. No existe una representación física de la persona, pero sí un sistema que aprende de sus hábitos y comportamientos.
En la UVAQ, el proyecto tiene un objetivo principalmente educativo. El gemelo digital desarrollado es un prototipo a escala que permite demostrar el funcionamiento de esta tecnología sin los costos ni los riesgos que implicaría un sistema industrial real. “El principal objetivo era que las personas lleguen a conocer lo que es un gemelo digital en la parte industrial”, explica Pureco Niño.
Este prototipo funciona como una etapa previa para su futura implementación en el laboratorio de manufactura de la universidad, donde existen bandas transportadoras, brazos robóticos, sensores y sistemas de control industrial. Antes de escalarlo, el modelo permite experimentar, hacer pruebas y corregir errores sin poner en riesgo equipos costosos.
El uso de gemelos digitales ya se extiende a sectores como la generación de energía eólica, la distribución eléctrica en grandes ciudades, la industria automotriz y la aeronáutica. En todos los casos, la lógica es la misma: simular, predecir y optimizar antes de que los problemas ocurran en la realidad.
Lejos de los escenarios de ciencia ficción, Pureco Niño subraya que la inteligencia artificial actual no busca sustituir ni gobernar a las personas. Se trata de sistemas especializados que, al integrarse, permiten decisiones más eficientes. Desde el entorno universitario, el gemelo digital se presenta como una herramienta clave para comprender cómo la industria del futuro comienza a construirse desde hoy, primero en el mundo digital y luego en el físico.
Fotos: Alfredo Soria/ACG.
