El proyecto Modelo gemelo digital en fase de construcción (Cogito) ha trabajado en el desarrollo de un gemelo digital en tiempo real para proyectos de construcción. Para ello, ha utilizado métodos que garantizan la interoperabilidad entre los diferentes componentes y tecnologías que constituyen el ecosistema del gemelo digital, siguiendo los principios de la construcción eficiente.
La digitalización para la construcción eficiente es un paso previo para lograr la industrialización del sector de la construcción y es necesario ir más allá del modelado de información de construcción (BIM) estático aprovechando tecnologías como el IoT, la computación en la nube y la inteligencia artificial (IA).
Con el objetivo de minimizar los sobrecostes y tiempos de los proyectos de construcción y disminuir los accidentes en el lugar de trabajo, Cogito apunta a una alineación semántica y pragmática entre las nuevas técnicas de captura de datos y la entrega de servicios de valor agregado para el usuario final, aprovechando el poder de los datos casi en tiempo real. Así, se puede realizar una detección oportuna de los riesgos para la salud y seguridad de las personas, y de los defectos de calidad en la construcción, al tiempo que se dispone de una gestión del flujo de trabajo constantemente actualizada.
Laboratorios vivientes
Todas las herramientas desarrolladas e integradas en el ecosistema del gemelo digital de Cogito se han probado en dos laboratorios vivientes, donde se han involucrado a los usuarios finales y beneficiarios previstos en las actividades del proyecto. De esta forma, se han podido optimizar todos los desarrollos de acuerdo con las necesidades y requisitos de los diferentes proyectos.
Uno de los laboratorios vivientes ha sido la Estación de Alta Velocidad de Murcia, gestionada por Ferrovial. En este piloto, el departamento de Innovación de Ferrovial Construcción convocó a varios profesionales de la Asociación de Enfermería Comunitaria (AEC) de la compañía para su participación en las actividades del Living Labs en general. Además, trabajaron un total de 35 asistentes (incluidos gerentes de proyecto, diseñadores BIM y coordinadores de sitio) que participaron en los talleres de Ferrovial y mantuvieron debates fructíferos, proporcionando comentarios valiosos.
El segundo laboratorio viviente ha sido la ampliación de la red de metro de Copenhague (Dinamarca), gestionada por la empresa Rhomberg Sersa Rail Group (RSRG). El departamento de productos e innovación de RSRG organizó una reunión online con varios profesionales de la industria de la construcción ferroviaria. En total, 15 personas con diferentes roles (director de obra, director de BIM, director de salud y seguridad, así como director de calidad) participaron en la reunión y discutieron los temas y elaboraron el esquema.
En este proyecto se ha renovado el desvío ferroviario en la parte sur de la estación Sendlinger Tor, que consta de tres desvíos, el carril, la traviesa, el balasto (aproximadamente 580 t) y el sistema de carril conductor entre la estación Sendlinger Tor (incluido el andén y la vía de acceso 21) hasta la estación Goetheplatz. El proyecto se ha ejecutado en dos fases de construcción, cada una de las cuales ha incluido obras preliminares y de seguimiento. En este proyecto tanto el equipo de construcción como los modeladores BIM han sido los mismos que los usuarios finales que han estado involucrados en la prevalidación en Karlsruhe, y el modelo BIM se ha generado con los mismos modeladores involucrados.
Herramientas incluidas en el gemelo digital
En ambos proyectos se han utilizado las diferentes herramientas desarrolladas por Cogito, para garantizar la interoperabilidad entre los diferentes componentes y tecnologías que constituyen el gemelo digital. Entre las diferentes herramientas, destaca la plataforma de gemelos digitales (DPT), que es el núcleo de toda la cadena de herramientas. La plataforma apoya tanto la gestión de la información necesaria como la alineación semántica y pragmática entre los servicios Cogito y los sistemas de preprocesamiento de datos. Asimismo, permite la interoperabilidad con los estándares y formatos de datos existentes y emergentes que abarcan numerosos dominios.
Otra de las herramientas es la de modelado y simulación de procesos (PMS), que permite definir y simular tanto el modelo de procesos de negocio de construcción como el modelo de flujo de trabajo operativo. De esta forma, el usuario tiene la posibilidad de identificar los pasos del proceso que son críticos para la implementación exitosa del proyecto exponiendo oportunidades de optimización para minimizar el tiempo y/o el coste.
El paquete de software de visualización de gemelos digitales con realidad aumentada (DigiTAR) para pantallas montadas en la cabeza (HMD) de realidad aumentada comerciales ayuda a visualizar e interactuar in situ con los resultados de las herramientas de control de calidad (ubicación, tipo y gravedad de defectos geométricos y visuales) y las herramientas de seguridad (ubicación y tipo de riesgos de seguridad y medidas de mitigación esperadas).
El ecosistema de Cogito integra un módulo de preprocesamiento de datos de IoT, que mejora los sistemas de seguimiento de la ubicación al unificar diversas tecnologías y técnicas. El middleware de Cogito ofrece una fusión de métodos RTLS independiente de la tecnología, lo que mejora la precisión y evita la dependencia de un proveedor. Con capacidades de preprocesamiento y posprocesamiento personalizadas, proporciona una API unificada para la ingesta, entrega y monitorización de datos sin inconvenientes.
Por último, otra de las herramientas destacables son los contratos inteligentes (SCs) basados en blockchain. Un contrato inteligente es un algoritmo informático autoejecutable que se genera cuando se cumplen unas condiciones predeterminadas. Por lo general, se implementa y ejecuta en una cadena de bloques, y su objetivo es expresar de manera inviolable los términos que están contenidos en un contrato convencional, sin la participación de una parte intermediaria.
Aplicación preventiva SafeConAI
En ambos proyectos, el uso de un gemelo digital en tiempo real ha permitido optimizar los recursos y los costes. Además, gracias a las diferentes herramientas digitales utilizadas, también ha permitido mantener un fedback constate con las partes interesadas que han ayudado a mejorar la forma de trabajar, obteniendo una mayor seguridad y eficiencia a la hora de ejecutar las diferentes partes del proyecto.
Respecto a la seguridad, destaca el papel de SafeConAI como aplicación preventiva para mejorar las medidas de seguridad al incorporar características ambientales identificadas y espacios peligrosos en el modelo BIM.
SafeConAI tiene como objetivo procesar los datos 4D BIM según lo previsto de un proyecto de construcción y, basándose en un prototipo de verificación de normas de salud y seguridad, proponer medidas de mitigación, mejorando los datos 4D BIM con información relevante. De esta manera, Cogito ha demostrado que los esfuerzos de digitalización confiables garantizan un progreso eficiente del trabajo y seguro.