01 Jul Gemelos digitales del territorio: entre la representación y la anticipación inteligente

Segovia, una ciudad con más de cincuenta y tres mil habitantes, cuenta ya con una representación virtual que combina datos geoespaciales, modelos 3D hiperrealista e información pública para facilitar una mejor gestión municipal. Es un gemelo digital que facilita la comprensión del ecosistema urbano, fomenta la transparencia y la participación ciudadana gracias a los datos y a la toma de decisiones eficientes en tiempo real.

En el caso de Segovia, el gemelo digital ofrece análisis de sombras y perfiles topográficos, así como información sobre espacios verdes, catastro tridimensional, potencial solar de las cubiertas y proyectos de regeneración urbana. Además, la herramienta facilita el acceso a múltiples capas de información espacial y normativa, conectando directamente con fuentes oficiales y se apoya en soluciones geoespaciales de empresas especializadas como ESRI, que aportan su experiencia en sistemas de información geográfica para reforzar la precisión y la escalabilidad del visor interactivo.

Sin lugar a dudas, el gemelo digital es la herramienta más eficaz para apoyar la gestión efectiva de una ciudad inteligente por sus características intrínsecas para la representación de objetos físicos en tiempo real, la modelización y contextualización de patrones de comportamiento complejos, y la actualización de parámetros entre lo que es el mundo físico y el virtual.

Más que una réplica virtual de la ciudad, un gemelo digital urbano es una infraestructura dinámica y conectada cuyo valor reside en la posibilidad de anticipar escenarios, coordinar decisiones e involucrar a múltiples actores —desde responsables técnicos hasta ciudadanía— en un diálogo estructurado en torno a la ciudad que se habita y se proyecta.

De modelo virtual a sistema vivo

La estructura funcional de un gemelo digital urbano se organiza en capas interdependientes. En la base se encuentra la representación del entorno físico, a través de modelos 3D detallados de edificios, infraestructuras y redes urbanas. Sobre esta capa se articula un sistema de adquisición y gestión de datos provenientes de sensores IoT, imágenes satelitales, cámaras urbanas, estaciones meteorológicas, redes sociales y plataformas institucionales.

La modelización avanzada permite traducir estos datos en simulaciones realistas, respaldadas por algoritmos de inteligencia artificial y herramientas de análisis geoespacial. Finalmente, la capa de servicios ofrece funcionalidades adaptadas a distintos perfiles: desde gestores urbanos y operadores de servicios hasta equipos de emergencia o responsables de planificación.

El gemelo digital no es estático. Se retroalimenta continuamente con datos nuevos, se adapta a variaciones contextuales y puede escalar en complejidad a medida que se integran nuevos dominios (energía, movilidad, seguridad, medioambiente). Su utilidad radica en esta capacidad para combinar visión estratégica y operatividad inmediata.

Aplicaciones avanzadas en la gestión urbana: caso de uso Madrid

En Madrid, la Junta de Gobierno ha aprobado la licitación de su gemelo digital, uno de los proyectos transversales más destacados dentro de la estrategia Madrid Capital Digital.

El modelo se basa en una plataforma abierta, neutra e interoperable, preparada para integrar datos heterogéneos de fuentes internas y externas y soluciones de gemelos ya existentes, articulando así un enfoque denominado “gemelo de gemelos”. Este esquema permite consolidar información urbana procedente de múltiples capas y servicios, superando la fragmentación sectorial y facilitando una visión integral de la ciudad.

Entre las acciones previstas se incluye el escaneo terrestre anual de toda la ciudad mediante tecnología mobile mapping y el reconocimiento automatizado, apoyado en inteligencia artificial, de elementos urbanos como instalaciones, equipamientos, señalización, ocupación del espacio público o infraestructuras subterráneas. Esta información se complementa con las capas aéreas y terrestres disponibles en el Geoportal municipal y otros sistemas urbanos, logrando una representación coherente en las tres dimensiones: vuelo, suelo y subsuelo.

La plataforma facilitará el desarrollo de casos de uso específicos en ámbitos como la simulación de escenarios, la predicción de impactos y la optimización de operaciones urbanas. Madrid parte de la experiencia adquirida a través del Espacio Virtual Demostrador de Gemelo Digital, que ya ofrece un entorno experimental para validar modelos y metodologías.

Este enfoque de gemelo de gemelos proyectado en Madrid permite realizar simulaciones complejas, análisis predictivos y evaluaciones transversales para reforzar la resiliencia de la ciudad frente a situaciones diversas. Con ello se supera los límites de una gestión puramente vertical. Además, garantiza la reutilización y el aprovechamiento compartido de la información entre todas las áreas y servicios municipales, fortaleciendo la coordinación y la coherencia de la toma de decisiones.

Sin lugar a dudas, las potencialidades de un gemelo digital se despliegan en dominios diversos. En movilidad, por ejemplo, permite detectar patrones de congestión, anticipar picos de demanda y reconfigurar rutas de transporte público en tiempo real. También facilita la identificación de zonas de conflicto entre modos de transporte, la planificación de infraestructuras de movilidad activa (peatonal y ciclista) y la evaluación de accesibilidad para personas con movilidad reducida.

En el ámbito energético, los gemelos digitales hacen posible una planificación precisa de la rehabilitación urbana. A través del cruce de modelos solares, bases catastrales y datos de consumo, se pueden identificar cubiertas con alto potencial fotovoltaico, simular estrategias de autoconsumo compartido y optimizar la implantación de comunidades energéticas.

Los modelos aplicados a la gestión del agua permiten visualizar en 3D la red de distribución, anticipar roturas, mejorar la eficiencia hídrica y definir planes de contingencia frente a sequías o inundaciones. En combinación con datos climáticos y topográficos, se pueden planificar soluciones basadas en la naturaleza para mitigar riesgos hidrológicos.

Por su parte, en la gestión del medioambiente, los gemelos digitales posibilitan monitorizar la calidad del aire con gran granularidad, diseñar zonas de bajas emisiones y prever la evolución de contaminantes ante cambios meteorológicos o de movilidad. La simulación del comportamiento atmosférico en entornos urbanos densos (efecto cañón urbano) permite definir estrategias específicas por barrio o corredor.

A todo ello se suma su aplicación en infraestructuras críticas: seguimiento estructural de puentes, túneles o edificios públicos; programación preventiva del mantenimiento; integración de sensores para detectar anomalías; y gestión eficiente de los recursos urbanos. Este enfoque también mejora la planificación presupuestaria y la priorización de inversiones.

De la predicción al gobierno proactivo

Uno de los mayores avances que aporta un gemelo digital es la capacidad de construir modelos predictivos y escenarios What-If. Frente a la tradicional toma de decisiones basada en tendencias pasadas, los gemelos digitales permiten simular futuros posibles, evaluar impactos cruzados y diseñar intervenciones con base en evidencias dinámicas.

Por ejemplo, un ayuntamiento puede simular cómo afectará la construcción de un nuevo equipamiento público a la movilidad, el consumo energético y el uso del espacio público en su entorno inmediato. O cómo incidirá una política de peatonalización en los patrones de tráfico, la calidad del aire y el comercio de proximidad.

Esta capacidad no solo mejora la eficiencia técnica, sino que fortalece el principio de precaución y permite una gestión más proactiva frente a crisis o eventos extremos (ola de calor, inundaciones, pandemias). El gemelo digital se convierte así en un aliado para la resiliencia urbana y la seguridad operativa.

Gobernanza, interoperabilidad y cultura digital

El despliegue de un gemelo digital del territorio exige más que tecnología. Requiere una gobernanza clara sobre los datos, su calidad, su actualización y sus derechos de uso. La interoperabilidad tanto técnica como semántica entre sistemas —SIG, BIM, IoT, IA— es condición necesaria para evitar silos digitales y permitir una visión sistémica de la ciudad.

En este sentido, los nodos IoT desempeñan un papel estratégico como fuente de datos heterogéneos y continuos que refuerzan la precisión de los gemelos digitales del territorio. Es el caso de Málaga que cuenta con una red consolidada que ya se integra de forma operativa en su plataforma de gemelo digital, aportando información clave para la gobernanza del turismo, planificación urbanística, seguridad y emergencias y otras áreas. como la optimización energética. El desarrollo de su gemelo digital avanza gracias a la colaboración con Cibernos, empresa tecnológica que ha impulsado la integración de distintas capas de datos del territorio mediante un modelo abierto, escalable e interoperable. El proyecto combina el gemelo digital con la red de nodos IoT desplegada en la ciudad, así como otras entidades que se representan y visualizan, como entidades BIM de edificios, redes de agua y energía, que ya alimenta los modelos con datos en tiempo real sobre calidad ambiental, tráfico y uso de infraestructuras. A ello se suman otras fuentes como datos abiertos, redes sociales o participación ciudadana, que complementan la visión técnica con información social y contextual. Esta conexión fortalece la capacidad de simulación de escenarios en el territorio y la toma de decisiones operativa, permitiendo resolver los retos que a nivel de data se encuentra actualmente en la ciudad, bien utilizando técnicas de IA o bien de simulación.

Otro ejemplo es el de Sevilla. La infraestructura IoT disponible tiene un gran potencial para sumarse a futuros modelos de gemelos digitales, aprovechando la red de sensores y plataformas de datos abiertos para reforzar la monitorización y la anticipación en tiempo real.

Asimismo, la infraestructura debe garantizar niveles elevados de ciberseguridad, redundancia operativa y cumplimiento normativo en materia de protección de datos. El Reglamento General de Protección de Datos (RGPD) no solo impone obligaciones técnicas, sino que establece una relación ética con la ciudadanía basada en la transparencia, la anonimización y el consentimiento informado.

Además, los gemelos digitales exigen nuevas competencias profesionales en las administraciones públicas y en el tejido empresarial: desde especialistas en integración de datos hasta profesionales capaces de traducir modelos complejos en decisiones políticas comprensibles. La inversión en talento es tan estratégica como la infraestructura técnica.

Por último, democratizar el acceso al gemelo digital es una de las claves para generar confianza pública y activar procesos participativos. Herramientas visuales, plataformas interactivas y simulaciones accesibles permiten que la ciudadanía no solo consulte información, sino que contribuya activamente a diseñar soluciones urbanas más inclusivas.

Una inversión con retorno estratégico

El desarrollo de gemelos digitales urbanos representa una inversión que, correctamente orientada, ofrece retornos tangibles y medibles: ahorro energético, mejora en la eficiencia de servicios, mayor resiliencia ante emergencias, optimización de infraestructuras, reducción de emisiones, y fortalecimiento del vínculo entre ciudadanía y administración.

Numerosos programas públicos —como Digital Europe, Horizon Europe, fondos NextGenerationEU o iniciativas regionales como RETECH en España (Extremadura)— están habilitando recursos para acelerar su despliegue. Identificar oportunidades de financiación, establecer consorcios eficaces y alinear el diseño del gemelo con los retos estratégicos de la ciudad son pasos imprescindibles para capitalizar su potencial.

Sin lugar a dudas en este aspecto, la transferencia de conocimiento en esencial. El departamento de Informática de Sistemas y Computadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) fue reconocida con el premio Digital Tourist 2024 en la categoría de Gemelo Digital de Destino por su contribución a la aplicación de gemelos digitales en entornos urbanos y turísticos, demostrando cómo la transferencia de conocimiento desde el ámbito académico puede acelerar la madurez tecnológica de los municipios.

Los gemelos digitales urbanos no son un objetivo en sí mismos, sino una herramienta al servicio de una ciudad más eficiente, transparente y resiliente. Su verdadero valor se despliega cuando se diseñan como infraestructuras abiertas, adaptables e integradas, capaces de conectar sistemas técnicos, decisiones políticas y expectativas ciudadanas. En ese cruce entre datos, modelos y visión compartida, se encuentra la clave para construir ciudades que aprendan, dialoguen y evolucionen con inteligencia.

Autor: Adolfo Borrero, CEO de Aalto Consultores.