Después del accidente de la misión lunar del Apolo 13, la NASA utilizó simuladores y modeló vehículos no solo para evaluar anomalías, sino también para desarrollar, proyectar y probar soluciones en tiempo real para la supervivencia de los astronautas. El concepto ha evolucionado y hoy los gemelos digitales se refieren a réplicas virtuales en tiempo real de objetos físicos, sistemas y procesos, desde una excavación arqueológica o un consultorio médico hasta las plantas de fabricación de automóviles aviones y cohetes, pero el proyecto más ambicioso en la actualidad lo tiene a cargo la Unión Europea.
El proyecto “Gemelo Digital de la Tierra” de la Agencia Espacial Europea (ESA), dentro del programa Destino Tierra (DestinE), que impulsa la Comisión Europea, consiste en crear una réplica virtual de alta precisión de nuestro planeta para monitoreo. Su objetivo principal es simular y predecir fenómenos naturales y actividades humanas relacionadas con el cambio climático.
Este gemelo empezó a desarrollarse en 2022 y planean terminarlo en 2030. Este año se están logrando ambiciosos ajustes que le permitirán funcionar a la perfección. Su finalidad es apoyar el Pacto Verde Europeo y las estrategias digitales, permitiendo a científicos y responsables políticos anticipar crisis, como olas de calor, inundaciones, sequías y otros fenómenos extremos, para evaluar el impacto de medidas sostenibles antes de implementarlas.
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Su estrategia combina datos satelitales avanzados (en especial del programa Copernicus de la ESA) con modelos físicos, Inteligencia Artificial y supercomputación.
Un nuevo mundo
Los gemelos digitales de Destino Tierra son réplicas digitales de los complejos sistemas terrestres de nuestro planeta. Se construirán según categorías temáticas. El Gemelo Digital sobre Extremos Inducidos por el Clima, proporcionará capacidades y servicios para la evaluación y predicción de fenómenos extremos ambientales. El objetivo es anticipar con mayor precisión la ocurrencia e impactos de fenómenos naturales extremos, como inundaciones e incendios forestales.
La NASA tiene un Gemelo Digital de Incendios Forestales que utiliza con éxito IA y aprendizaje automático para pronosticar posibles rutas de incendios, fusionando datos de sensores para generar modelos globales precisos. En tanto, el gemelo digital sobre adaptación al cambio climático apoyará la generación de conocimientos analíticos y la prueba de escenarios predictivos en apoyo de políticas de adaptación y mitigación del cambio climático en escalas temporales decenales.
Del 2 al 4 de febrero se realizará en Frascati, Italia, la reunión “Componentes terrestres de los gemelos digitales de la ESA: reunión científica abierta 2026”, que incluye demostraciones de desarrollos de componentes gemelos digitales, debates entre científicos, instituciones de investigación, definidores de políticas e innovadores.
Hacia 2030-2034, se proyecta que el mercado global de los gemelos digitales alcance cifras astronómicas. Según datos del Digital Twin Market Report, el mercado global de gemelos digitales se valoró en 25 mil millones de dólares en 2025; se espera una tasa de crecimiento superior al 40% para 2030. Con lo que se estima que el mercado alcanzaría alrededor de los 400 mil millones de dólares en menos de una década.
Alrededor del 30% de las empresas manufactureras globales ya implementan estrategias de gemelos digitales. Empresas como BMW, Tesla, Siemens y General Electric utilizan gemelos digitales para simular, optimizar y monitorear procesos de fabricación en tiempo real. Estas herramientas les permiten reducir costos de mantenimiento, eficiencia y acelerar su producción.
Además, estiman que 70% de los líderes tecnológicos de las principales empresas utilizan y asignan recursos a estas iniciativas. Boeing creó una aplicación de inspección de aeronaves basada en realidad aumentada (RA), utilizando un gemelo digital de uno de sus aviones. El gemelo le ha permitido generar más de 100 mil imágenes sintéticas para entrenar los algoritmos de aprendizaje automático de la aplicación.
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De Italia con amor
Los gemelos también se utilizan para la conservación del patrimonio histórico. Italia implementa gemelos digitales que revolucionan la conservación de su patrimonio cultural, permitiendo la supervisión, diagnóstico y mantenimiento preventivo de monumentos históricos a través de réplicas virtuales interactivas en 3D.
Esta tecnología integra datos de escaneos láser, inteligencia artificial (IA) y sensores IoT para monitorizar el estado estructural en tiempo real y anticipar daños. Se usa en la Basílica de San Pedro en el Vaticano, Roma. Microsoft e ICONEM crearon un gemelo digital de la basílica para analizar las diferentes obras de arte del sitio histórico y al mismo tiempo detectar debilidades estructurales del edificio.
Génova, mediante el Proyecto Enheritage, utiliza gemelos digitales para proteger el patrimonio de la UNESCO, analizando en tiempo real el impacto ambiental en sus edificios históricos; mientras que, en Venecia, Econ, una empresa de IA, creó un gemelo digital 3D de la ciudad para visualizar el deterioro, ladrillo a ladrillo (con 2 cm de detalle) y simular el impacto del aumento del nivel del mar en la ciudad. También en Venecia, se implementan estas estrategias tecnológicas para optimizar el flujo de visitantes y analizar el desgaste en zonas de alto tránsito.
En 2010, a John Vickers, tecnólogo principal y director asociado del Laboratorio de Materiales y Procesos del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, se le atribuyó la creación del término “gemelos digitales”, aunque el concepto se había sido gestado medio siglo antes. La conquista espacial sigue evolucionando gracias a estos gemelos, como es el caso del Telescopio Espacial James Webb, el más avanzado del mundo.
Con sus cuatro pisos de altura y la longitud de una cancha de tenis, no cabía en la cámara de vacío térmico de la NASA, lo que impulsó a la Agencia a construir un gemelo digital, que modeló el “núcleo” para comprobar su temperatura, ya que un aumento repentino de la misma podría dejarlo "ciego". Según crónicas de la NASA sobre el despliegue histórico de este telescopio, se desarrolló un gemelo digital basado en 3D para que los científicos pudieran seguir en tiempo real el despliegue de su enorme parasol, una maniobra compleja que podía fallar con más de 300 diferentes posibilidades.
Los instrumentos y sistemas de naves espaciales son cada vez más complejos y los gemelos digitales no solo garantizan que estas tecnologías funcionen según lo previsto, sino también permiten la monitorización en tiempo real y la toma de decisiones adaptativa. Estas capacidades son cruciales para el regreso a la Luna y la llegada a Marte.
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En el espacio, los gemelos digitales de astronautas podrían desempeñar un papel fundamental en la predicción y mitigación de problemas de salud durante las misiones. Al integrar perfiles genómicos, edad, género, datos de vuelos previos e historial médico, estas herramientas podrían permitir la monitorización de la salud en tiempo real e intervenciones personalizadas.
Al poner a prueba la salud de los astronautas, los gemelos digitales también son una gran promesa para revolucionar la medicina personalizada, desde la prevención hasta el tratamiento de enfermedades. Ya se utilizan para sugerir ajustes en tiempo real en la administración de insulina a pacientes con diabetes tipo 1, y muestran un gran potencial en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cardíacas.
A medida que el mundo se vuelve más complejo, los gemelos digitales pueden ayudar a tomar decisiones más informadas, reducir riesgos y brindar beneficios para salvar vidas, al combinar el poder de la computación científica, la IA y la tecnología de sensores. Estos modelos virtuales están transformando el análisis de la Tierra y su humanidad, al proporcionar una imagen integrada de los sistemas pasados y presentes, y su evolución futura.
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