Optimizing Digital Twin for Net-Zero Retrofitting for UK Existing Building Stock
Esta investigación propone un marco impulsado por Gemelos Digitales para optimizar la rehabilitación de emisiones netas cero para el parque de edificios existentes del Reino Unido, identificando barreras de adopción significativas mediante un estudio de métodos mixtos y recomendando estrategias políticas y colaborativas para cerrar la brecha entre la innovación digital y los objetivos de descarbonización.
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Los edificios en los que vivimos y trabajamos son una parte masiva del problema climático. En el Reino Unido, el entorno construido es responsable de casi una cuarta parte de las emisiones de carbono del país. El desafío es que la mayoría de los edificios que se espera que estén en pie en 2050 ya han sido construidos. Esto significa que el camino hacia un futuro más limpio no depende de construir nuevas estructuras perfectas, sino de arreglar las antiguas. La forma tradicional de actualizar estos edificios —a menudo llamada rehabilitación— suele consistir en añadir aislamiento o cambiar los sistemas de calefacción basándose en planes estáticos. Sin embargo, estos métodos a menudo no logran predecir cómo funcionará realmente un edificio una vez que la gente viva en él, lo que genera una brecha entre el ahorro energético prometido en el papel y la realidad sobre el terreno. Para cerrar esta brecha, los investigadores están analizando una herramienta llamada gemelo digital. Piense en un gemelo digital como una copia virtual, viva y palpitante, de un edificio físico. A diferencia de un simple plano, esta versión digital está conectada a datos en tiempo real, lo que le permite simular cómo reacciona el edificio al clima, cómo lo utiliza la gente y cómo funcionan sus sistemas de energía a lo largo del tiempo. Ofrece una forma de probar diferentes mejoras en un espacio virtual antes de gastar dinero en cambios físicos, prometiendo una ruta más inteligente y eficiente hacia las emisiones netas cero.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Lincoln y la Universidad de Westminster se propuso investigar si esta tecnología podría resolver realmente la crisis de la rehabilitación en el Reino Unido. No solo estaban interesados en la teoría de los gemelos digitales, sino en la realidad práctica de utilizarlos en los miles de edificios existentes en todo el país. Para averiguarlo, encuestaron a 383 profesionales que trabajan en el sector, incluyendo arquitectos, ingenieros, contratistas y funcionarios de políticas públicas. Estas eran las personas responsables de diseñar, construir y gestionar las actualizaciones. Los investigadores les preguntaron sobre sus métodos actuales, su familiaridad con la tecnología de gemelos digitales y qué impedía su uso. El objetivo era ir más allá del entusiasmo mediático y comprender las barreras reales que impiden que estas potentes herramientas se utilicen para descarbonizar el parque de viviendas de la nación.
Los resultados pintaron un cuadro de una industria que comprende el potencial pero que tiene dificultades para dar el primer paso. Los profesionales encuestados coincidieron generalmente en que los gemelos digitales podrían ser increíblemente útiles. Reconocieron que los datos en tiempo real y la capacidad de rastrear el rendimiento tras una renovación son cruciales para cerrar la brecha entre el ahorro energético esperado y el real. De hecho, los encuestados calificaron muy alto la importancia de la integración de datos en tiempo real. Sin embargo, cuando se les preguntó sobre su propia experiencia con la tecnología, la situación cambió. La mayoría se describió a sí misma como solo ligeramente o moderadamente familiarizada con los gemelos digitales. Aunque podían hablar del concepto, muy pocos los habían utilizado realmente en un proyecto real. El estudio encontró que la tecnología se encuentra actualmente en su infancia dentro del sector de la rehabilitación, con una adopción limitada principalmente a proyectos piloto o discusiones teóricas, en lugar de una práctica cotidiana.
Quizás el hallazgo más sorprendente fue que el simple hecho de conocer la tecnología no garantiza que alguien la utilice. Los investigadores analizaron los datos para ver si la familiaridad de una persona con los gemelos digitales, su confianza en sus propias habilidades digitales o su creencia en la financiación gubernamental podían predecir si adoptaría un nuevo marco basado en dicha tecnología. La respuesta fue no. Ninguno de estos factores individuales era lo suficientemente fuerte como para predecir la adopción por sí solo. Esto sugiere que el problema no es la falta de conocimiento o de voluntad individual. En cambio, la barrera es sistémica. La industria no está esperando a que una sola persona se convierta en experta; está esperando a que todo el sistema cambie. Los profesionales identificaron que los obstáculos reales son estructurales: la incapacidad de los diferentes sistemas de software para comunicarse entre sí, la falta de formas estandarizadas para compartir datos y la insuficiencia de fondos para apoyar la transición.
La encuesta destacó cinco áreas específicas que la industria considera que deben abordarse para que los gemelos digitales funcionen. La prioridad mencionada con más frecuencia fue la interoperabilidad de datos, que es la capacidad de que diferentes programas informáticos y bases de datos intercambien información sin problemas. Sin esto, un gemelo digital no puede funcionar porque no puede recopilar los datos necesarios de sensores, modelos de diseño o facturas de energía. La segunda y tercera prioridad fueron la necesidad de marcos estandarizados y una mejor financiación o incentivos financieros. Los profesionales sintieron que las políticas gubernales actuales están bien intencionadas pero mal implementadas, dejándolos sin las reglas claras o las redes de seguridad financieras necesarias para invertir en nuevas herramientas digitales. La cuarta y quinta prioridad fueron la colaboración entre diferentes sectores y el desarrollo de programas de formación para mejorar las cualificaciones de la fuerza laboral.
Basándose en estos hallazgos, los investigadores propusieron un nuevo marco para guiar la transición del Reino Unido. Este enfoque no se trata solo de instalar software; es una estrategia de cuatro pilares que trata el problema como un sistema completo. El primer pilar se centra en la construcción de un ecosistema nacional de datos donde todas las diferentes herramientas digitales puedan hablar el mismo lenguaje. El segundo pilar exige un paquete de políticas coherente que vincule la financiación gubernamental al uso de estas herramientas digitales, asegurando que el apoyo financiero esté disponible solo cuando los proyectos cumplan con estándares de datos específicos. El tercer pilar enfatiza la creación de capacidad, lo que significa que las universidades y los organismos profesionales deben formar a la próxima generación de arquitectos e ingenieros para que sean fluidos en el modelado digital y el análisis de datos. El pilar final es la gobernanza colaborativa, que sugiere la creación de alianzas entre el gobierno, la industria y la academia para compartir conocimientos y probar nuevas ideas en entornos reales.
El estudio concluye que la tecnología para optimizar el parque de edificios del Reino Unido existe, pero actualmente está estancada en un ciclo de conciencia sin acción. Los profesionales están listos para avanzar, pero necesitan un entorno de apoyo que elimine los obstáculos técnicos y financieros. Los investigadores sostienen que el camino hacia las emisiones netas cero no consiste en esperar a que la tecnología sea perfecta, sino en construir el ecosistema que permita utilizarla de manera efectiva. Al centrarse en los estándares de datos, la política constante, la formación de la fuerza laboral y la colaboración, el Reino Unido puede transformar su envejecido parque de edificios de un pasivo de carbono en un modelo de eficiencia. El viaje de un edificio estático e ineficiente a un activo dinámico y de emisiones netas cero requiere más que una nueva herramienta; requiere una nueva forma de trabajar juntos.
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