Optimizing Digital Twin for Net-Zero Retrofitting for UK Existing Building Stock

Os edifícios em que vivemos e trabalhamos são uma parte massiva do problema climático. No Reino Unido, o ambiente construído é responsável por quase um quarto das emissões de carbono do país. O desafio é que a maioria dos edifícios que se espera estarem de pé em 2050 já foi construída. Isso significa que o caminho para um futuro mais limpo não depende da construção de novas estruturas perfeitas, mas sim de consertar as antigas. A forma tradicional de atualizar estes edifícios — frequentemente chamada de retrofit — envolve geralmente a adição de isolamento ou a substituição de sistemas de aquecimento com base em planos estáticos. No entanto, estes métodos falham frequentemente em prever como um edifício irá realmente funcionar quando as pessoas estiverem a viver nele, levando a uma lacuna entre a poupança de energia prometida no papel e a realidade no terreno. Para colmatar esta lacuna, os investigadores estão a analisar uma ferramenta chamada gémeo digital. Pense num gémeo digital como uma cópia virtual viva e pulsante de um edifício físico. Ao contrário de um simples projeto, esta versão digital está ligada a dados em tempo real, permitindo simular como o edifício reage ao clima, como as pessoas o utilizam e como os seus sistemas de energia funcionam ao longo do tempo. Oferece uma forma de testar diferentes atualizações num espaço virtual antes de gastar dinheiro em mudanças físicas, prometendo uma rota mais inteligente e eficiente para as emissções líquidas zero.

Uma equipa de investigadores da Universidade de Lincoln e da Universidade de Westminster decidiu investigar se esta tecnologia poderia realmente resolver a crise do retrofit no Reino Unido. Eles não estavam apenas interessados na teoria dos gémeos digitais, mas na realidade prática de utilizar estes em milhares de edifícios existentes em todo o país. Para descobrir, inquiriram 383 profissionais que trabalham no setor, incluindo arquitetos, engenheiros, empreiteiros e funcionários governamentais. Estas eram as pessoas responsáveis por projetar, construir e gerir as atualizações. Os investigadores perguntaram-lhes sobre os seus métodos atuais, a sua familiaridade com a tecnologia de gémeo digital e o que impedia o seu uso. O objetivo era ir além do entusiasmo mediático e compreender as barreiras reais que impedem a utilização destas ferramentas poderosas para descarbonizar o parque habitacional do país.

Os resultados pintaram um quadro de uma indústria que compreende o potencial, mas que tem dificuldade em dar o primeiro passo. Os profissionais inquiridos concordaram, de forma geral, que os gémeos digitais poderiam ser incrivelmente úteis. Eles reconheceram que os dados em tempo real e a capacidade de acompanhar o desempenho após uma renovação são cruciais para fechar a lacuna entre a poupança de energia esperada e a real. De facto, os respondentes classificaram muito alto a importância da integração de dados em tempo real. No entanto, quando questionados sobre a sua própria experiência com a tecnologia, o cenário mudou. A maioria descreveu-se como tendo apenas uma familiaridade ligeira ou moderada com os gémeos digitais. Embora pudessem falar sobre o conceito, muito poucos o tinham realmente utilizado num projeto do mundo real. O estudo descobriu que a tecnologia está atualmente na sua infância dentro do setor de retrofit, com a adoção limitada maioritariamente a projetos-piloto ou discussões teóricas, em vez de uma prática quotidiana.

Talvez a descoberta mais surpreendente tenha sido que o simples conhecimento da tecnologia não garante que alguém a utilize. Os investigadores analisaram os dados para ver se a familiaridade de uma pessoa com os gémeos digitais, a confiança nas suas próprias competências digitais ou a crença no financiamento governamental previam se ela adotaria um novo modelo baseado na tecnologia. A resposta foi não. Nenhum destes fatores individuais foi forte o suficiente para prever a adoção por si só. Isto sugere que o problema não é a falta de consciência ou de vontade individual. Em vez disso, a barreira é sistémica. A indústria não está à espera de que uma única pessoa se torne especialista; está à espera que todo o sistema mude. Os profissionais identificaram que os obstáculos reais são estruturais: a incapacidade de diferentes sistemas de software comunicarem entre si, a falta de formas padronizadas de partilha de dados e o financiamento insuficiente para apoiar a transição.

O inquérito destacou cinco áreas específicas que a indústria acredita que devem ser abordadas para fazer os gémeos digitais funcionarem. A prioridade mais mencionada foi a interoperabilidade de dados, que é a capacidade de diferentes programas de computador e bases de dados trocarem informações de forma fluida. Sem isto, um gémeo digital não pode funcionar porque não consegue recolher os dados necessários de sensores, modelos de design ou faturas de energia. A segunda e a terceira prioridades foram a necessidade de estruturas padronizadas e melhor financiamento ou incentivos financeiros. Os profissionais sentiram que as políticas governamentais atuais são bem-intencionadas, mas mal implementadas, deixando-os sem as regras claras ou as redes de segurança financeira necessárias para investir em novas ferramentas digitais. A quarta e a quinta prioridades foram a colaboração entre diferentes setores e o desenvolvimento de programas de formação para capacitar a força de trabalho.

Com base nestas descobertas, os investigadores propuseram um novo modelo para guiar a transição do Reino Unido. Esta abordagem não se trata apenas de instalar software; é uma estratégia de quatro pilares que trata o problema como um sistema total. O primeiro pilar foca-se na construção de um ecossistema nacional de dados onde todas as diferentes ferramentas digitais possam falar a mesma linguagem. O segundo pilar pede um pacote de políticas coerente que vincule o financiamento governamental ao uso destas ferramentas digitais, garantindo que o apoio financeiro esteja disponível apenas quando os projetos cumprem padrões de dados específicos. O terceiro pilar enfatiza a capacitação, significando que as universidades e os organismos profissionais devem formar a próxima geração de arquitetos e engenheiros para serem fluentes em modelagem digital e análise de dados. O pilar final é a governação colaborativa, que sugere a criação de alianças entre o governo, a indústria e a academia para partilhar conhecimento e testar novas ideias em ambientes do mundo real.

O estudo conclui que a tecnologia para otimizar o parque de edifícios do Reino Unido existe, mas está atualmente presa num ciclo de consciência sem ação. Os profissionais estão prontos para avançar, mas precisam de um ambiente de apoio que remova os obstáculos técnicos e financeiros. Os investigadores argumentam que o caminho para as emissões líquidas zero não é uma questão de esperar que a tecnologia se torne perfeita, mas de construir o ecossistema que permita que ela seja utilizada de forma eficaz. Ao focar-se em padrões de dados, políticas consistentes, formação da força de trabalho e colaboração, o Reino Unido pode transformar o seu envelhecido parque de edifícios de um passivo de carbono num modelo de eficiência. A jornada de um edifício estático e ineficiente para um ativo dinâmico de emissões líquidas zero requer mais do que uma nova ferramenta; requer uma nova forma de trabalhar em conjunto.