Gemelos digitales y sensórica IoT: una nueva visión para gestionar el riesgo natural
Los riesgos naturales —inundaciones, aludes, deslizamientos, crecidas súbitas o fenómenos torrenciales— afectan cada año a miles de personas e infraestructuras en España y Europa.
La tecnología se ha convertido en el mejor aliado para comprenderlos, monitorizarlos y anticipar sus efectos. Entre estas tecnologías, destacan los
gemelos digitales, réplicas virtuales del territorio capaces de integrar datos en tiempo real, modelos predictivos y simulaciones.
En Arantec hemos aplicado esta filosofía dentro del proyecto NATURISK, combinando sensórica IoT, inteligencia artificial (IA), modelos de predicción y un potente visor cartográfico para crear un entorno digital que refleja el estado real del territorio y sus riesgos asociados… minuto a minuto.
A merced de la naturaleza
Las inundaciones, los terremotos o las temperaturas extremas se cobran cada año un elevado peaje. Solo en 2023 y según datos de Swiss Re, unas 76 000 víctimas y unas pérdidas económicas por valor de 280 000 millones de dólares.
La preparación y la pronta respuesta que requiere enfrentarse a estos eventos es todo un desafío que precisa no solo de infraestructuras más resilientes, sino también de mecanismos de evaluación y una gran concienciación pública.
¿Qué es un gemelo digital aplicado al riesgo natural?
Un gemelo digital del territorio no es solo un mapa. Es una plataforma viva donde confluyen:
- Datos de sensores IoT desplegados en zonas sensibles,
- Radares meteorológicos y modelos de previsión,
- Análisis hidrológicos y geotécnicos,
- Mapas oficiales de vulnerabilidad y peligrosidad,
- Modelos de machine learning capaces de detectar anomalías,
- Módulos avanzados como mantenimiento predictivo o ubicación óptima de sensores.
El gemelo digital permite ver cómo evoluciona el territorio, identificar umbrales de riesgo y anticipar comportamientos anómalos. Es una herramienta clave para la toma de decisiones por parte de ayuntamientos, protecciones civiles, operadores de infraestructuras o servicios de emergencia..
El aporte del proyecto NATURISK
1. Sensores IoT conectados en tiempo real
Dentro del proyecto NATURISK, hemos desarrollado un gemelo digital avanzado que integra:
2. Un sistema de control de calidad basado en IA
Este módulo analiza todas las series de datos usando reglas físicas, interpolación espacial e IA (Isolation Forest / Half-Space Trees) para:
- Detectar datos inconsistentes,
- Corregir señales erróneas,
- Reconstruir valores faltantes,
- Generar información más fiable para los modelos.
3. Un visor cartográfico de nueva generación
El mapa integra:
- Radar meteorológico en tiempo real,
- Zonas inundables oficiales del Ministerio,
- Deslizamientos y dinámica torrencial,
- Puntos expuestos y elementos vulnerables,
- Predicciones de peligros,
- Dispositivos IoT por organización,
- Herramientas de medición y análisis espacial.
Todo ello en un entorno fluido, responsivo y configurable.
4. Mantenimiento predictivo de la red sensórica
Gracias a la IA, el sistema identifica sensores que empiezan a fallar antes de que afecten a la calidad del dato, permitiendo reducir visitas innecesarias y optimizar recursos.
5. Modelos de optimización de red
El sistema analiza la información histórica y recomienda dónde instalar nuevos sensores para maximizar el valor añadido de la red actual.
Los gemelos digitales llevados a la práctica
Más allá de algunos proyectos piloto que buscan crear una copia digital del planeta para obtener una visión holística de los ciclos naturales, uno de los
escenarios más propicios para la implementación de estas soluciones son las ciudades. Así y tal y como comentan Pascal Martinez y Richar Vestner en el vídeo adjunto, urbes como Helsinki o Dublín ya se están beneficiando de estas innovaciones.
Los gemelos digitales para reducir los riesgos naturales hacen posible, por ejemplo, simular las consecuencias de fenómenos tales como las tormentas que pueden ocasionar inundaciones repentinas.
Otro uso también interesante de los gemelos digitales es la preparación de planes de evacuación. Este utilidad está implementada en Scheveningen, un distrito costero de la ciudad de La Haya al que cada año acuden miles de visitantes atraídos por sus playas. El gemelo digital implementado en este caso analiza en tiempo real avisos, pronósticos meteorológicos, tráfico o flujo de visitantes, facilitando el trabajo de los cuerpos de seguridad y los servicios de emergencia en caso de necesidad.
Gemelos digitales que evolucionan y aprenden
Gemelos digitales que evolucionan y aprenden
Uno de los avances clave del proyecto es que el gemelo digital puede aprender nuevas variables y ampliar su funcionalidad:
- Un modelo entrenado inicialmente con precipitación puede aprender también la dinámica de la temperatura, humedad, radiación solar u otras variables,
- La plataforma puede incorporar nuevas capas de riesgo sin modificar la arquitectura central,
- Se puede replicar el sistema en cuencas o regiones diferentes con mínimos ajustes.
Esto hace que el gemelo digital sea escalable, adaptable y transferible, algo fundamental en un contexto donde cada territorio presenta particularidades meteorológicas, orográficas y climáticas
Aplicaciones reales: de la visualización a la acción
El gemelo digital desarrollado en NATURISK no es solo un prototipo técnico. Está diseñado para resolver necesidades reales como:
- Anticipación de crecidas y fenómenos torrenciales,
- Análisis de impacto sobre infraestructuras críticas,
- Priorización de intervenciones en emergencias,
- Planificación de mantenimiento en redes sensóricas,
- Apoyo a la gestión de cuencas y municipios,
- Simulación de escenarios de riesgo.
Su utilidad ya se está aplicando en áreas de montaña como el Valle de Arán, donde el gemelo digital permite visualizar sensores en tiempo real, capas oficiales de inundabilidad, predicciones de deslizamientos y datos meteorológicos espaciales actualizados.
Conclusión: tecnología que reduce el riesgo natural
El desarrollo del gemelo digital dentro del proyecto NATURISK demuestra que:
- La sensórica IoT,
- La inteligencia artificial,
- La integración cartográfica avanzada
Constituyen una combinación clave para reducir riesgos naturales, mejorar la prevención y tomar decisiones basadas en datos fiables.
En Arantec seguimos trabajando para trasladar estas capacidades a más territorios, cuencas y municipios, avanzando hacia plataformas cada vez más robustas, predictivas y accesibles.
