Así lo concluye un nuevo estudio de Accenture, el cual mide el impacto que podría tener estas tecnologías en industrias como la de movilidad, farmacéutica, bienes de consumo y electrónica.
Los gemelos digitales impulsan la sostenibilidad y la economía circular a velocidad y escala. Ayudan a las empresas a reducir sus costos, el uso de recursos y la huella de carbono. Apoyan la innovación disruptiva y los modelos de negocio ágiles y centrados en el cliente. Y pueden desbloquear beneficios adicionales combinados de 1,3 billones de dólares en valor económico y 7,5 Gt de reducción de emisiones de CO2e para 2030. Esas son las principales conclusiones de un nuevo estudio de Accenture y Dassault Systèmes, el cual examina el impacto que podría tener esta tecnología en varias industrias, incluyendo los bienes de consumo, la movilidad y la construcción. La conclusión del estudio es que si las empresas, los gobiernos y las sociedades aplicaran los gemelos virtuales, podrían cumplir objetivos de sustentabilidad con mayor facilidad o incluso más rápidamente.
¿Qué son los gemelos digitales? A grandes rasgos, es la generación de una réplica virtual de un producto, servicio o proceso que simula el comportamiento de su homólogo físico, con el objetivo de monitorizarlo, analizar su reacción ante determinadas situaciones y mejorar su rendimiento y eficacia. Los beneficios de esta tecnología son numerosos, pero lo más importante es cómo puede apoyar de manera significativa la transición hacia una economía más circular (es decir, una economía en la que las piezas y los productos se diseñan de manera que facilitan la reutilización y eliminan los residuos del ciclo de vida).
Según explicó María Francisca Yáñez, Directora de Industry X de Accenture Chile, “los gemelos digitales permiten reducir la duración del ciclo de vida de los productos, mejorar la calidad y el control de la fabricación e impulsar un uso más eficiente y la recuperación de recursos a lo largo del ciclo de vida del producto. Además, pueden aumentar la velocidad de salida al mercado, al tiempo que reducen el riesgo asociado a los proyectos complejos. Por ello, los gemelos virtuales se han utilizado en el desarrollo del 85% de los vehículos eléctricos del mundo y en más del 75% de la energía eólica mundial. También han impulsado proyectos piloto de sostenibilidad innovadores, como los hornos eléctricos, el primer avión solar del mundo y nuevos biomateriales. En 2020, se calcula que el mercado mundial de gemelos virtuales alcanzó un valor de poco más de 5.400 millones de dólares, pero se prevé que crezca a una tasa anual del 36% en los próximos cinco años”.
Los edificios comerciales y residenciales representan actualmente el 40% de la demanda mundial de energía, el 60% de la electricidad mundial y el 25% del uso de agua. Son responsables de aproximadamente un tercio de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, de acuerdo con el estudio de Accenture, mediante el uso de tecnologías gemelas virtuales probadas y disponibles en el mercado, el consumo de energía en los edificios puede reducirse entre un 30% y un 80%. También pueden utilizarse en el marco más amplio de las ciudades inteligentes para maximizar su impacto, lo que puede dar lugar a la reducción de 288.000 millones de dólares en los costos de funcionamiento de los edificios gracias a la reducción del consumo de energía y de los costos de mantenimiento, planificación y puesta en marcha. Así también, a la reducción de 9 Gt de CO2e en las emisiones de las operaciones de los edificios como resultado de una mejor gestión de la energía (12.032 TWh de ahorro).
El impacto por industria
Bienes de consumo
El sector de los bienes de consumo envasados (CPG) representa actualmente dos tercios del volumen de comercio internacional y, debido a su tamaño, se enfrenta a importantes retos de sostenibilidad. La agricultura, la silvicultura y el uso de la tierra representan casi una cuarta parte de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y un tercio de la producción mundial de alimentos se desperdicia en toda la cadena de valor. Las tecnologías de gemelos virtuales establecen una nueva forma de enfocar la sostenibilidad desde el diseño. En el sector de los bienes de consumo, esto puede ser fundamental, ya que las decisiones de diseño pueden estar relacionadas con el 80% del impacto medioambiental de un producto. Los gemelos virtuales permiten integrar los objetivos de sostenibilidad al principio del ciclo de vida del producto, ya que es ahí donde se determinan los impactos ambientales y los costos del producto. La creación de prototipos virtuales permite realizar iteraciones de diseño más rápidas y reduce la necesidad de realizar pruebas físicas, lo que aporta importantes beneficios en materia de CO2.
A través de los gemelos digitales el sector de bienes de consumo envasados puede reducir en 131.000 millones de dólares los costes de utilización de materias primas; en 6.000 millones de dólares los costos de desarrollo de productos y bajar 281 Mt de CO2e en la huella de los productos como resultado de una mejor visibilidad de los resultados y una mejor toma de decisiones.
Movilidad
Las emisiones del transporte, que comprende en general la carretera, el ferrocarril, el aire y el mar, representaron alrededor del 25% de las emisiones mundiales de CO2 en 2016. Y se prevé que estas emisiones crezcan más rápido que las de cualquier otro sector, lo que supone un reto clave para la descarbonización de la economía mundial. Las investigaciones sugieren que tanto los vehículos de cero emisiones como los autónomos tienen un papel fundamental si queremos alcanzar nuestros objetivos globales de reducción de GEI, y los gemelos virtuales tienen una larga trayectoria en aplicaciones de automoción. Se calcula que, para finales de 2020, el 65% de los fabricantes de automóviles utilizarán la simulación y los gemelos virtuales para manejar productos y activos.
Con un gemelo virtual, se pueden probar múltiples diseños y características que pueden ayudar a determinar cómo se mide el diseño frente a las políticas, normas y reglamentos pertinentes. Además, los gemelos virtuales permiten un desarrollo más rápido de los vehículos autónomos. La huella de carbono puede reducirse significativamente si se sustituye una gran parte del kilometraje total de prueba requerido por simulaciones.
En la industria de movilidad, los gemelos digitales permitirían reducir en 429.000 millones de dólares los costos en el desarrollo de vehículos autónomos a través de la simulación; 261.000 millones de dólares de reducción de costos en el desarrollo de productos; eliminar 227 Mt de emisiones de CO2e en el desarrollo de vehículos autónomos y 2 Mt de reducción de emisiones de CO2e de prototipos físicos y vehículos de prueba.
Life Sciences
La industria de life sciences abarca en general los productos farmacéuticos, los biofarmacéuticos, la biotecnología y la tecnología médica, y la industria es cada vez más importante para lograr los objetivos mundiales de sustentabilidad, ya que las emisiones de GEI de la industria están aumentando. Esto ocurre a pesar de los esfuerzos por descarbonizar debido a la creciente demanda de medicamentos a nivel mundial. La industria farmacéutica mundial es aproximadamente un 55% más intensiva en emisiones que la industria del automóvil.
Las aplicaciones de gemelos digitales en las plantas de producción pueden aportar beneficios para el medio ambiente. Por ejemplo, la fabricación de productos farmacéuticos botánicos puede lograr una importante reducción del tiempo de proceso (factores de 5 a 20), lo que se traduce en una reducción del costo de los productos (factores de 2 a 10) y en la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero (factores de 4 a 20). En este caso de uso, el gemelo virtual es del proceso de producción. Las simulaciones de estos procesos pueden permitir a los científicos y a los operadores de la planta ejecutar múltiples escenarios con el objetivo de encontrar la configuración óptima, acelerar la velocidad y la precisión y reducir los residuos, incluidas las emisiones relacionadas.
Los gemelos digitales permitirían en la industria de life sciences alcanzar una reducción de 106.000 millones de dólares en el costo de los productos vendidos gracias a la disminución de los gastos de explotación, así como la disminución de 61 Mt de CO2e en las emisiones de GEI de la producción.
Industria electrónica
La industria electrónica se enfrenta a duros retos de sostenibilidad. Por ejemplo, la fabricación de equipos electrónicos genera más de un tercio de las emisiones de CO2e asociadas al ciclo de vida. Asimismo, la eliminación y el reciclaje adecuados de los productos es otro problema importante: solo el 17,4% de los 53,6 millones de toneladas de residuos electrónicos se eliminaron, recogieron y reciclaron correctamente en 2019.
Los gemelos virtuales pueden ayudar a la industria electrónica a superar estos desafíos. La tecnología permite que los diseñadores de productos incorporen y sigan los principios de la economía circular en cada etapa del diseño, y pueden ayudar a guiar a las organizaciones de gestión de residuos a medida que abordan el problema de los residuos electrónicos. Con esto la industria electrónica lograría 73.000 millones de dólares de ingresos adicionales por el aumento del reacondicionamiento y la reutilización de equipos; 31 Mt de reducción de emisiones de CO2e por la liberación de refrigerantes gracias a una mejor manipulación de los residuos y 5 Mt de emisiones de CO2e evitadas al disminuir la cantidad total de residuos electrónicos procesados de manera informal.
María Francisca Yáñez agregó que “en el caso de la minería, esta una tecnología que ya ha comenzado a utilizarse tanto por operaciones nativas digitales, como en operaciones mineras que se están transformando digitalmente. Lo interesante es como la tecnología y la sustentabilidad se conectan, y traen valor no sólo a las organizaciones, sino también a la sociedad y el planeta”.
La experta concluyó que “el estudio muestra que los gemelos digitales pueden aportar hasta 1,3 billones de dólares de valor económico y 7,5 Gt de reducción de emisiones de CO2e de aquí a 2030. Impulsan la innovación y el diseño disruptivos, permiten el desarrollo de nuevos servicios, reducen los riesgos para la salud, la seguridad y el medio ambiente, y fomentan la colaboración y el trabajo conjunto entre funciones. Los gemelos virtuales pueden utilizarse para impulsar el avance hacia un sistema económico más circular, y significativamente menos intensivo en carbono. Así como ha sucedido con lo digital, donde hoy las organizaciones son nativas digitales, o están en un proceso de transformación digital, en el futuro cercano sucederá que toda organización tendrá que necesariamente ser sustentable. Sustentabilidad es el nuevo digital”.
