En la investigación denominada “Digital Twins in intensive aquaculture — Challenges, opportunities and future prospects”, se presentaron reflexiones sobre el potencial de la tecnología de gemelos digitales que se constituye como un componente clave en la introducción de la Industria 4.0 en la acuicultura.
La tecnología Digital Twins ha surgido para convertirse en una tecnología facilitadora clave en la transición en curso hacia la Industria 4.0. Un gemelo digital es, en esencia, una representación digital de un objeto, proceso o servicio físico, que proporciona una mejor comprensión de su dinámica mediante la combinación de conocimiento a priori del sistema a través de modelos matemáticos con datos en línea adquiridos de sensores e instrumentos desplegados en o sobre el activo físico.
Aunque esta tecnología se utiliza cada vez más en diversos sectores industriales, gubernamentales y de investigación, así como en distintas disciplinas científicas, su aplicación en la acuicultura está aún en pañales.
Sobre el estudio
Debido a la rápida evolución de los métodos tecnológicos en la acuicultura, cada vez se dispone de más componentes necesarios para crear un gemelo digital con fines acuícolas. “Nos propusimos explorar estas posibilidades definiendo en primer lugar un gemelo digital: qué componentes debe contener, cómo debe construirse y esbozar los niveles de capacidad de un gemelo digital acabado”, señalaron los investigadores.
Los expertos en el área exploraron el estado del arte de los diferentes componentes necesarios y las tecnologías de apoyo en la acuicultura, identificando así la base actual para el desarrollo de la tecnología Digital Twins en este sector
“Desarrollamos estudios de casos concretos que explican cómo, combinando las herramientas tecnológicas existentes y desarrollando otras nuevas, podríamos imaginar el desarrollo de Digital Twins para tres áreas de aplicación de gran relevancia industrial, a saber, las condiciones de oxígeno en las jaulas marinas, el crecimiento de los peces en las jaulas marinas y la robótica en las jaulas y las operaciones de los vehículos”, detallaron los investigadores.
Oportunidades en la acuicultura
En el estudio se propusieron tres casos de aplicación de gemelos digitales en la acuicultura. El primero de ellos se centró en cómo estos pueden mejorar la monitorización de las condiciones de oxígeno en las jaulas marinas. Se trata de un tema industrial cada vez más importante, ya que la intensificación de la producción y el aumento de la escala de los cultivos y jaulas pueden incrementar tanto el riesgo como las consecuencias de los episodios de hipoxia.
En un segundo caso, se indagó acerca del potencial del uso de Digital Twins para obtener mejores datos en tiempo real sobre el crecimiento de los peces y el desarrollo de la biomasa en jaulas comerciales. La justificación de esta elección es que el desarrollo de la biomasa es el proceso más importante en cualquier producción acuícola, y que un mejor control de este proceso puede tener un gran impacto en la eficiencia y precisión de la producción.
Las tendencias industriales recientes avanzan hacia un mayor uso de la robótica y los vehículos autónomos en la acuicultura, sobre todo cuando se considera trasladar la producción a lugares menos accesibles y expuestos. Por ello, en el tercer caso, se analizó cómo podría utilizarse un gemelo digital como banco de pruebas virtuales para desarrollar nuevas tecnologías y como herramienta de supervisión durante las operaciones de vehículos autónomos o pilotados a distancia en centros de cultivo.
Al mismo tiempo, los investigadores aseveraron que aún existe un enorme potencial en la aplicación de esta tecnología a nuevas áreas, sobre todo cuando hay aplicaciones que requieren la combinación de modelos y flujos de datos fundados en distintas disciplinas científicas. El medio marino es una de esas áreas, y varios organismos, entre ellos el Consejo Europeo de Investigación (CEI), han destacado recientemente el desarrollo de gemelos digitales del océano como una dirección estratégica clave de la investigación.
