O termo Gêmeos Digitais, ou Digital Twins - em tradução livre -, consiste na criação de réplicas virtuais de objetos ou sistemas físicos que podem ser usados para simular, analisar e otimizar processos em diferentes estágios de desenvolvimento. O conceito, apresentado em 2002 por Michael Grieves, permite uma representação precisa do comportamento e do desempenho dos sistemas físicos em um ambiente virtual, facilitando tomadas de decisões mais rápidas e eficazes.
Esse tipo de interação permite que o engenheiro ou arquiteto consiga identificar com mais facilidade todos os pontos que deverão ser ajustados ao longo da obra e, principalmente, tudo aquilo que ainda pode ser melhorado no projeto. A simulação de projetos por meio de uma réplica digital é possível graças aos dados coletados com a ajuda de outras tecnologias, como scanner 3D, drones, inteligência artificial (IA), internet das coisas (IoT) e machine learning.
Todos esses apoiadores têm por finalidade garantir que os Digital Twins estejam integrados a sensores que permitam a coleta de dados em tempo real, tornando-se assim uma réplica atualizada e dinâmica, possibilitando análises profundas e a tomada de decisões mais eficazes.
"Por exemplo, em um prédio comercial, sensores de presença, qualidade do ar e detecção de vazamentos podem fornecer informações contínuas sobre as condições do prédio", explica o engenheiro e desenvolvedor de software Eduardo Prata Martins Zonta.
Ele conta ainda que, com base nesses dados, o sistema pode otimizar a eficiência energética de um prédio ajustando sistemas de iluminação e ar-condicionado automaticamente em áreas não utilizadas ou melhorando a ventilação em áreas onde a qualidade do ar é insuficiente.
"Além disso, o sistema pode alertar sobre vazamentos de água ou gás e até mesmo tomar medidas preventivas, como fechar automaticamente válvulas de água para mitigar danos causados por vazamentos detectados pelos sensores", comenta Zonta.
Na operação de edifícios inteligentes (Smart Buildings), os gêmeos digitais se mostram ainda mais essenciais. Utilizando sistemas integrados, é possível empregar o modelo digital não apenas para simulação e análise, mas também para gerenciar eficientemente os ativos e documentos de um edifício.
"Por exemplo, dentro do modelo digital, cada componente físico, como uma impressora, pode ter uma réplica virtual detalhada. Usuários podem acessar facilmente todos os documentos relacionados a essa impressora - manuais, registros de manutenção, especificações técnicas - simplesmente selecionando sua representação no modelo digital", explica Eduardo.
Tecnologia aliada à economia e ao meio ambiente
Em relação à questão econômica e ambiental, a utilização de gêmeos digitais oferece benefícios significativos como, por exemplo, eficiência energética. Por meio da integração com sistemas inteligentes de gestão de energia, a inteligência artificial pode ser aplicada para adaptar automaticamente os sistemas de aquecimento e refrigeração às condições reais, como temperatura externa e ocupação interna dos edifícios.
"Isso permite uma operação mais eficiente, reduzindo o consumo desnecessário de energia e, consequentemente, os custos operacionais", afirma Zonta.
Com o suporte da IA, os gêmeos digitais facilitam a identificação precoce de sinais de desgaste ou falha em equipamentos críticos. "Esta capacidade de previsão minimiza a necessidade de reparos emergenciais e evita interrupções no fornecimento de serviços essenciais", diz o engenheiro de software.
Além disso, o uso da tecnologia contribui para uma substancial redução das emissões de carbono ao aprimorar a eficiência energética dos edifícios. "Utilizando inteligência artificial, os sistemas podem prever padrões de consumo e ajustar automaticamente o uso de energia em tempo real, o que minimiza o desperdício."
