En un momento en el que el mundo se enfrenta a los desafíos cada vez mayores que plantea el cambio climático, son más necesarias que nunca las herramientas avanzadas para entender y predecir las complejidades del sistema terrestre. El desarrollo de los gemelos digitales de la Tierra –sofisticadas réplicas digitales que reflejan las interacciones de los sistemas terrestres físicos y sociales– constituye un gran paso hacia ese objetivo.
Estos modelos digitales permiten a legisladores, científicos y ciudadanos visualizar los posibles impactos de la acción humana sobre el clima y tomar decisiones para mitigar los riesgos y mejorar la resiliencia con el conocimiento adecuado.
En el artículo titulado ‘Digital Twins of the Earth with and for Humans’ , nuestro compañero Fernando Iglesias-Suarez y el resto de autores del texto exploraron cómo se pueden diseñar estos modelos para representar no solo los procesos físicos, sino también la dimensión humana: conductas, instituciones y procesos de toma de decisiones. Es una cuestión clave, ya que el cambio climático tiene impacto en la economía, en las comunidades y en el sustento de estas. Al insertar estas interacciones humanas en los gemelos digitales, han intentado crear herramientas más efectivas que sirvan para guiar políticas que cuenten con cimentación científica e inspirar acción climática coordinada a nivel tanto local como global.
Durante el tiempo en el que Fernando estuvo trabajando como científico climático en el Centro Aeroespacial Alemán, contribuyó a esta investigación abordando un desafío clave en ciencia climática: desarrollar modelos del sistema terrestre más precisos. Esa meta, la de transformar datos climáticos en aplicaciones útiles para el mundo real y la vida cotidiana es un objetivo que sigue persiguiendo ahora, como parte de Predictia.
¿Qué son los gemelos digitales de la Tierra?
El concepto de los gemelos digitales –representaciones virtuales de sistemas físicos– se originó en el sector industrial, donde se ha utilizado para optimizar procesos. Al aplicar esta idea a los sistemas climáticos de la Tierra se abren un sinfín de posibilidades para abordar el cambio climático.
En la citada publicación, Fernando y los demás firmantes investigaron cómo las réplicas digitales pueden simular el medio ambiente terrestre y las interacciones humanas que lo acompañan (Fig 1). Un gemelo digital de la Tierra va más allá de un modelo climático tradicional al integrar una ingente cantidad de datos proveniente de observaciones, modelos climáticos y sistemas de aprendizaje automático. Esto permite que se puedan hacer seguimiento y predicciones en tiempo real, desde tendencias atmosféricas globales hasta impactos locales.
Uno de los avances clave es la interactividad de estos modelos. En lugar de ser consumidores pasivos de datos climáticos, los responsables políticos pueden interactuar con estos gemelos digitales para explorar posibles escenarios. Por ejemplo, pueden simular los impactos de ciertas políticas, como reducir las emisiones de carbono o la puesta en marcha de defensas frente a inundaciones, y visualizar los resultados de manera clara y accesible.
Lo que diferencia este enfoque es su potencial para integrar las dimensiones humana y social. Al incluir factores como el consumo de energía y el uso del suelo, los gemelos digitales proporcionan una visión holística del sistema terrestre. Esto asegura que los pronósticos se alineen con las complejidades del mundo real, ofreciendo así percepciones útiles para aquellas personas responsables de la toma de decisiones.
Las aplicaciones potenciales son inmensas. Los gobiernos pueden usar los gemelos digitales para modelar los impactos de políticas medioambientales, quienes se encarguen de la planificación urbana pueden diseñar ciudades más resilientes y las comunidades podrán acceder al conocimiento necesario para adaptarse a los riesgos climáticos. Estos sistemas buscan democratizar el acceso a la información climática al traducirla para un amplio rango de usuarios.
Aprovechamiento de la información climática
Nuestro trabajo en Predictia se alinea con el marco de los gemelos digitales de la Tierra al transformar datos climáticos complejos en herramientas prácticas para responsables políticos de varios sectores. Este enfoque pone al alcance de los usuarios datos de alta resolución, modelado predictivo y analítica avanzada. Partimos de modelos climáticos globales y regionales y los destilamos para convertirlos en conocimiento útil que gobiernos, empresas e investigadores pueden usar para tomar decisiones para la adaptación al cambio climático y la mitigación de sus efectos.
Al igual que sucede con los gemelos digitales, nuestro objetivo es crear aplicaciones de datos climáticos interactivas y fáciles de usar. Por ejemplo, generamos información climática a medida para sectores como el agrícola, el energético o de la planificación urbana: campos en los que la información precisa marca la diferencia de cara a la resiliencia futura. Mediante el uso de aprendizaje automático y técnicas computacionales avanzadas, incrementamos la precisión de los datos y creamos herramientas sólidas desde el punto de vista científico y fáciles de usar para aquellas personas interesadas.
En concreto, el enfoque cooperativo a la hora de desarrollar estas herramientas representa otra área común entre los gemelos digitales de la Tierra y nuestro trabajo. Nuestra forma de trabajar involucra a los usuarios para asegurar que la información proporcionada tiene la relevancia que su contexto precisa. En este sentido, resulta similar al enfoque propuesto de los gemelos digitales, en el que las necesidades de los usuarios guían el desarrollo de este.
De esta forma, no nos limitamos a presentar datos climáticos, sino que los organizamos e interpretamos para facilitar la toma de decisiones que cuenten con una sólida base de evidencia científica. Como en los gemelos digitales de la Tierra, nuestras herramientas permiten que quien las use explore diversas opciones, posibilitando la previsión de potenciales impactos de estrategias frente al cambio climático antes de ponerlas en marcha. Esta aproximación facilita el que complejos modelos climáticos sean más accesibles y útiles, en consonancia con la idea de que la sociedad disponga de herramientas y conocimiento para responder a los desafíos climáticos.
Uniendo los puntos
Mientras que los gemelos digitales simulan y predicen las dinámicas del sistema terrestre a escala global, en Predictia nos centramos en distribuir información que es útil a nivel regional y local. Nuestra experiencia con datos de alta resolución y evaluaciones de riesgos específicos nos permiten unir la brecha entre los modelos globales y las partes interesadas que necesites, información concreta y útil.
Una de esas contribuciones es la gestión de riesgos climáticos. Por ejemplo, nuestras herramientas permiten a quien las use modelar los efectos de futuros escenarios climáticos, como el aumento de las temperaturas, la demanda energética o la disponibilidad de agua.
Al incorporar tanto datos físicos (temperatura, radiación o precipitación, por ejemplo) y factores humanos (como usos del suelo, consumo de energía o gestión del agua), nuestro trabajo complementa el objetivo de los gemelos digitales de crear una visión más completa de los impactos climáticos.
De hecho, las herramientas que desarrollamos serán clave a la hora de poner en práctica esos conceptos. Mediante la distribución de datos climáticos básicos a quienes más los necesitan, nos aseguramos de que no solo están disponibles, sino de que resultan útiles para la toma de decisiones a nivel local.
Si te interesa el tema y quieres ponerte en contacto con nosotros, no dudes en escribirnos a predictia@predictia.es o en llamarnos al (+34) 942 76 44 10.