A medida que las ciudades crecen, los retos operativos se vuelven cada vez más complejos: desde la gestión del tráfico hasta el consumo hídrico o energético en espacios públicos , pasando por el mantenimiento de infraestructuras críticas. La necesidad de monitorizar estas áreas de forma constante y eficiente es cada vez más urgente, ya que una falta de control y seguridad puede derivar en riesgos para la ciudadanía, y en un aumento de los costes operativos para las administraciones.

De hecho, problemas como los atascos, el impacto ambiental o los siniestros urbanos tienen un impacto directo en la economía de las ciudades. Según el informe de AEOC ‘Hacia un modelo sostenible de Distribución Urbana de Mercancías en España’, indica que estas ineficiencias generan pérdidas anuales de entre 15,1 y 23,8 millones de euros, lo que representa un coste económico del 2% del PIB de nacional.

Desafortunadamente, no es raro encontrar infraestructuras dañadas, pavimentos en mal estado, o sistemas públicos que no logran responder con eficacia en momentos críticos. Lo importante es evitar que estas situaciones desemboquen en incidentes graves que comprometan la seguridad ciudadana.

Ante este escenario, resulta esencial avanzar hacia una gestión más responsable, y proactiva. Para ello, necesitamos herramienta que ofrezcan visibilidad, control y capacidad de reacción. La tecnología de gemelos digitales se presenta como un aliado clave para monitorizar las zonas estratégicas de la ciudad, reducir tiempos de respuesta, optimizar recursos y prevenir sucesos antes de que ocurran.

Principales Retos que frenan la Eficiencia Operativa de las Ciudades Inteligentes

Supervisión de Infraestructuras: El Reto de la Digitalización en la Smart City

La supervisión de infraestructuras críticas como estaciones de bombeo, cuadros eléctricos, sistemas de climatización urbana (HVAC) o depósitos de agua sigue siendo un punto débil en muchas ciudades españolas. Aunque se habla con frecuencia de digitalización e innovación urbana, lo cierto es que gran parte de estas instalaciones se gestionan todavía de forma manual o con sistemas desconectados, lo que limita mucho la eficiencia operativa.

Este enfoque reactivo es problemático porque las incidencias suelen detectarse tarde (cuando el daño ya está hecho), los equipos de mantenimiento deben hacer rondas sin saber con certeza si hay un fallo, y tampoco existe una visión unificada del estado de la infraestructura. Cada sistema actúa por separado, sin interoperabilidad ni trazabilidad, y sin datos en tiempo real que permitan tomar decisiones informadas.

Y lo más preocupante: sin datos históricos ni análisis predictivo, se depende de la intuición más que de la evidencia. ¿Te suena? Si trabajas en la gestión urbana, probablemente esto te resulte demasiado familiar.

Gestión Ineficiente del Consumo de Agua y Energía en Entornos Urbanos

 El consumo excesivo de agua y energía es uno de los retos más difíciles de afrontar en una ciudad que quiere ser inteligente… y sostenible. Las causas son muchas, pero todas convergen en lo mismo: falta de visibilidad, falta de control y falta de integración.

Las fugas no detectadas en las redes públicas de agua podrían llegar a suponer pérdidas de hasta un 30% del volumen total en casos extremos, como en ciudades con infraestructuras envejecidas. Según datos del Instituto Nacional de Estadística (INE), en 2022 se estimó que el 16,3 % del total de agua suministrada a las redes de abastecimiento urbano en España se perdió por fugas, roturas y averías no controladas.

El alumbrado público, en muchas ocasiones, funciona con horarios fijos sin tener en cuenta el nivel real de ocupación o luminosidad, lo que supone un gasto energético innecesario cada noche. Además, se estima que a nivel nacional, el alumbrado exterior municipal presenta un consumo eléctrico estimado de 5.296 GWh al año y un coste de 741 millones de euros.

El problema no es solo medioambiental: es económico, operativo y de reputación pública. La ciudadanía espera eficiencia, y la administración muchas veces no tiene herramientas para demostrarla o mejorarla.

Gestión ineficiente del tráfico y estacionamiento urbano

La movilidad urbana sigue siendo un reto sin resolver en la mayoría de ciudades españolas. A diario, los atascos y la falta de plazas de aparcamiento generan frustración, contaminación, pérdida de productividad y un uso ineficiente del espacio público.

Lo preocupante no es solo el problema, sino cómo se gestiona: sin datos en tiempo real, sin mapas de calor, sin histórico de ocupación por franjas horarias o zonas. La toma de decisiones se basa muchas veces en intuiciones o quejas ciudadanas, no en evidencia.

Un estudio de la Fundación de Estudios de Economía Aplicada (FEDEA) estima que los atascos generan pérdidas de tiempo que se traducen en un coste económico de 187,5 millones de euros anuales en Madrid y 175,5 millones en Barcelona.

El mismo informe de FEDEA destaca que las emisiones contaminantes provocan la muerte de 3,3 millones de personas al año en el mundo, siendo el tráfico una de las principales causas. En España, se registran anualmente 31.520 muertes atribuibles a la contaminación atmosférica, según la Agencia Europea del Medio Ambiente.

Deterioro de carreteras e infraestructuras viales

El estado de las infraestructuras viales en España ha sido objeto de creciente preocupación. Según la Asociación Española de la Carretera (AEC) «uno de cada trece kilómetros de la red de carreteras española presenta deterioros relevantes en más del 50% de la superficie del pavimento, acumulando baches, roderas y grietas longitudinales y transversales” que comprometen tanto la comodidad como la seguridad de la circulación.

El mantenimiento de las carreteras y vías urbanas sigue funcionando, en muchos casos, bajo un modelo reactivo. Solo se actúa cuando el daño ya está hecho: un bache que se convierte en socavón, una acera levantada tras una denuncia ciudadana, o una vía cortada tras una rotura inesperada.

Este modelo genera un triple problema: riesgo para la seguridad vial, costes de reparación más elevados y falta de planificación presupuestaria. Además, no contar con una estrategia preventiva impide priorizar las actuaciones con base en el estado real de los activos.

Hoy, la mayoría de los ayuntamientos no dispone de una capa de datos consolidada sobre el estado de sus infraestructuras viales. Se desconoce cuánto tiempo lleva sin intervenir una vía concreta, qué zonas presentan más incidencias acumuladas o cómo se podría anticipar el deterioro mediante variables como el tráfico, la pluviometría o el tipo de pavimento.

De la Incertidumbre a la Eficiencia: Los Beneficios de Implementar Gemelos Digitales en la Gestión Urbana

¿Te imaginas una ciudad capaz de ver todo lo que ocurre en sus calles en tiempo real? Saber exactamente cuándo una tubería pierde agua o el deterioro de una carretera antes de que se convierta en un riesgo para la ciudadanía.

No es ficción, es tecnología al alcance de tu mano. Y se llama gemelo digital.

Los gemelos digitales se han consolidado como una de las soluciones más potentes para mejorar la operativa de las Smart Cities. Su capacidad para combinar en una única plataforma representaciones virtuales en 3D, análisis de datos y predicciones con inteligencia artificial, la han convertido en una apuesta segura para avanzar hacia una gestión urbana más eficiente.

Según un informe de ABI Research, el uso de gemelos digitales en la planificación urbana podría generar ahorros de hasta 280.000 millones de dólares a nivel mundial para 2030, gracias a una planificación urbana más eficiente, sostenible y orientada a la prevención.

Planificación y Mantenimiento Urbano con TOKII: la Revolucionaria Plataforma de Gemelos Digitales

En IMMERSIA, hemos desarrollado TOKII, una plataforma de gemelos digitales con inteligencia artificial que permite centralizar datos y visualizarlos en tiempo real, analizar datos provenientes de distintas fuentes de forma visual e interactuar con ellos de forma intuitiva en un entorno 3D inmersivo. Esta solución está diseñada para abordar los desafíos operativos de las ciudades inteligentes, facilitando una gestión urbana más eficiente y proactiva. Permite incorporar datos de sensores, drones, cámaras de vigilancia, semáforos, incluso de carreteras.

Supervisión de infraestructuras mediante gemelos digitales

Permite crear réplicas digitales de activos urbanos como estaciones de bombeo, cuadros eléctricos, sistemas HVAC o centros de transformación. Estas representaciones facilitan una supervisión remota y continua, incorporando alertas automáticas, registros de incidencias y mantenimiento predictivo. De este modo, se puede anticipar cuándo será necesario realizar intervenciones y evitar el mantenimiento reactivo que genera retrasos y sobrecostes.

Un ejemplo de mantenimiento predictivo, es el caso de Comdiflex, que implementó TOKII para monitorizar componentes industriales. Mediante drones equipados con sensores avanzados que recopilan datos que detectan variaciones en los componentes, como códigos de colores que cambian debido a la corrosión. TOKII procesa esta información y envía alertas a los responsables cuando se identifica la necesidad de reemplazarlos. Además es posible establecer automatizaciones para gestionar pedidos de los componentes a los distribuidores correspondientes, y optimizar así la cadena de suministro y reducir tiempos de inactividad.

Gemelos digitales para la Reducción del consumo energético e hídrico:

Gracias a la integración de contadores inteligentes y sensores de red, TOKII permite visualizar el consumo de agua o energía en edificios, barrios o instalaciones municipales. Además, la plataforma detecta anomalías como picos de consumo excesivos, fugas o ineficiencias, y las representa de forma intuitiva en gráficos sobre los modelos 3D. Esto permite a los responsables actuar antes de que el desperdicio aumente o el problema se agrave.

En el caso de Tolosaldea LHII, TOKII está directamente conectado a los paneles solares del edificio para controlar el consumo de forma centralizada. Además, se ha implementado una monitorización integral del edificio (BMS) que incluye datos de consumo eléctrico, agua, temperatura ambiente, uso de las bicicletas eléctricas del centro e incluso datos provenientes de su ERP Odoo.

​Análisis de Datos para la monitorización de Infraestructuras Viales: Predecir y Prevenir el Deterioro

TOKII se integra con diversas fuentes de datos, como sensores IoT, cámaras inteligentes y plataformas de gestión del tráfico, para ofrecer una visión completa y en tiempo real de la movilidad urbana. Al centralizar esta información, la plataforma permite generar mapas de calor, visualizar patrones de movilidad y predecir congestiones. Esto facilita a los responsables de movilidad identificar rápidamente las áreas que requieren intervención, como la necesidad de más plazas de estacionamiento, el rediseño de rutas o la priorización del transporte público, basándose en datos.

En el proyecto realizado con RACC, hemos implementado TOKII para analizar y mejorar la seguridad de la red viaria catalana. Mediante datos provenientes de sensores IoT instalados en la infraestructura vial, análisis de históricos de accidentes y otras fuentes, TOKII permite crear representaciones digitales en 3D de los tramos y clasificarlos mediante códigos colores. Este proyecto en realidad virtual, facilita la identificación de patrones de siniestralidad y cuellos de botella, permitiendo comprender las causas subyacentes de los accidentes y tomar decisiones basadas en datos para mejorar la seguridad vial y reducir la tasa de accidentes.

Anticiparse al deterioro de carreteras e infraestructuras viales con TOKII:

TOKII facilita el seguimiento del estado de de infraestructuras como pavimentos, aceras, puentes o túneles. Mediante la integración de datos como tráfico, pluviometría y tipo de material permite crear predicciones sobre posibles zonas de riesgo , como tramos especialmente sensibles a la formación de socavones en entornos urbanos, especialmente en ciudades costeras.

Este enfoque de análisis y visualización lo aplicamos también en el caso de Fulcrum, donde TOKII se usa como plataforma integral para la gestión de infraestructuras hidráulicas como presas y embalses. A través del gemelo digital, pueden visualizar datos de sensores de auscultación estructural, levantamientos topográficos y batimétricos, datos históricos meteorológicos e hidrológicos para conocer los movimientos estructurales y anticipar cómo afectaran en el futuro. Además también comparten y visualizan documentos técnicos, normativas, imágenes y otros archivos directamente desde la plataforma, permitiendo una visión siempre actualizada.

Aplicaciones exitosas de tecnología de gemelos digitales en la smart city

• Según Hexagon, la ciudad de Chattanooga (EEUU) utiliza un gemelo digital alimentado por datos de 500 fuentes, incluyendo cámaras de tráfico y estaciones meteorológicas para gestionar el tráfico con el cual han conseguido agilizar el tráfico hasta en un 30 %, aumentando la eficiencia energética y reduciendo los retrasos de los pasajeros.

• Virtual Singapore: un proyecto que ha convertido toda la ciudad en un gemelo digital interactivo en 3D. Este modelo urbano incorpora datos en tiempo real sobre infraestructuras, movilidad, clima y uso del espacio público, y permite simular escenarios antes de tomar decisiones: cómo afectará una nueva construcción al tráfico, qué zonas son más vulnerables en caso de inundación, o cómo reorganizar servicios públicos para optimizar recursos.

• Y la universidad tecnológica de Nanyang (Singapur) logró un ahorro energético del 31% y redujo las emisiones de carbono en 9,6 kilotoneladas.