La Agencia Estatal de Meteorología (Aemet) ha emitido un aviso especial por lluvias intensas y extraordinariamente persistentes que aumentan el riesgo de inundaciones en numerosas provincias de España. Ante situaciones como esta, la tecnología se pone al servicio de la meteorología.

Esta relación lleva décadas fraguándose, hasta llegar a proyectos como el gemelo digital de la Tierra que está creando la Unión Europea y que está elevando la predicción meteorológica a niveles sin precedentes.

El programa, denominado Destino Tierra o DestinE, y financiado por la Unión Europea pretende modelar estudios sobre la biodiversidad o las pandemias, mediante la creación de un complejo gemelo digital de la Tierra.

Esta versión virtual de nuestro planeta simula de forma informática el complejo clima de la Tierra sin precedentes: tiene en cuenta su atmósfera, océanos y demás elementos que influyen en las condiciones del clima. Investigadores de distintas instituciones ya lo usan para abordar sus estudios.

Este inmenso proyecto ha servido incluso para mejorar el análisis y predicción del desarrollo y la dirección de las floraciones de algas. Los Institutos de Investigación de Suecia (RISE) y el Instituto Meteorológico e Hidrológico Sueco (SMHI) llevaron a cabo un estudio piloto de diez semanas con DestinE en que investigaron cómo la inteligencia artificial y las observaciones satelitales pueden contribuir a proporcionar pronósticos más tempranos para alertar al público.

Un gemelo digital del planeta

Un gemelo digital es una representación virtual en constante evolución de un objeto, un sistema o un proceso. Esta tecnología se está aplicando en numerosos ámbitos como en sanidad donde se desarrollan gemelos de pulmones o corazones para simular de forma virtual el tratamiento que se pretende aplicar a un paciente.

Lo mismo puede ocurrir con la gestión del hospital y simular la reorganización del personal antes de ponerlo en práctica en la vida real. Estos ensayos virtuales, en vez de ser una simulación estática, tienen la peculiaridad de que se actualizan continuamente con datos históricos y actuales para que la versión virtual evolucione a la par que el modelo real que se está estudiando.

La ciudad de Porto, por ejemplo, dispone de un gemelo digital de su sistema de agua que integra sensores, datos de consumo y redes. De esta forma se analizan en tiempo real problemas de calidad, fugas o inundaciones.

Por su parte, los modelos digitales conseguidos en DestinE abordan el cambio climático y las condiciones meteorológicas extremas consiguiendo una resolución superior a la de los sistemas de predicción actuales. Se utilizan tecnologías como la inteligencia artificial y los superordenadores para crear, por ejemplo, mapas de calor urbano de alta resolución en ciudades europeas.

También se ha conseguido realizar trabajos enfocados en la monitorización de la contaminación atmosférica y alertas de incendios forestales, inundaciones y sequías. La clave de esta tecnología es su apertura, la plataforma permite a los usuarios acceder a información temática, los modelos y simulaciones.

Datos, superordenadores e IA

El proyecto está ya avanzado, en 2024 se desplegaron los primeros gemelos, centrados en fenómenos meteorológicos extremos y en la adaptación al cambio climático. El primero permite simular con gran detalle episodios como olas de calor, inundaciones o tormentas severas; el segundo se orienta a evaluar escenarios de mitigación y adaptación en sectores como la agricultura, la energía o la protección de la biodiversidad.

A partir de 2026, se prevé ampliar servicios y capacidades basadas en inteligencia artificial, con el objetivo de conformar una réplica digital “completa” de la Tierra hacia 2030.

Para mantener y seguir escalando su inmenso gemelo digital de la Tierra, la Unión Europea se basa en tres pilares: una plataforma central de servicios, un enorme "lago" de datos y un motor de gemelos digitales.

Para empezar, la capa de datos llamada DestineE Data Lake integra observaciones satelitales como las que consiguen las unidades de Copernicus, sensores ambientales dentro de la atmósfera y datos socioeconómicos. De procesar todos estos datos se encarga el Digital Twin Engine, el “cerebro computacional” que ejecuta modelos climáticos y ambientales de última generación desde los superordenadores europeos (EuroHPC).

Este cerebro es el que orquesta los flujos de datos y garantiza la interacción en tiempo (casi) real entre los distintos modelos y servicios de la plataforma DestinE Core Service Platform. Esta última consiste en un entorno en la nube, abierto y escalable que proporciona aplicaciones, herramientas y servicios de apoyo a la hora de tomar decisiones en función de lo que muestran los datos.

Su diseño busca que usuarios muy diversos —desde técnicos municipales hasta investigadores climáticos— puedan lanzar simulaciones complejas sin necesidad de operar directamente los superordenadores. En definitiva, es una plataforma abierta a instituciones y equipos de investigación, todo aquel que tenga que trabajar y conocer el clima terrestre.

En la práctica, esto significa que un ayuntamiento europeo podrá, por ejemplo, simular cómo cambiaría el riesgo de inundación en su ciudad si modifica el planeamiento urbano o refuerza determinadas infraestructuras verdes.

La implementación corre a cargo de tres organismos clave: el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio (ECMWF), la Agencia Espacial Europea (ESA) y la organización europea de satélites meteorológicos EUMETSAT, que se reparten la operación de los gemelos digitales, la plataforma y el Data Lake.