Gemelos digitales en la industria pet food: de la simulación al control predictivo

Qué son los gemelos digitales y en qué se utilizan hoy en día

Un gemelo digital es una réplica virtual dinámica de un activo físico, un proceso o un sistema productivo completo. A diferencia de una simulación estática, el gemelo digital se alimenta continuamente de datos reales provenientes de sensores y sistemas de control, lo que le permite reflejar el estado actual del proceso y anticipar su comportamiento futuro.

Según IBM, los gemelos digitales se utilizan actualmente en manufactura para mejorar la eficiencia operativa, optimizar procesos, reducir fallas, acelerar el desarrollo de productos y habilitar mantenimiento predictivo. En el ámbito industrial, su aplicación abarca desde líneas de producción individuales hasta plantas completas, integrando variables de operación, consumo energético, calidad y desempeño de equipos, así como en planificación de plantas, pruebas virtuales de nuevos productos, optimización de layouts y control de procesos complejos, entre otros.

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De la simulación a la toma de decisiones predictiva

El avance de los gemelos digitales está estrechamente vinculado a la convergencia entre simulación de procesos, sensores industriales, inteligencia artificial y computación en la nube. Esta integración permite a los fabricantes pasar de un modelo reactivo, basado en muestreo manual y ajustes posteriores, a un enfoque predictivo y preventivo.

De acuerdo con un artículo de StartUs Insights, el mercado de gemelos digitales aplicados a manufactura podría alcanzar los USD 714.000 millones hacia 2032, impulsado por la necesidad de optimizar procesos complejos y reducir ineficiencias operativas. El mismo informe indica que más del 81% de las empresas globales ya están explorando activamente el metaverso industrial, y que el 62% incrementó su inversión en estas tecnologías durante el último año.

Estas cifras reflejan un cambio estructural: la simulación ya no se limita al diseño, sino que se convierte en una herramienta central para la gestión diaria de la planta.

El estudio Digital Twin applications in the food industry: a review  identifica cuatro enfoques principales de aplicación de los gemelos digitales en la industria alimentaria, definidos por su función dentro del sistema productivo. En primer lugar, los gemelos digitales con enfoque pronóstico se utilizan para anticipar el comportamiento futuro de procesos o equipos, a partir del análisis de datos históricos y condiciones actuales, permitiendo prever desvíos, insuficiencias o fallas antes de que ocurran. En segundo lugar, los modelos de simulación reactiva permiten monitorear el proceso en tiempo real y responder de forma autónoma ante desviaciones, ajustando variables operativas y recomendando acciones correctivas o preventivas. Un tercer enfoque es el de virtual commissioning, donde los gemelos digitales se emplean para probar, validar y optimizar nuevas tecnologías, equipos o configuraciones de planta en un entorno virtual previo a su implementación física. Finalmente, el enfoque de simulación basada en sincronización mantiene el gemelo digital alineado en tiempo real o casi real con el sistema físico, creando una representación altamente precisa del proceso, especialmente valiosa para analizar escenarios, optimizar operaciones y mejorar la toma de decisiones en sistemas complejos.

¿Cómo aportan los gemelos digitales en la industria pet food?

Si nos centramos estrictamente en la industria pet food, la variabilidad de las materias primas es uno de los principales factores que impactan la calidad final del producto. Ingredientes como cereales, harinas proteicas, grasas y subproductos de origen animal presentan fluctuaciones naturales en humedad, contenido proteico, grasa y granulometría.

Según un análisis técnico publicado por Haskell, estas variaciones afectan directamente operaciones críticas como la extrusión y el secado, influyendo en atributos como textura, densidad, estabilidad nutricional y vida útil del producto. Los métodos tradicionales de control suelen detectar estos desvíos cuando el producto ya fue fabricado, generando reprocesos, desperdicios y pérdidas de eficiencia. En cambio, los gemelos digitales permiten anticipar esos efectos antes de que impacten en el producto final.

En pet food, un gemelo digital se construye a partir de modelos que representan el comportamiento térmico, mecánico y dinámico de cada operación unitaria: mezcla, acondicionamiento, extrusión, secado y enfriado. Estos modelos se alimentan en tiempo real con datos provenientes de sensores instalados en planta, como mediciones de humedad de ingredientes, temperatura del barril del extrusor, velocidad de tornillos, presión, flujo de aire y parámetros del secador. Esa información sincroniza el modelo virtual con el proceso real, creando una representación viva de la planta en operación.

En sistemas de control de lazo cerrado, los gemelos digitales no solo observan el proceso, sino que predicen cómo impactará una variación de materia prima en el producto final y ajusta automáticamente los parámetros de operación para compensarla, incluso antes de que el ingrediente ingrese al extrusor.

Beneficios de su implementación

La implementación de gemelos digitales aporta beneficios concretos en múltiples niveles. En primer lugar, mejora significativamente la consistencia del producto, reduciendo la variabilidad entre lotes, un factor clave para la confianza del consumidor y la reputación de marca.

Además, al prevenir la producción fuera de especificación, disminuye el desperdicio de materias primas y energía. Este enfoque también permite optimizar el consumo energético y aumentar el rendimiento sin comprometer la calidad, impactando directamente en los costos operativos.

Otro beneficio estratégico es la aceleración del desarrollo de nuevos productos. Las formulaciones pueden probarse virtualmente, evaluando su comportamiento en el proceso antes de realizar ensayos físicos, lo que reduce tiempos, riesgos y costos asociados a pruebas industriales.

A esto se suma la posibilidad de integrar mantenimiento predictivo, utilizando los gemelos digitales para detectar desvíos en el desempeño de equipos y anticipar fallas, evitando paradas no planificadas.

Gemelos digitales, una tecnología clave para construir plantas verdaderamente conectadas

La adopción de gemelos digitales marca un punto de inflexión en la forma de gestionar las plantas de producción de alimentos para mascotas. Ya no se trata solo de automatizar, sino de comprender el proceso en profundidad, anticiparse a los desvíos y tomar decisiones basadas en datos reales y comparables.

En un escenario donde la eficiencia, la sustentabilidad y la calidad son cada vez más determinantes, los gemelos digitales se consolidan como una herramienta estratégica para los fabricantes que buscan escalar, diferenciarse y construir plantas verdaderamente conectadas y resilientes.

Por Candelaria Carbajo – All Pet Food
Fuente: All Pet Food Magazine

Referencias
Gallagher, Nick (Actualizado el  17 de octubre del 2025) What is a Digital Twin? IBM
Prasser, David R. (July 21, 2025). Future of Manufacturing: 13 Trends Driving 2026-2035 Growth. StarUs Insights
Abdurrahman, Emadaldin Elfatih M. & Ferrari, Giovanna. (3 de abril de 2025). Digital Twin applications in the food industry: a review. Frontiers
Haskell. (19 de diciembre de 2025). A Process Engineering Perspective on Digital Twins in Pet Food Manufacturing.