El Gemelo Digital del Océano (DTO), la virtualización de una zona marina específica diseñada para proporcionar una mejor compresión del estado actual del medio marino y el impacto de las actividades socioeconómicas a la comunidad científica, la ciudadanía y los responsables de la toma de decisiones, es ya una prioridad estratégica consolidada. Lo confirma el hecho de que la Comisión Europea esté invirtiendo en proyectos e iniciativas centradas en el progreso del DTO, en el marco de la misión de la Unión Europea 'Restaurar nuestro océano y nuestras aguas'. Este ámbito de investigación ha centrado la atención del reciente Fórum del Océano Digital, celebrado en Bruselas los días 27 y 28 de noviembre de 2025. 

Un estudio estratégico fruto de una colaboración europea internacional, que se ha publicado en la revista Ecological Informatics, propone una solución operativa que demuestra la eficacia del DTO como sistema de monitorización activo y adaptativo para la gestión y conservación del océano. El estudio destaca los distintos datos recogidos del medio marino mediante una red de plataformas robóticas móviles y fijas autónomas. El proyecto proporciona herramientas valiosas a los investigadores para optimizar los estudios de muestreo en el mar, "dirigiendo" robots de exploración y monitorización submarina en puntos y momentos específicos y que son útiles para maximizar la eficacia de la investigación y comprender los vínculos ecológicos en áreas de interés particular (por ejemplo, la restauración de zonas depiladas por la pesca). 

"El Gemelo Digital del Océano pretende reunir toda una categoría heterogénea de datos que actualmente están compartimentados de manera independiente y a veces no se explotan completamente. Hablamos de datos de cualquier naturaleza: datos ambientales, datos ciudadanos como observaciones, datos derivados de la pesca o datos científicos de campañas oceanográficas", explica Jacopo Aguzzi, investigador senior del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), y primer autor del estudio.

“Todos estos datos multiparamétricos procedentes de una región específica del mar o del océano se agregan a una 'matriz' espaciotemporal, completada con etiquetas de origen de los datos (es decir, metadatos) para generar una plataforma y sensor, así como datos sobre latitud, longitud, profundidad, sincronizadas o 'alineadas' en el tiempo (lo que se define en el estudio como 'burbuja de datos', según nota del editor). Adoptando esta metodología analítica, podemos realizar un seguimiento preciso de cómo los elementos clave del ecosistema marino (por ejemplo, las especies) evolucionan en sus parámetros descriptivos (com serían la abundancia y la biomasa) en relación con otros factores (por ejemplo, variables oceanográficas y meteorológicas), estudiando la covariancia temporal", afirma Aguzzi.

La investigación ya se encuentra en fase de aplicación de campo, concretamente en el marco del proyecto europeo ‘Monitorización ecológica 4D sostenida por gemelos digitales de la restauración en zonas de sobre explotación pesquera' (Digi4eco), financiada por la Comisión Europea. En este contexto, dos observatorios submarinos cableados garantizan una recopilación intensiva y continua de datos biológicos y ambientales. Estos forman parte de la Infraestructura de Investigación Europea EMSO ERIC (Observatorios Multidisciplinares Europeos del Fondo Marino y de las Columnas de Agua), junto con tecnologías móviles como Vehículos Submarinos Autónomos (AUV), Vehículos Operados Remotamente (ROV), rastreadores (crawlers) y módulos de aterrizaje (landers) autónomos que garantizan una amplia cobertura espacial juntamente con buques de investigación operativos en zonas cercanas. Todo ello contribuye a impulsar el desarrollo del DTO. 

Los dos nodos EMSO ERIC que encabezan el proyecto son el OBSEA, en el mar Mediterráneo, en España, dirigido por la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), y SmartBay, del Instituto de Ciencias del Mar, en el océano Atlántico (Irlanda). Ambas infraestructuras están demostrando la eficacia de combinar datos de monitorización robótica con modelización espaciotemporal en múltiples ubicaciones: en el OBSEA, la investigación se centra en el estudio de los impactos climáticos y antropogénicos sobre ciertas especies de peces de la familia Spáridae (por ejemplo, la dorada y el besugo) y delfines. La recopilación de datos ambientales e imágenes de vídeo permite investigar mejor la riqueza de especies y los factores ambientales que influyen en la biodiversidad.

"Los gemelos digitales se están convirtiendo en herramientas indispensables para entender cómo los ecosistemas locales responden a las acciones de restauración y a las presiones climáticas. A través de Digi4Eco, el OBSEA aporta conjuntos de datos únicos a largo plazo y bancos de pruebas tecnológicas que ayudan a convertir el conocimiento científico en intervenciones prácticas para proteger y recuperar los hábitats marinos", afirma el profesor Joaquín del Río, director del Centro de Desarrollo Tecnológico de Sistemas de Adquisición Remota y Tratamiento de la Información (SARTI) de la UPC y coordinador del OBSEA, vinculados a la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). “El Gemelo Digital del Océano es un catalizador para nuevas soluciones de ingeniería que conectan perfectamente la detección avanzada, la modelización y la toma de decisiones adaptativa, y constituyen una nueva generación de sistemas de observación marina inteligentes y sostenibles”, explica.

El objetivo principal de estudio en la zona de SmartBay, en la bahía de Galway, es investigar las interacciones de comportamiento individual de la langosta (Nephrops norvegicus) con sus refugios, mediante el uso de sistemas de imagen autónomos instalados en el observatorio cableado del Instituto de Ciencias del Mar, para observar y contar de cerca a los individuos de esta especie, realizar un seguimiento de sus patrones de comportamiento a lo largo del tiempo y contribuir así a una estimación más precisa de las poblaciones.

La infraestructura cableada del observatorio SmartBay proporciona imágenes continuas de alta resolución y datos de sensores multiparámetros, constituyendo así la base física para el desarrollo de un gemelo digital 4D de la bahía de Galway, en el marco del proyecto DIGI4ECO. "Esto permite el seguimiento del comportamiento en tiempo real de la especie de la langosta, integrando análisis espacio-temporales a través de inteligencia artificial, para modelar respuestas ecológicas y optimizar la restauración en las zonas con poca pesca", asegura Paul Gaughan, responsable científico y técnico del equipo de infraestructuras de investigación del Instituto de Ciencias del Mar.

"Al unir estos gemelos digitales a través de las instalaciones regionales, se mejora la prestación de servicios del EMSO ERIC en general, mediante la interoperabilidad de datos estandarizados, herramientas de modelización predictiva y acceso escalable a conjuntos de datos armonizados, acelerando la investigación marina paneuropea y el soporte político”, concluye Paul Gaughan.