Ciencia de Datos y Gemelos Digitales Urbanos para el Control Emisiones del Transporte y Edificación

El proyecto Ciencia de datos y gemelos digitales urbanos para el control de emisiones del transporte y la edificación, desarrollado por el grupo de investigación giSCHE del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC), se enmarca en el programa MOMENTUM del Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, financiado por la Unión Europea a través de NextGenerationEU, en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR). Se integra en la Plataforma Temática Interdisciplinar Mobility 2030 del CSIC y cuenta con la colaboración del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (CSIC-IFISC), el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC), el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (CSIC-IEGD) y el grupo de investigación Transporte, Infraestructuras y Territorio (tGIS) de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
El objetivo es impulsar una transición ecosocial justa mediante estrategias de descarbonización urbana que integren criterios ambientales y sociales. Para ello, se trabaja en el desarrollo de un sistema integrado de datos y gemelos digitales urbanos que permita monitorizar las emisiones, identificar vulnerabilidades y evaluar escenarios de mejora en Madrid y su área metropolitana, con extensión al conjunto de la Comunidad de Madrid.
La metodología combina fuentes públicas de información sobre edificación, urbanismo, población, movilidad, clima y calidad del aire, integrándolas mediante herramientas de ciencia de datos y análisis espacial. Los indicadores se calculan a distintas escalas —edificio, sección censal, barrio, municipio y ámbito metropolitano— para analizar las relaciones entre las características urbanas, las emisiones y las condiciones socioeconómicas.
En el ámbito residencial, se emplea la herramienta MEPEC (Metodología de Evaluación de Pérdidas Energéticas en los Edificios), software registrado, para estimar pérdidas energéticas de la envolvente, demanda e indicadores de eficiencia energética de calefacción y radiación solar incidente a partir de información catastral. Su aplicación permite caracterizar el comportamiento energético del parque residencial y representar espacialmente las diferencias entre edificios y secciones censales. Los análisis realizados identifican ámbitos con mayor demanda de calefacción y edificios con menor eficiencia, aportando una base territorial para localizar áreas prioritarias de rehabilitación energética.
En materia de movilidad, se ha desarrollado un análisis de pobreza en el transporte para la Comunidad de Madrid mediante indicadores de accesibilidad al transporte público, renta y emisiones. Para ello, se han construido matrices origen-destino de tiempos mínimos de viaje mediante redes multimodales que integran datos GTFS y OpenStreetMap, considerando los desplazamientos a pie y los horarios del transporte público. El análisis cubre 179 municipios, los 21 distritos de Madrid y el acceso a universidades y centros sanitarios, con un umbral máximo de viaje de 180 minutos. Los resultados espaciales muestran un patrón diferenciado: el núcleo metropolitano presenta, en términos generales, mayor accesibilidad y niveles de renta más elevados, pero también mayores emisiones del transporte; en los territorios periféricos se observan menores niveles de accesibilidad y renta, junto con menores emisiones. Este resultado evidencia que la menor emisión territorial no implica necesariamente mejores condiciones de movilidad y pone de relieve la importancia de incorporar criterios de equidad en la planificación del transporte.
Asimismo, se analiza la relación entre complejidad urbana, compacidad y diversidad de usos mediante indicadores como la entropía de Shannon, calculada a partir de la distribución de actividades por sección censal. Estos análisis permiten estudiar la configuración de tejidos urbanos de proximidad y su relación con la movilidad: la combinación de compacidad y diversidad funcional puede reducir la necesidad de desplazamientos en automóvil y, con ello, las emisiones asociadas, con efectos potenciales sobre la calidad del aire y la salud urbana.
La integración de indicadores energéticos, urbanos y socioeconómicos permite abordar la vulnerabilidad desde una perspectiva multidimensional. En el caso de Entrevías, el análisis espacial de la demanda de calefacción, las características residenciales y las condiciones socioeconómicas muestra que la vulnerabilidad no es homogénea dentro del barrio y que su localización requiere trabajar a escala de sección censal. También se han explorado las presiones combinadas de las rentas bajas, la ineficiencia energética de los edificios y los costes del alquiler y de las facturas energéticas, con el fin de identificar ámbitos donde se acumulan distintas formas de vulnerabilidad.
El proyecto aspira a consolidar una metodología de análisis territorial actualizable, multiescalar y con capacidad predictiva, que facilite el diagnóstico, la identificación de zonas prioritarias y la evaluación de escenarios futuros. Su finalidad es proporcionar evidencias científicas para orientar políticas públicas de descarbonización, rehabilitación energética, movilidad sostenible y regeneración urbana, contribuyendo a reducir las emisiones, mejorar la salud urbana y disminuir las desigualdades sociales.