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Usos BIM aplicables al sector de la Construcción (y II)

Continuamos con la segunda parte del artículo de Usos BIM aplicables al sector de la Construcción, que compone uno de los capítulos de la “Guía de apoyo a contrataciones con requisitos BIM” del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas y en colaboración del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana. 

En esta ocasión, se analizan las simulaciones, los planes de diseño y el análisis que acompaña a los proyectos durante todo su ciclo de vida. 

Esta guía busca aportar información adicional y complementaria a las guías ya existentes. Para mantener la coherencia e integralidad de la estrategia a nivel estatal, se ha usado como referencia la nomenclatura de Usos BIM dispuestos en la Guía de Elaboración del Plan de Ejecución BIM del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana. 

Simulaciones constructivas

El Uso BIM de simulaciones constructivas tiene por objetivo incorporar en un entorno visual y digital la planificación de obra preparada tanto para fase de proyecto como de obra. 

Consiste en asociar a los elementos de los modelos BIM la fase específica de obra a la que pertenece. Durante la fase de proyecto, los modelos BIM podrán ser usados para mostrar los procesos y métodos constructivos propuestos.

Durante la obra, los modelos BIM pueden ser usados para realizar simulaciones constructivas, permitiendo integrar y comprar planificación prevista de obra con avance real. 

Periódicamente, se podrán generar visualizaciones de planificación de obra, actualizada al avance real de los tajos que permitan comprar de forma ágil y visual las divergencias (si existiesen) entre lo previsto y lo real. Esto permite de la misma forma la monitorización del proceso constructivo y la identificación temprana de fases que puedan ser conflictivas, logrando procesos constructivos más fiables. 

NOTA OPENBIM. La incorporación de parámetros específicos de las fases constructivas a las que pertenecen los elementos en los modelos “.ifc” permite automatizar la vinculación del plan de obra con elementos de los modelos BIM. 

Simulaciones y análisis

Consiste en usar los modelos para realizar simulaciones de diversa índole. Se listan en este uso una serie de simulaciones que, aunque en desarrollo, se considera relevante mencionar. 

• De tráfico. Se busca incorporar estudios de tráfico dinámicos basados en modelos BIM durante el proceso de diseño.
• De evacuación. Uso de los modelos BIM para el diseño y evaluación de las vías de evacuación seguras durante la fase de explotación de una infraestructura. 
• Simulaciones energéticas. Uso de los modelos BIM para el diseño de equipamientos y de instalaciones que internalicen los criterios de eficiencia energética, incorporando en la toma de decisiones los costes energéticos del ciclo de vida integral de su vida útil. 
• Simulaciones de ventilación. Uso de los modelos BIM para el análisis CFD (Computational Fluid Dynamics) de ventilación de los túneles y para el correcto dimensionamiento de los dispositivos de ventilación.
• Simulaciones de iluminación. Uso de los modelos BIM para el diseño de la iluminación eficaz y eficiente en infraestructuras.
• Simulaciones acústicas. Uso de los modelos BIM para el diseño de sistemas acústicos que minimicen el impacto y afección al entorno, tanto durante el uso de la infraestructura como durante la fase de obra. 
• Compensación de masas y gestión de residuos de excavación. Uso de los modelos BIM para optimizar digitalmente los trabajos de compensación de masas de tierras en trazados y realizar una gestión, un diseño y un dimensionado de la logística de transporte a vertedero de las tierras resultantes de excavaciones. Estos modelos son usados para el análisis de los aspectos relacionados con sobrantes y con excedentes de excavación y su gestión. 
• Visibilidad y puntos ciegos. Uso de los modelos BIM para hacer simulaciones de visibilidad y puntos ciegos, pudiendo incorporar y añadir las ventajas del Uso BIM Realidad Virtual para transitar en infraestructuras en realidad virtual. Se detectan así patologías en visibilidad y puntos ciegos. 

Validación de normativa

Usar los modelos BIM preparados para validar normativa de referencia es un uso con un potencial muy alto. Sirve para automatizar la supervisión de proyectos por parte de la Administración, estando aún en desarrollo.

Se han realizado avances en el ámbito del trazado de carreteras con la incorporación de la alineación a los formatos de intercambio .ifc (IFC 4.1 aligment). 

Quedan pendientes avances en la misma línea para la validación de estructuras.

NOTA OPENBIM. Se están haciendo avances importantes en la validación de normativa, tomando como partida los modelos en formato “.ifc”. Este es un campo que experimentará un mayor desarrollo los próximos años gracias a la evolución del formato “ifc” y a la inclusión de entidades propias de la obra civil. 

Replanteo de obra

Con el avance de la capacidad de los software de trabajo de realizar modelos BIM de formas “exactas” y geoposicionados, se puede plantear su utilización como base de replanteo de las obras. La incorporación de los modelos BIM a los sistemas GPS de las obras abre las puertas a su gestión digital basada en modelos BIM.

NOTA OPENBIM. Deberá promoverse la gestión del replanteo de obras basada en modelos en formato abierto que permita la libre competencia y concurrencia. Actualmente, existen formatos abiertos como el “.dxf” o el “.landxml”, utilizados en el sector del a construcción como vehículo de datos geométricos que complementan los modelos en “.ifc”. 

Seguimiento de obra

Se busca con este uso promover y potenciar la gestión digital de las obras. Unos modelos BIM con elementos estructurados, con base de datos organizada, pueden permitir un seguimiento periódico de los avances en las obras.

Algunas administraciones como Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana (FGV) están, actualmente, certificando unidades de obra en base a modelos BIM en ciertos proyectos. 

Si estos modelos son actualizados periódicamente en base al avance realizado en obra ejecutada, pueden servir de base transparente y objetiva de certificaciones mensuales de las unidades de obra.

Este uso es posiblemente uno de los Usos BIM más exigentes, ya que tiene una incidencia clara y directa sobre los procedimientos de certificación mensual de obra actuales. Mensualmente, se generan avances de los modelos que representan las obras ejecutadas hasta el momento de la certificación. Estos modelos estarán compuestos de elementos con parámetros que permitan diferenciar y medir claramente lo que es objeto de la certificación mensual en cuestión.

Cabe señalar que, al igual que ocurre con el Uso BIM Mediciones, las certificaciones mensuales de elementos que no formen parte del os modelos BIM no podrán ser vehiculadas a través de los modelos. Por ello, deberán realizarse por métodos convencionales. Pero la tendencia es a aumentar paulatinamente el conjunto de elementos objeto de certificación contenidos en los modelos BIM. 

Existen medios tecnológicos suficientes y accesibles (topografía convencional, nubes de puntos, etc.) para controlar el avance de obra, plasmarlo en los modelos BIM de seguimiento de obra y obtener la medición de elementos ejecutados. 

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, estos modelos deberán ser exportados a formato “.ifc”. Los elementos deberán, asimismo, disponer de parámetros que permitan diferenciar claramente los que son objeto de certificación.

Logística, acopio y gestión del espacio público

Consiste en usar los modelos para el análisis de la ocupación del espacio público y las afecciones de la logística de obra, estimada para la solución de diseño al espacio público y a la correcta operatividad de la infraestructura (en caso de ser ésta objeto de ampliación o mejora). 

La planificación y ocupación de espacio público adquiere relevancia cuando se trata de una obra urbana en la que se tiene que gestionar el funcionamiento de la circulación ciudadana con la óptima operación de la obra.

Este uso, alineado con la simulación constructiva, permite identificar zonas de ocupación, así como anticipar los problemas de operación que éstas puedan ocasionar. 

Permite, además, suministrar periódicamente (o cuando se modifique de forma sustancial una zona de ocupación) a la Administración una actualización digital de la zona de ocupación. Esto permite que el proyecto pueda ser gestionado con las administraciones pertinentes y la información pueda ser compartida con la ciudadanía con suficiente antelación. 

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, estos modelos deberán ser exportados a formato “.ifc” y permite su visualización con archivo abierto OpenBIM mediante visores gratuitos. 

Inventariado digital

Con el avance de la digitalización, la realización de inventariados digitales para tener listado digitalmente el conjunto de datos de interés de los activos inventariables adquiere mayor relevancia. 

Este apartado trata la incorporación al inventariado digital de datos de los activos que provienen de un modelo BIM de fase de construcción. La gestión de activos digitales por medio de métodos de capacitación de datos de activos construidos (mobile mapping, escaneo, drones…) no forma parte del alcance de este apartado.

Cuando los elementos de los modelos de obra contienen las propiedades relevantes desde el punto de vista del inventariado (por ejemplo, código de ficha técnica, puesto en servicio, etc.) y habida cuenta de que esos elementos están representados en sus posiciones “exactas” de obra (lo cual permite extraer de forma ágil sus coordenadas globales), es posible a través de los parámetros de los elementos BIM transferir estos datos a una base de datos de inventario digital.

Es importante recalcar la necesidad de preestablecer unos criterios normalizados y estandarizados del as propiedades que han de ser incluidas en los modelos BIM de obra, en función de las necesidades y tipologías de elementos. Los técnicos de la Administración han de identificar el conjunto de propiedades que los elementos han de contener para satisfacer sus necesidades. No hacerlo derivará, con total seguridad, en unos modelos con datos no homogeneizados ni ordenados y de poco valor para las necesidades del inventariado digital. 

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, estos datos del inventariado deberán ser completamente visible en formato “.ifc” y permitir su exportación/vinculación con bases de datos.

Registro de obra ejecutada (Modelo As Built)

Consiste en el uso de los modelos BIM para la recopilación, archivo y consulta de documentos e información vinculados a la obra ejecutada.

Durante el proceso de construcción, los modelos BIM serán actualizados y usados para la preparación de los modelos as-built (maqueta digital geoposicionada según el sistema de referencia y unidades requeridas). Este registro de obra ejecutada tomará como punto de partida el modelo de inicio de obras y se realizarán varias laborales principales:

• Modelo de proyecto constructivo.
• Modelo de inicio de obras.
• Integración de información de obra.
• Modelo de obra ejecutada.

Adecuación geométrica del modelo a medida que se avanza en la construcción, en caso de haber modificaciones relevantes respecto del proyecto constructivo. Actualización y vinculación de información generada durante la fase de obra de forma centralizada en la plataforma de intercambio de información con los modelos de preconstrucción. 

Se busca con este uso la incorporación de una relación unívoca entre el conjunto de documentación generada durante la obra (informes de incidencias, fotografías, ensayos, manuales de uso, controles de calidad, planos de obra ejecutada, etc.) y los modelos BIM. 

Estos modelos BIM deberán ser contrastados y verificados mediante datos captados en obra. El objetivo es confirmar que representan de forma correcta la obra realmente ejecutada, al igual que pasa actualmente con los planos de obra ejecutada.

La información contenida en los modelos as built será la base para la transmisión de información para el mantenimiento de la infraestructura.

La estrategia de organización de información, la nomenclatura de archivos y los procesos de auditoría de revisión de información archivada serán definidos en el Plan de Ejecución BIM. 

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, la estructura de datos de los modelos as built deberá estar incorporada a los modelos en “.ifc” y las URL de vinculación de información operativa.

Alimentación del sistema de gestión

Se trata de la utilización en el uso de los modelos BIM como fuente de información fiable y actualizada del activo construido para alimentar los sistemas de gestión de operaciones y mantenimiento de activos.

Esta información, de forma equivalente a los que ocurre con el Uso BIM Inventariado Digital, vendrá en forma de datos ordenados y protocolizados de los elementos de los modelos.

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, estos datos que alimentan el sistema de gestión deberán ser completamente visibles en formato “.ifc” y permitir su exportación/vinculación con bases de datos. 

Conservación y mantenimiento

Consiste en usar los modelos para el control y planificación de la conservación y mantenimiento de la infraestructura o edificio. 

Se produce aquí una divergencia en el planteamiento entre el sector de las infraestructuras y la edificación. En el sector de la edificación, la conservación y el mantenimiento se puede realizar de foram integral a través de los modelos BIM vinculados con el GMAO (Gestión del Mantenimiento Asistido por Ordenador) de forma bidireccional. Esto es posible y se realiza.

En el sector dela conservación de las infraestructuras, la escala de la red que conservar (de cientos o miles de kilómetros) hace inviable la gestión de la conservación basada en los modelos BIM. La escala de esa gestión requiere un entorno más propicio como son los Sistemas de Información Geográfica (GIS). Estos GIS estarán vinculados como el GMAO de una forma equivalente a la relación bidireccional de los modelos BIM y GMAO en edificación.

La clave en las infraestructuras está en garantizar la transferencia estandarizada automatizada (en el mayor grado posible) y homogénea de los datos de los modelos BIM a las capas de los modelos GIS. 

Es por ello clave recalcar la necesidad de preestablecer unos criterios normalizados y estandarizados de las propiedades que han de ser incluidas en los modelos BIM de obra. Éstas irán en función de las necesidades y tipologías de elementos que se van a incorporar a los modelos GIS. Los ´técnicos de la Administración de los departamentos de conservación han de identificar el conjunto de propiedades que los elementos han de contener y de trasladar esas necesidades a los técnicos de las obras. NO hacerlo derivará, con total seguridad, en unos modelos sin homogeneizar, poco estructurados y, en definitiva, con escaso valor. 

NOTA OPENBIM. Con independencia del software usado, estos datos que alimentan el sistema de conservación y mantenimiento deberán ser completamente visibles en formato “.ifc” y permitir su exportación/vinculación con bases de datos. 

Otros usos

Aunque no se han incluido en esta guía, existen otros usos que pueden ir adquiriendo mayor relevancia y desarrollo próximamente. Es el caso de Usos BIM como Seguridad y Salud, Fabricación Digital, Calidad, etc. 

Autor. Álex Garate Arrazola, Ingreen Innovation.

Primera parte del artículo, aquí. 

Artículo completo en “Guía de apoyo a contrataciones con requisitos BIM”.