Conoce las ventajas de utilizar la tecnología BIM en ingeniería geotécnica
By Ph.D. Carolina Hernández Valerio (Septiembre 2023).La creciente necesidad de impulsar la productividad de la industria de la arquitectura y la construcción ha llevado a modernizar las metodologías y tecnologías de trabajo en este sector. El Modelado de Información de Construcción (BIM, por sus siglas en inglés) ofrece numerosas ventajas en la ingeniería civil debido a su capacidad para crear modelos digitales 3D que contienen información detallada sobre un proyecto de construcción. En este blog te contamos de qué se trata la tecnología BIM y sus usos en la ingeniería geotécnica.
Introducción (Modelado de Información de Construcción- BIM)
Pese a la introducción de nuevas tecnologías en los años 1960, la productividad dentro de la industria de la construcción no ha crecido, a diferencia de otros sectores. Si bien se extendió el uso de mejor maquinaría para obra, así como la optimización de procesos constructivos a través de una tendencia creciente en la prefabricación de elementos, la metodología de trabajo se ha mantenido igual a través de los años (Figura 1).
Esta línea de trabajo obliga a los profesionales a trabajar de una manera fraccionada viéndose obligados a realizar gran cantidad de dibujos independientes trabajados progresivamente para lograr representar un mismo proyecto de manera completa. Esto implica un alto costo en tiempo y recursos humanos que se requiere para generar esta gran cantidad de información, que debido su desorden y volumen es muy difícil de gestionar, esta metodología da como resultado repeticiones y correcciones frecuentes debido a errores y omisiones lo cual alarga innecesariamente el proceso de diseño (Rivadeneira, 2021).
Un cambio de paradigma: la metodología BIM
Alrededor de los años 80 se comenzó a desarrollar el BIM (Building Information Modeling) o modelado de la información de construcción en español. Según la página oficial de la BuildingSmart International BIM:
"Es una metodología de trabajo colaborativa para la creación y gestión de un proyecto de construcción. Su objetivo es centralizar toda la información del proyecto en un modelo de información digital creado por todos sus agentes” (https://www.buildingsmart.es/bim/, s.f.).
El BIM nace como evolución de la tecnología CAD desarrollada desde los años 70 y ha permitido dar el salto buscado en términos de productividad en el sector constructivo mediante un cambio de mentalidad con respecto a la manera de gestionar y producir información.
Los elementos que incitaron esta distinción entre CAD y BIM son el concepto de modelado y el de información que se encuentran en sus siglas. El concepto de modelado no sólo incorpora la manera tradicional de modelar objetos mediante representaciones 3D sino que también hace referencia a modelos más abstractos basados en reglas matemáticas paramétricas y simulaciones que permiten obtener datos sobre comportamientos y rendimientos futuros. Estos datos forman parte a su vez del concepto de información (que no existía en la tecnología CAD) y que permiten representar los elementos constructivos de una manera fehaciente.
Además, según M.A. Mortenson Company, para que un CAD pueda ser considerado un BIM tienen que integrar las siguientes características:
- Digital,
- Espacial (3D),
- Medible (cuantificable, dimensionable y consultable),
- Integral (encapsulando y comunicando la intención del diseño, el rendimiento de la construcción, la constructibilidad e incluyendo aspectos secuenciales y financieros de medios y métodos),
- Accesible (a todo el equipo de AEC / propietario a través de una interfaz interoperable e intuitiva),
- Durable (utilizable en todas las fases de la vida de una instalación). (Eastman, Teicholz, Sacks, & Liston, 2008).
El sistema BIM se centra en la gestión integrada de la información arquitectónica y constructiva. Si bien tiene la capacidad, al igual que CAD, de manejar información 2D, su punto de partida ahora se centra en el manejo de la información en 3D a través del modelado. A este modelado se ha añadido, con el paso del tiempo, una serie de dimensiones suplementarias que permiten abarcar y gestionar el proyecto de construcción durante todo su ciclo de vida de una manera integral (Figura 2 y 3).
Finalmente, estas dimensiones y esta gestión integral se enmarcan dentro de una metodología de trabajo que ha sido refinada con fines productivos. La metodología BIM basa sus procesos en estrategias LEAN (del inglés: "magro" o "esbelto") aplicadas a la industria AEC (del inglés: Arquitectura, Ingeniería y Construcción). Estos principios permiten un flujo de trabajo más coordinado y colaborativo a través de:
“La eliminación de desperdicio, una respuesta mejorada, decisiones oportunas, entrega rápida, integridad construida, empoderamiento de equipo y visión holística." (Arayici, 2010).
El mayor beneficio que cabe destacar de la metodología BIM es la práctica integrada. A nivel de los flujos de trabajo se observa que BIM promueve desde un inicio la resolución de problemas constructivos y de fabricación paralelamente a la creación del modelo. Gracias a esta capacidad de automatizar parcialmente la generación de modelos constructivos complejos, se logra centrar el esfuerzo y el tiempo en la parte inicial del diseño, donde la flexibilidad para la toma de decisiones de diseño y costo es mayor (Figura 4).
Además, aprovechando la cantidad de datos que posee cada elemento del modelo, se puede realizar estimaciones y simulaciones desde la etapa inicial de diseño permitiendo anticipar errores constructivos, energéticos o económicos para proponer mejores soluciones desde las primeras etapas del proyecto.
A nivel del flujo de trabajo, la integración de la información permite condensar el trabajo en menos archivos, así como disminuir el tiempo de espera entre las interacciones de los miembros del equipo de trabajo. Gracias a esto se consigue una mayor concentración en las tareas relacionadas con el proyecto brindando una mayor continuidad de los flujos de trabajo.
Relativo al equipo de trabajo, se observa que tanto el esfuerzo como el tiempo dedicado a la generación de documentación arquitectónica disminuye permitiendo enfocarlo en otras tareas que añadan valor agregado al proyecto (Figura 5).
BIM en ingeniería geotécnica
De acuerdo a lo discutido anteriormente, el uso de la tecnología BIM (Modelado de Información de Construcción) en la ingeniería geotécnica también ofrece varias ventajas significativas que mejoran la planificación, el diseño y la ejecución de proyectos geotécnicos. Algunas de las ventajas clave de utilizar BIM en la ingeniería geotécnica incluyen:
- Integración de datos geotécnicos: BIM permite integrar datos geotécnicos, como pruebas de suelos, muestreos y análisis de terreno, en el modelo digital. Esto proporciona una base sólida para la toma de decisiones y la identificación temprana de problemas potenciales.
- Análisis y simulaciones precisas: Con BIM, es posible realizar análisis geotécnicos más precisos, como análisis de estabilidad de taludes, asentamientos del suelo y carga de cimentación. Esto ayuda a garantizar la seguridad y la estabilidad de las estructuras.
- Detección temprana de conflictos: BIM permite detectar y resolver conflictos entre elementos geotécnicos y otros aspectos del diseño del proyecto. Esto reduce el riesgo de costosos cambios de diseño durante la construcción.
- Visualización en 3D: Los modelos BIM pueden representar de manera tridimensional las condiciones geotécnicas del sitio, lo que facilita la comprensión y la comunicación de la información geotécnica con otros miembros del equipo de proyecto.
- Optimización del diseño: BIM permite a los ingenieros geotécnicos evaluar diferentes estrategias de diseño y soluciones geotécnicas de manera más eficiente, lo que puede llevar a diseños más efectivos y económicos.
- Planificación de cimentación y excavación: BIM ayuda en la planificación detallada de cimentaciones y excavaciones, permitiendo una mayor precisión en la ubicación y diseño de pilotes, zapatas, muros de contención y otros elementos geotécnicos.
- Gestión de riesgos: Al tener acceso a información geotécnica detallada en el modelo BIM, los equipos de proyecto pueden identificar y gestionar de manera proactiva los riesgos geotécnicos, lo que reduce la posibilidad de problemas inesperados durante la construcción.
- Documentación y trazabilidad: BIM facilita la documentación y el seguimiento de la evolución de las condiciones geotécnicas a lo largo del proyecto, lo que es valioso para fines de responsabilidad y cumplimiento normativo.
- Colaboración mejorada: BIM permite una colaboración más efectiva entre los ingenieros geotécnicos, estructurales, arquitectónicos y otros profesionales involucrados en un proyecto, lo que conduce a un diseño más coherente y coordinado.
- Eficiencia en la construcción: Al contar con información precisa y actualizada en el modelo BIM, la construcción de elementos geotécnicos se vuelve más eficiente y precisa, lo que puede reducir los costos y los retrasos en el proyecto.
Conclusiones
La tecnología BIM ofrece a los ingenieros geotécnicos una serie de ventajas que van desde una planificación y diseño más precisos hasta una mejor gestión de riesgos y una mayor eficiencia en la construcción. Al integrar datos geotécnicos en el modelo BIM, se mejora la toma de decisiones y se reduce la posibilidad de problemas costosos en proyectos geotécnicos.
Referencias
Arayici, Y. (16 de 07 de 2010). Technology adoption in the BIM implementation for lean architectural practice. Automation in construction. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/229307745 Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R., & Liston, K. (2008). BIM Handbook. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. Rivadeneira D. (2021) Tesis de Master: APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA BIM PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE GENERACIÓN DE INFORMACIÓN ARQUITECTÓNICA Y CONSTRUCTIVA DEL PROYECTO "EDIFICIO C - COMPLEJO HOTELERO EN OPORTO, CALLE DE CEDOFEITA 401 - 407 “. Universitat de Barcelona.