Diferentes disciplinas aplicadas al modelo BIM

1. Introducción

La tarea de un BIM Management requiere de una gran experiencia y conocimientos de construcción. Los procesos son muy diversos y en la mayoría de los proyectos suele haber personal especializado para cada disciplina, debido a la dificultad de estos. Uno de los proyectos más complejos y relevantes en la historia de la metodología BIM ha sido La Torre Shanghái, dirigida por el estudio de arquitectura estadounidense Gensler. En este proyecto de 2008, aplicaron BIM desde la fase inicial de diseño hasta la finalización de la obra en 2015.

Figura 1. Torre Shanghái. Fuente: Biblus. (s.f.). BIM en el mundo: 3 proyectos realizados con el BIM en China. https://biblus.accasoftware.com/es/bim-en-el-mundo-3-proyectos-realizados-con-el-bim-en-china/

Como se observa en la figura, la Torre Shanghái, presenta unas características singulares. En primer lugar, cuenta con una estructura de 632 metros de altura, 128 pisos de altura y más de 20000 paneles de muro cortina. Dicho edificio ha sido minuciosamente estudiado para comprobar la repercusión de la metodología BIM implantada en el mismo. Los resultados fueron clarividentes y aportaron las siguientes ventajas, tras ser realizado y ejecutado con BIM: 

• Mejoraron los tiempos de ejecución en un 30% en comparación con estructuras similares y por tanto los costes económicos.
• La complejidad de la envolvente hubiera sido casi imposible de realizar gráficamente con una metodología tradicional de 2D.
• Simplifica la visualización, comprensión y el entorno del proyecto al ser realizado tridimensionalmente. (Building Smart Spain, s.f.)

Por consiguiente, tomando como referencia estos resultados tan significativos, AUTODESK, es el software que se ha elegido para llevar a cabo nuestro proyecto de ejecución en metodología BIM.
En este sentido, indagaremos en las disciplinas más comunes, buscando la interacción entre ellas, mediante NAVISWORKS, que nos ayudará a encontrar superposiciones entre ellas. En todo proyecto BIM es primordial tener una organización de archivos y una nomenclatura para los diferentes elementos del proyecto, es por eso, que explicaremos brevemente el procedimiento a seguir en un proyecto BIM. Asimismo, poder cuantificar los elementos es un objetivo clave en la estrategia BIM, nos ayudará a controlar la obra y a realizar presupuestos de una forma más eficaz, aportaremos algún ejemplo de dicho proceso.
La idea básica del proyecto es realizar un edificio arquitectónico y posteriormente, realizar una serie de representaciones para dejar constancia del manejo de las diferentes disciplinas que cualquier proyecto nos presenta. 
Asimismo, cabe resaltar que al trabajar en un entorno colaborativo y estar varios agentes del proyecto interaccionando en el mismo archivo, deberemos tener bien estructurado el sistema de nomenclatura de archivos y elementos del proyecto. A continuación, en la Tabla 1 se puede visualizar una formulación de gran interés de Building Smart Spain que nos ayudará en el presente proyecto. 

Tabla 1. Nomenclatura de BUILDING SMART SPAIN. Fuente: Building Smart Spain. (s.f.). Manual de Nomenclatura de Documentos al utilizar BIM. 

En resumen, el objetivo de este proyecto es explicar la metodología BIM en un proyecto común de un edificio, así como explicar los posibles contratiempos y dificultades que presenta dicho proyecto. El modelo presentará todas las características para ser catalogado como 5D y con un nivel de detalle 300.

2. Desarrollo del proyecto

En este apartado, haremos hincapié en los procesos constructivos más singulares del proyecto, así como resaltar algunas posibles complejidades en algunos procesos constructivos. Para la realización de la forma del edificio se han desarrollado varios bocetos y se han investigado diferentes formas de poder conseguir el objetivo deseado. En primer lugar, se desarrollaron varios bocetos realizados mediante MASAS en REVIT.
 

Figura 2. Boceto inicial búsqueda de amplitud de nuestro edificio.
 

Figura 3. Boceto para la búsqueda de altura y mayor superficie de zonas verdes 

Figura 4. Boceto derivado de la figura 2.

Figura 5. Boceto buscando una forma más armónica y simple.

Figura 6. Boceto para la búsqueda de una forma más brusca y cambiante.

Figura 7. Boceto de modelado avanzado inspirada en Burj Al Arab.

Tras ello, procedimos a realizar el BURJ AL ARAB para mejorar la técnica de modelado mediante masas.  El procedimiento para modelar de este modo es utilizando las herramientas de masas, podemos ir realizando extrusiones y vacíos para conseguir la morfología deseada. Asimismo, realizaremos diferentes superficies dentro de una masa y al crear la forma nos unirá dichas superficies, esto nos ofrece multitud de posibilidades.

En cambio, otra manera de llegar a nuestro objetivo sería mediante DYNAMO, este software se encuentra dentro REVIT y nos va a permitir realizar figuras mucho más complejas. También nos ayudará a tener precisión sobre nuestro modelado. Por consiguiente, es importante destacar que mediante los perfiles adaptativos podemos crear estructuras o paneles deseados para posteriormente añadirlas a nuestra malla creada.

2.1. Movimiento de Tierras

El movimiento de tierras ha sido bastante complejo de realizar en determinados aspectos. En primer lugar, debido a que visualmente es bastante complejo buscar una solución que se asemeje a la forma de excavación de la realidad y, en segundo lugar, dada su complejidad para tener una cuantificación exacta de los metros cúbicos excavados o de relleno. Por ello, el proceso a seguir ha sido realizar varias vistas de las diferentes fases de excavación. Se creó un estado inicial previo a la excavación que partiría de la excavación anterior. Con este método se conseguiría una representación exacta de cómo se realizaría a pie de obra y también obtendremos una cuantificación exacta en cada fase de movimiento de tierras.

Figura 8.  Primera fase de excavación: Excavación del solar hasta el nivel de la acera.

Figura 9. Segunda fase de excavación.

Figura 10. Tercera fase de excavación.

Figura 11. Cuarta fase de excavación.

Por último, en la Tabla 2, expuesta a continuación, se puede observar la tabla de cuantificación que hemos obtenido, facilitando un supuesto presupuesto de obra o ayudándonos al desarrollo a pie de obra de una forma más eficiente y reduciendo su complejidad

Tabla 2. Cálculo de movimiento de tierras.

2.2. Entorno de nuestro edificio

En relación con el entorno de nuestro edificio, es realmente interesante poder reproducirlo exactamente igual que como sería en la realidad, y para ello, podemos utilizar DYNAMO. Dependiendo del nivel de visualización que buscamos en nuestro entorno podemos llegar a un nivel mayor de detalles o menor. En la Figura 12, podemos ver una imagen del entorno del proyecto y a continuación, adjuntare una breve explicación de cómo realizar el entorno con la ayuda de DYNAMO.

Figura 12. Entorno de proyecto.

Para realizar este proceso debemos seguir los siguientes pasos:

• Instalar el paquete de Dynamaps y abrir la pestaña de vista de Dynamaps.
• Podremos obtener las coordenadas desde nuestro proyecto o simplemente añadir una dirección, y pulsaremos “Push to Dynamo”. Todo ello, puede observarse en la Figura 13.

Figura 13. Localización del proyecto.

• Ahora solo queda añadir estos nodos y obtendremos la extrusión deseada de nuestro entorno. 

Figura 14. Nodos Dynamo.

2.3. Muros cortina curvos

El siguiente paso será la construcción de muros cortina curvos. Cuando realizamos muros cortina curvos con pocos paneles, el resultado que nos ofrece Revit es bastante deficiente, ya que no termina de realizar la curvatura perfecta. En la siguiente figura podemos observar cómo representa REVIT un muro cortina que pretende ser curvo.

Figura 15. Ejemplo de muro cortina erróneo.

En este sentido, el edificio que se ha realizado para este proyecto presenta curvaturas muy pronunciadas y el objetivo era conseguir esas curvaturas con una envolvente de muro cortina. Por ello, para poder conseguir este objetivo, vamos a detallar el procedimiento a seguir a través de las figuras que se exponen a continuación, que nos permitieron llevarlo a cabo.

Figura 16. Creación de muro.

En primer lugar, duplicamos un muro por defecto de las familias que tenemos y lo denominamos, por ejemplo: “cristal curvo con montante”.  Tras ello, pasaremos a editar este muro creado y en estructura le colocaremos un cristal como material. Posteriormente, añadiremos un barrido a dicho muro y elegiremos el material de nuestro barrido. Todo el procedimiento seguido se muestra en la Figura 17.

Figura 17. Creación de barrido en muro.

Seguidamente, pinchamos en el muro cortina que habíamos realizado y lo duplicamos para cambiar el tipo de panel. Tras esto, colocaremos como panel el muro creado con el nombre “cristal curvo con montante”. De este modo, tendremos automáticamente el muro curvo y apreciaremos la diferencia. Editando dicho muro cortina podremos colocar montantes verticales y elegir la separación entre los montantes, como se puede visualizar en la Figura 18.

Figura 18. Solución de muro cortina curvo.

2.4. Creación de habitaciones

REVIT nos proporciona una herramienta muy interesante que es la posibilidad de crear habitaciones. El programa REVIT ARQUITECTURA es muy práctico ya que conocemos en tiempo real cada modificación que podamos hacer las dimensiones de nuestra habitación. Antiguamente, esta simple tarea llevaba un gran trabajo al tener que estar midiendo continuamente si había cambios en el proyecto. En REVIT MEP, las habitaciones son utilizadas para el cálculo de refrigeración y calefacción.

Figura 19. Creación de habitaciones.

Simplemente, nos dirigimos a la pestaña arquitectura y apretaremos en habitación deslizándola hasta el habitáculo deseado.

Figura 20. Información obtenida de superficies.

En la figura anterior podemos observar el ejemplo de cuantificación de las habitaciones de la planta dos.

2.5. Comprobar superposición de elementos con NAVISWORKS

Navisworks nos ofrece la posibilidad de interaccionar con dos o más archivos de un mismo proyecto, pero que se trabajan independientemente. Es una característica muy importante al realizar instalaciones y comprobar que no se superponen entre ellas. En el presente proyecto, no hemos solucionado los problemas de superposición, ya que para este proyecto educativo no lo hemos considerado importante, pero sería interesante mostrar cómo se trabajaría con el “CLASH DETECTION” y lo que es más importante aún, en el entorno BIM. Por tanto, desarrollar una vía de comunicación eficaz entre los diferentes agentes que intervienen en una disciplina o tarea, es clave para el éxito de la implantación BIM.

Figura 21. Interacción entre distintas disciplinas.

En la figura anterior, podemos apreciar las diferentes disciplinas de nuestro proyecto interactuando en un mismo archivo de NAVISWORKS. Ahora se procederá a observar con un ejemplo los posibles errores de “CLASH DETECTION” entre la disciplina de climatización y fontanería. Para ello, abrimos NAVISWORKS y en la pestaña “añadir”, insertamos los dos archivos deseados. Una vez tenemos esto, nos iremos a la pestaña de “CLASH DETECTION”. Elegiremos el tipo de superposición que queremos que nos detecte el programa, dependiendo de: elementos, distancias, etc.

Figura 22. Entorno de “CLASH DETECTION”.

Una vez seleccionados los parámetros de nuestro “CLASH DETECTION” le daremos a ejecutar prueba y nos saldrán todos los errores que hay en el proyecto.

Figura 23. Detectando “CLASH DETECTION”.

En la Figura 23, disponemos de un ejemplo de un error que tenemos en el proyecto. Se puede apreciar como la tubería de fontanería y el conducto de climatización intersecan. El software nos lo marca con los colores rojo y verde. Si estuviéramos trabajando en un espacio colaborativo y en un proyecto real deberíamos hacer lo siguiente:

Figura 24. Detectando “CLASH DETECTION”.

Por último, se deberá colocar que los problemas siguen activos, añadir algún comentario si fuera necesario y de este modo, el responsable de dicha disciplina verá la corrección. Una vez dicho agente solucione el problema, lo marcará como resuelto en NAVISWORKS.

3. Conclusión

Como resultado de este proyecto de ejecución, se ha creado un video del proceso de ejecución del edificio, subido a You Tube a un canal profesional, cuyo nombre es “BIM is NOW”. En el video se hace hincapié al proceso constructivo de un forjado estructural mediante ábacos. El enlace a los videos mencionados se encuentra en el apartado de referencias bibliográficas.

Como propuesta de debate, es importante resaltar que los errores siempre van a suceder, por lo que, la clave es trabajar en la organización y sistematización del proceso. Tener unos automatismos de trabajo nos ayudará a ser eficientes como equipo dentro de un proyecto BIM. Revisar las anotaciones y tener una comunicación fluida es esencial en todo el proceso. Antiguamente se conocía la construcción como algo caótico, imprevisible y en la que la improvisación reinaba a la hora de llevar a cabo un proyecto.  BIM está abriendo el camino hacia la industrialización de la construcción, un avance que nos lleva a trabajar en equipo y en la que busca alinear en la misma dirección a todos los agentes del proyecto. La posibilidad de realizar este máster me ha brindado la posibilidad de ver lo extenso que puede ser cada disciplina o materia de BIM. En este sentido, considero que he empezado a entender en mayor profundidad la finalidad de BIM al realizar este proyecto y empezar a trabajar con varias disciplinas alrededor de un proyecto. Considero que BIM llegó para quedarse y que softwares como Python o el mismo Dynamo van a ser esenciales para todos los agentes de la construcción.

En conclusión, es normal que aparezcan multitud de errores al realizar un proyecto de construcción, pero como bien sabemos los errores en el proyecto se transforma retrasos de obra y evidentemente pérdidas económicas. BIM, es consciente de este problema y como se ha podido observar nos aporta los instrumentos necesarios para tener un proyecto libre de errores una vez esté finalizado. Por último, a nivel personal y formativo, agradecer a los profesores y a todo el personal que trabaja en este máster por la gran labor realizada.

Autor del proyecto José Antonio Calabuig Valls https://www.linkedin.com/in/jose-antonio-calabuig-valls-8235ab100/