El uso de la metodología BIM (Building Information Modeling) es una tendencia que se está convirtiendo en un requisito legal obligatorio para el diseño de edificaciones y obras públicas. Las ventajas que aporta este flujo de trabajo (menor pérdida de tiempo y recursos en la fase de diseño, gestión de datos más eficiente durante la construcción del edificio y en todo su ciclo de vida de vida y obtención de ahorros en la construcción cercanos al 20%) hacen recomendable que los diferentes especialistas del sector opten por trabajar de forma sincronizada.
El BIM ha influido en el proceso de diseño tradicional al facilitar un proceso altamente colaborativo que permite que las diferentes partes interesadas y miembros del proyecto trabajen simultáneamente. En este contexto, vamos a analizar y proponer una forma de trabajo para integrar las estructuras de hormigón armado en el flujo de trabajo BIM. Una especialidad que, debido a su propia naturaleza (secciones de hormigón y dimensionamiento del armado), todavía genera problemas entre los profesionales que quieren operar en un entorno BIM.
Para satisfacer las necesidades de los usuarios que proyectan en BIM, el software de modelado de estructuras de hormigón debe cumplir los siguientes aspectos críticos:
- Resolver todos los casos contemplados por las normativas de diseño.
- Utilizar procesos de intercambio de información estables que no dependan del software utilizado.
- Reducir la entrada manual de datos que ya se han introducido previamente en otro software.
- Mostrar los resultados de acuerdo con el último marco tecnológico.
Propuesta de trabajo para lograr estos objetivos
La propuesta de trabajo de BIMserver.center para el modelado de estructuras de hormigón en BIM se basa, como en el resto de aplicaciones de especialista, en el trabajo con archivos IFC que se generan según un modelo geométrico 3D producido por cualquier software de modelado arquitectónico como CYPE Architecture (disponible gratis en BIMserver.center).
Este modelo geométrico se comparte en la plataforma BIMserver.center, lo que permite la comunicación directa entre todos los usuarios y aplicaciones que participan en el proyecto. Este formato de archivo posibilita a los usuarios utilizar las aplicaciones que deseen, siempre y cuando importen y exporten archivos IFC.
a) Propuesta inicial para la estructura, introducida en el proyecto durante la fase de concepción arquitectónica. b) Modelo estructural desarrollado a partir del modelo arquitectónico. c) Modelo analítico. d) Modelo de despiece de armaduras.
Generar los diferentes modelos de las estructuras
Para trabajar en este entorno BIM, el software o softwares utilizados por los profesionales deben tener la capacidad de generar los diferentes modelos de la estructura de una forma desacoplada:
- Modelo arquitectónico (cerramientos, tabiques, recintos, niveles...). En nuestra plataforma contamos con CYPE Architecture.
- Modelo estructural (vigas, columnas, losas, muros...); modelo analítico (elementos finitos, condiciones de contorno, reacciones...); y modelo normativo (cuantías de armadura, secciones resistentes…). Para la generación de estos modelos tenemos la siguiente oferta de programas: CYPECAD, CYPE 3D, CYPE Connect y StruBIM Shear Walls.
- Modelo de despiece (posición 3D de armaduras, doblado de los estribos...). En BIMserver.center contamos con las aplicaciones StruBIM Rebar (para hormigón), StruBIM Steel (para acero) y CYPECAD, programa que ya genera el modelo detallado de las armaduras en sus últimas actualizaciones.
- Modelo de fabricación e implementación (secuencias de maquinaria, realidad aumentada interactiva...). El programa CYPECAD y StruBIM Steel posibilitan estos modelos.
Como hemos visto, en BIMserver.center disponemos de varios programas que pueden hacer todos estos modelos y desacoplar unos de otros de modo que, una vez resueltas las necesidades de cada uno de ellos, es posible trabajar de forma integral a través de los archivos IFC. Así, por ejemplo, el software CYPECAD puede realizar el modelo estructural y el analítico, mientras que el cumplimiento normativo de los muros de cortante según la ACI 318 puede analizarse en StruBIM Shear Walls.
En el caso de que el calculista esté trabajando en una estructura mixta de hormigón y acero, la parte de hormigón y las cimentaciones se resuelven en CYPECAD y las partes de acero en CYPE 3D, CYPE Connect y StruBIM Steel.
Qué objetivos se pueden alcanzar con el uso del BIM en estructuras
Objetivo 1: Resolver los casos contemplados por las normativas de diseño.
Para resolver este objetivo, en BIMserver.center contamos con softwares específicos de CYPE que se encargan de verificar el modelo estructural de acuerdo con el código de diseño seleccionado, gracias a los resultados del modelo analítico. Por poner un ejemplo, StruBIM Shear Walls es capaz de realizar la verificación de los muros de cortante tras importarlos junto con sus esfuerzos, procedentes estos últimos del análisis de elementos finitos del modelo analítico.
No obstante, este es solo un ejemplo de los casos normativos que pueden resolverse con el software disponible en BIMserver.center, ya que herramientas como CYPECAD o CYPE 3D tienen el cumplimiento normativo estructural (de distintos países) en su ADN.
Los datos importados y exportados en este proceso de trabajo BIM deben ser los datos básicos y resultados de la especialidad que se pretende resolver en cada uno de los modelos, para que todos los programas puedan intercambiar información entre sí de una forma estable.
Objetivo 2: Utilizar procesos de intercambio de información estables que no dependan del software utilizado.
Como acabamos de decir, el intercambio de información entre programas debe realizarse utilizando los datos necesarios para que no necesite depender de las capas de ergonomía que proporciona cada programa (entendiendo que un programa con más capas de ergonomía es más intuitivo). Lo único que puede ser transmitido entre diversos programas, incluso de diversos fabricantes de software, son los datos necesarios. Transmitir estos datos (la geometría, materiales y esfuerzos del ejemplo anterior) entre aplicaciones permite alcanzar el objetivo de lograr un intercambio de información estable.
Cuando no se trabajan con estos datos necesarios se generan situaciones en las que un software utiliza unos datos mientras que una segunda aplicación usa otros distintos para resolver el mismo problema. Esto hace imposible efectuar una comunicación entre ambos. Dentro de BIMserver.center, el paquete de programas StruBIM da opción al usuario para que inserte datos básicos, además de un nivel superior de datos utilizando capas de ergonomía.
Objetivo 3: Reducir la entrada manual de datos que ya se han introducido previamente en otro software.
Este objetivo se cumple empleando la filosofía mostrada en el apartado anterior. Los programas pueden importar toda la información que necesitan (anteriormente introducida en otro programa para resolver un modelo previo de la estructura) sin necesidad de volver a introducir los datos manualmente.
Este objetivo es clave para aumentar la productividad de los especialistas, ya que se estima que el proceso de entrada de datos manual supone el 80% del tiempo invertido resolviendo una determinada disciplina dentro de un proyecto.
Objetivo 4: Mostrar los resultados de acuerdo con el último marco tecnológico.
Uno de los principales objetivos del BIM es proporcionar una mejor visualización del proyecto para reducir errores y mejorar la comprensión de las soluciones adoptadas. La visualización 3D en los programas siempre ha sido una función importante para el software BIM. Sin embargo, hay que tener en cuenta las oportunidades que también generan nuevas tecnologías como la Realidad Aumentada y la Realidad Virtual.
En BIMserver.center se puede obtener una visualización 3D de los diferentes modelos y, al mismo tiempo, aprovecharse de todas las ventajas de la realidad aumentada porque todos los proyectos desarrollados utilizando el flujo de trabajo de BIMserver.center pueden visualizarse de forma inmediata en AR utilizando la aplicación de nuestra plataforma en dispositivos móviles y sin necesidad de realizar ningún paso previo.
La visualización de los resultados no debería restringirse a la de los elementos estructurales, sino que es aconsejable también visualizar los resultados de cálculo, como por ejemplo, las superficies de interacción de pilares y vigas. Algo posible en BIMserver.center y que facilita la adquisición de información en cualquier etapa del proyecto, incluso en la etapa de mantenimiento, cuando se deben afrontar rehabilitaciones.
