BIM – ANALISIS DE INGENIERIA (ENERGIA – ESTRUTURAL) JUAN ANDRES PINILLA MONROY – 1102870 FREDDY ANDRES PALENCIA GALVIS – 1102738 ELECTIVA EN HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES ING. EDGAR MAURICIO REY El presente tiene por finalidad profundizar sobre la utilidad, importancia y aplicación del uso de la modelación BIM en el análisis de ingeniería, además de identificar algunas aplicaciones y plataformas BIM que hacen posible llevar a cabo dicho uso en determinada etapa de un proyecto, cuyo entendimiento ayuda a consolidar conocimientos sobre las temáticas tratadas en la electiva de herramientas computacionales, proporcionando ideas actuales a los estudiantes para proyectar en su vida profesional de manera responsable. Para iniciar esta línea explicativa se irá de lo global a lo específico, por ello se parte de la literatura referente a los usos de BIM, en los que se logra identificar un amplio espectro de aplicación en proyectos de diferente índole en las etapas por la que pasa y es importante un seguimiento, es decir, desde la planeación, diseño, construcción, hasta la etapa de operación, hablando a grandes rasgos, se logra apoyar por medio de diseños sostenibles, métodos y/o procesos integrativos e interoperables que ofrezca una aplicación BIM o plataforma BIM, haciendo más competente y eficiente la compañía que lo aplique en ciclo de vida productiva o útil del proyecto, llevando información real a digital. Figura 1. Etapas de un proyecto y usos BIM. Recuperado de BIM Project Execution Planning Guide Lo anterior hace parte esencial para puntualizar a qué etapa macro se refiere el uso BIM, esto se simplifica en la imagen presentada, la cual se obtuvo de guia de planificacion de proyectos BIM, en donde se encuentra inmerso el análisis de ingeniería en el diseño del proyecto, junto a usos tales como diseño automatizado, análisis de energía, análisis de iluminación, análisis mecánico. Haciendo énfasis en el tema central, este es un proceso en el que se necesita en conjunto el software y el modelo BIM, el primero mencionado es de modelado inteligente que utiliza al segundo para determinar el método de ingeniería más efectivo, cuya base se conforma de las especificaciones del diseño. En la perspectiva actual que se presenta en la construcción, en donde todo proyecto tiene un alto grado de complejidad y responsabilidad, el uso de herramientas que ayuden en la planificación y la comunicación de todas las ramas de la ingeniería que involucran dichos procesos, permite el logro de una transmisión de información más precisa, práctica y útil; por tal motivo el uso de herramientas BIM es de gran importancia para lograr estos objetivos, ya que permite a los ingenieros involucrados en el proyecto trabajar en un análisis global, interactuando con un modelo virtual que se actualiza en tiempo real, facilitando el análisis de diversas propuestas de planificación y diseño. En la etapa de planificación donde se ubica el uso de análisis estructural usando las diferentes herramientas BIM es posible la visualización a detalle del avance de la secuencia de trabajos que se están realizando previos a su construcción, teniendo en cuenta las limitaciones del proyecto como lo es el lugar donde se va a realizar y los agentes climatológicos que se presentan en la zona, esto con el fin de tener una secuencia constructiva y de organización de acuerdo a los requerimientos que se exigen, programando de manera eficaz los cronogramas de actividades especializadas para el personal de trabajo y teniendo la información clara de los tiempos de entrega de cada etapa. Por otro lado y para complementar el concepto de los usos de BIM, de acuerdo con el autor Azhar (2008), la visualización de proyectos se puede generar de manera fácil y efectiva con representaciones 3D, los planos se presentan de manera más sencilla y rápida permitiendo la generación de los mismos para diversos sistemas de edificación, por ejemplo: el plano sistemas de conductos hidráulicos solo sería posible generarlo una vez que el modelo de diseño de la estructura está terminado, aún así la innovación y la administración de instalaciones en donde las diferentes áreas de la ingeniería están implicadas es de gran ayuda, rendimiento y eficacia el uso de herramientas BIM y los software aliados a esta tecnología, para diseños, planeamiento de espacios, organización y mantenimiento de operaciones; así como también, la estimación del costo se genera con los software BIM, pues cuentan con funciones que permiten estimar los costos de la construcción del proyecto, ya que las cantidades de material son automáticamente extraídas y cambiadas cuando hayan modificaciones hechas en el modelo; además el secuenciamiento de la construcción en un modelo BIM puede ser usado para crear plazos de entrega de la construcción de los elementos del proyecto y finalmente, la detección de conflictos BIM ayuda en la inspección visual para identificar las interferencias entre disciplinas y poder realizar una corrección temprana. En cuanto a las plataformas y aplicaciones para el análisis de proyectos ingenieriles que más se destacan en la metodología BIM es Autodesk Revit que presenta un método inteligente, que permite modelos unidos por un vínculo trabajando de manera organizada y encontrar especificaciones de cambios realizados en tiempo real; además que se encarga de aumentar la eficiencia, la precisión y la agilidad a lo largo del ciclo de vida del proyecto, el cual contempla tres grandes etapas, la visualización conceptual del proyecto, los objetivos y el enfoque, pasando por el diseño y modelación de los planos requeridos los cuales se actualizan automáticamente a medida que se desarrolla cada sección junto con su esquema 3D y por último el análisis del proyecto. (Revit 2020 | Software BIM | Tienda oficial de Autodesk, 2020) En adición, un complemento para Revit es el programa Insight, el cual permite realizar diseños con un mayor detalle del análisis energético que está teniendo la modelación contando con motores de simulación de última generación y datos de análisis de estructuras integrados, logrando sostenibilidad con el Compromiso internacional AIA 2030, que es un conjunto de herramientas que tienen como objetivo proporcionar e incentivar a las empresas de ingeniería y arquitectura a la reducción de dependencia en combustibles fósiles, realizando obras civiles amigables con el medio ambiente, implementado por el 80% de empresas en Estados Unidos y Canadá (The 2030 Commitment, 2020), permitiendo así llevar a cabo un modelo innovador con bajo consumo energético que es analizado y cuantificado. De forma similar otra plataforma BIM bastante conocida sobre todo en relación a el análisis estructural de las edificaciones posibles de modelar en este, es el SAP2000, este también se encarga del diseño, recordando que el uso clave del que se trata el presente se encuentra en esa etapa de los proyectos. Este tiene por características principales, modelados utilizando plantillas, sin la necesidad de partir desde ceros; edición de bases de datos de forma interactiva; rejillas y colocación enmallado para su aplicación de métodos finitos, diversas opciones de carga, ya sean de onda o basadas en códigos, además de la importación y exportación de datos útil para que exista cierta compatibilidad, por ejemplo en el estándar de Autodesk Revit Structures, AutoCAD y Tekla Structures son admisibles para SAP2000, otro dato crucial para terminar de caracterizarlo es que al haber compañías trabajando con otros paquetes de análisis, es posible importar archivos a FrameWorks Plus, STRUDL e incluso a STAAD. Aplicando esta plataforma a términos más competentes, se hace mención a un artículo realizado por ingenieros y docentes de la Universidad Militar, los cuales realizaron una modelación de una viga de acero en SAP2000 y CivilFEM, en los que se delimita una metodología para llevar a cabo el modelado, el cual lleve con sigo un proceso que se resume en identificación del problema, formulación del modelo, reducción del modelo, análisis del modelo y la computación, para el caso ambos programas parten del mismo principio de análisis de dinámica estructural, pero realizan diferentes procedimientos, este es un factor a considerar, puesto que la selección de cual programa implementar depende de lo mencionado y de qué forma de las soluciones, por supuesto para ello debe haber un estudio previo, y es una ventaja saberlo, en el caso mencionado SAP2000 ya tiene intrínseco vigas, pórticos, planos y tridimensionales, mientras que CivilFEM no posee esos modelos de forma predeterminada, sin embargo se nivela con la parametrización para la modelación de estructuras complejas con características, dando alrededor de cuatro resultados, en este punto se concluye que el primero es funcional y práctico para modelar estructuras típicas, a diferencia del comparativo que permite un modelado de estructuras más complejas de manera ilimitada Carillo.W, Gonzales.N, Velandia.D. (2006). Ansys-CivilFEM y SAP200 en la modelación estructural. Revista Escuela Colombiana de Ingeniería (N°64), https://www.researchgate.net. En el documento “Implementación de las metodologías BIM como herramienta para la planificación y control del proceso constructivo de una edificación en Bogotá” (Mojica Arboleda and Valencia Rivera, 2012) se implementa una metodología de herramientas BIM en el proceso de planeación de la construcción de la cimentación y estructura del edificio Bioterio ubicado en la Pontificia Universidad Javeriana en la sede de Bogotá - Colombia, donde se aplican los software ofrecidos por Autodesk Building Design Suite como lo son Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit Structure y Autodesk Navisworks con el fin de determinar la eficiencia y beneficios que se evidencian al utilizar las metodologías BIM validando las aplicaciones de las mismas en Colombia en la ejecución de un proyecto, elaborando un modelo paramétrico que a su vez permita la simulación del proceso realizado en tiempo real de los avances que se tendrían en la obra con toda la modelación de las cantidades de obra cuantificadas para cada fase. Se pudo observar que este análisis constructivo llevado a cabo mediante las plataformas BIM anteriormente mencionadas tiene numerosas ventajas que abarcan las disciplinas arquitectura y construcción. Entre las ventajas más significativas enunciadas se encuentra la capacidad de realizar el diseño, planear la ejecución y operación de un proyecto constructivo en un ambiente colaborativo, comunicativo y favorecido por el intercambio de información entre los involucrados profesionales llevando a cabo además un análisis de la eficiencia energética que surgiría en el proyecto. Se conoce así en el presente que para el análisis del cumplimiento óptimo del ciclo de vida de los diversos proyectos existentes plataformas y aplicaciones BIM como Revit, Tekla, SAP2000 y SCIA Engineer, entre otros que brindan la facilidad de realizar un modelado y posterior análisis de ingeniería que contemplan elementos finitos, análisis de energía, estimación de costos de construcción, mantenimiento de la información y la integridad del diseño del modelo debido a que almacenan cada elemento una vez que es añadido en todas las vistas que se tengan vinculadas, sin tener que almacenar la información múltiples veces del mismo cambio realizado, lo cual muestra un beneficio que permite mejor control de documentación suministrada en la generación automática, permitiendo así un mejor análisis de la información en tiempo real por cada profesional que se encuentre trabajando en el modelo, además de forma interna ofrece una metodología que se ajusta a la necesidad de cada proyecto, dependiendo de lo que se requiera. Este uso al igual que todos los que se visualizan en la guía de planificación de proyectos BIM, aportan significativamente en la estructuración y culminación de un proyecto. Posteriormente surge la idea de que tanto se implementan en el mundo y sobre todo en Colombia que es el escenario de desarrollo, por ello se remite a un informe público de la compañía Adidek.CT, el cual presenta una proyecciòn del 2016 al 2020, año en curso y mencionan un acelerado crecimiento que se esperaba, para Norte América un 12%, Europa y Asia 13% y el general que no se destaca, pero han invertido en proporsiòn considerable a servicios BIM 11%, es de destacar como latinoamérica no se ha quedado atrás porque entre Chile, Colombia y Perù han sobresalido por un buen ritmo de contratación del mismo, estas cifras adquieren valor para analizar qué tan importante son las plataformas y aplicaciones BIM en el ámbito competitivo actual y a futuro; en donde en su mayoría de lugares la herramienta más utilizada por los profesionales en un 80% es Revit. Aprovechar el uso de análisis de ingeniería de BIM correctamente se relaciona con la interoperabilidad, puesto que al utilizar diferentes perspectivas y métodos para la representación de elementos de construcción en los modelos de información se dificulta el análisis energético y estructural que brinda la herramienta. La información geométrica puede ser suficiente para la coordinación de la detección de choques, pero generalmente no es suficiente para generar un modelo listo para el análisis, donde se examina el rendimiento y el comportamiento del edificio y sus elementos, se requiere información adicional para transformar un modelo geométrico en uno de análisis ingenieril (Nepal et al. 2013; Qin et al. 2011; Wang et al. 2013). Ramaji & Memari, 2016, propusieron un nuevo concepto denominado intercambio de información interpretada (IIE) para facilitar la aplicación de BIM con fines de análisis de ingeniería. El IIE podría utilizarse para automatizar la transformación de modelos de información de edificios en modelos de análisis de ingeniería y, de esta manera, abordar las dificultades asociadas con este tipo de intercambio de información. Esta metodología es consistente con la metodología de estandarización IDM / MVDs desarrollada por buildingSMART. Esto se abrevia en que BIM proporciona una plataforma para simular las cargas requeridas en el proyecto de infraestructura para garantizar la seguridad estructural y la capacidad de servicio, estrategia que apoya el uso efectivo de la información obtenida en conjunto de BIM y puede mejorar la productividad del proyecto que se esté trabajando, lo que a su vez permitirá lograr los resultados deseados. La adopción de la serie de usos de BIM contribuyen en aspectos tales como énfasis en la planificación y simulación del proyecto durante la etapa de pre-construcción; empoderamiento otorgado por el cliente al equipo del proyecto; necesidad de cumplir con la complejidad y características de los proyectos; selección de enfoques de ejecución de proyectos adecuados según los aspectos culturales; y disponibilidad y madurez del software BIM con tecnologías asociadas. Reflejado en estadísticas los usuarios particulares y como compañía han evidenciado un 85% de aumento de participación simultánea en los proyectos desarrollados con estas plataformas, un 70% y 78% de mejora en la planificación y gestión del proyecto respectivamente y un 91% de adquisición de habilidad en el entendimiento del diseño, lo cual reduce significativamente problemas en la ejecución que llevan a retrasos y por ende elevación de costos. __________________________________________________________________________________ Bibliografía ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Aia.org. 2020. The 2030 Commitment. [online] Available at: <https://www.aia.org/resources/202041-the-2030-commitment> [Accessed 17 August 2020]. Azhar, S., Hein, M., & Sketo, B. (2008, April). Building information modeling (BIM): benefits, risks and challenges. In Proceedings of the 44th ASC Annual Conference (pp. 2-5). Chong, H. Y., Lopez, R., Wang, J., Wang, X., & Zhao, Z. (2016). 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