Modelado BIM de obra lineal. Parte I
Contexto y retos
1. Contexto
En 2019, organismos como ADIF o AENA han adjudicado contratos de implantación de la metodología BIM en su ámbito de negocio. El importe de dichas implantaciones supera los 4 millones de euros.
Este hecho, por encima de la aplicación de normativas o fechas límite, marca el disparo de salida de la obligatoriedad de la adopción de la metodología BIM en el ámbito del diseño y cálculo estructural aplicado a la obra lineal.
Habitualmente esos requisitos son incorporados a proyectos de obra lineal, pero han sido adaptados de otras disciplinas.
Además estos requisitos incorporan la necesidad de perfiles BIM con unos grados de experiencia de los que las empresas del sector no disponen, requiriendo los servicios de consultorías BIM específicas o la incorporación directa de los mencionados perfiles.
Sin embargo, desde distintos agentes que intervienen en el proyecto de obra lineal se aduce que la metodología BIM, originada en el ámbito de la edificación, tiene una mala aplicación en el entorno de la obra lineal.
La realización de obra lineal con software BIM requiere de una estrategia específica para la realización del proyecto con éxito. Ante lo cual, surge la siguiente pregunta:
¿Disponen las empresas de ingeniería españolas de los conocimientos BIM suficientes para liderar la estrategia de proyecto bajo esta metodología?
Podría decirse que es la administración quien debe poseer esos conocimientos, puesto que es quien lidera la promoción de este tipo de proyectos.
A esta cuestión, conviene recordar al lector los párrafos superiores, en los que se expone que administraciones como ADIF están haciendo un esfuerzo importante (más de tres millones de euros en su caso) en la incorporación de la metodología BIM en su negocio.
Por lo tanto, una vez las administraciones están ya adquiriendo conocimiento, queda claro que las consultorías de ingeniería tienen la necesidad y la obligación de adquirir esos conocimientos estratégicos.
Podría pensarse asimismo que, dado que la metodología BIM tiene su origen en el ámbito de la edificación, no tiene sentido su aplicación en el ámbito de la obra civil. El lector está a pocos párrafos de comprobar que existe una normativa que recoge de manera explícita la aplicación de la metodología BIM a la obra civil.
Esos conocimientos estratégicos son los requeridos para la superación de los retos que se presentan en la aplicación de la metodología BIM en proyectos de obra lineal.
2. Retos de la obra lineal
Se presentan a continuación los distintos retos a los que deberá enfrentarse un ingeniero consultor para la realización de un proyecto de túneles bajo metodología BIM.
2.1 ¿Qué normativa rige la realización de un proyecto bajo metodología BIM?
La metodología BIM debe ser aplicada siguiendo lo estipulado en la norma ISO 19650, traspuesta en el ámbito español como la norma UNE-EN 19650 “Organización y digitalización de la información en obras de edificación e ingeniería civil que utilizan BIM (Building Information Modelling). Gestión de la información al utilizar BIM (Building Information Modelling)[1].
Ya en el título puede observarse que es una norma dedicada tanto al ámbito de la edificación como al de la obra civil.
Por otro lado, esta normativa recoge los principios que deben guiar la realización de proyectos bajo metodología BIM, por lo que resulta fundamental su conocimiento por parte de los agentes implicados en la elaboración de un proyecto, y esto incluye al proyectista.
2.2 ¿Qué debe hacerse en el proyecto de una infraestructura bajo metodología BIM?
Si bien las administraciones e instituciones españolas están actualmente lanzando procesos de implantación BIM, todavía deberá enfrentarse el proyectista a procesos de licitación poco precisos en relación al BIM.
El alcance de un proyecto BIM queda definido, de mayor a menor importancia, por los siguientes factores:
En caso de que el promotor del encargo solicite la metodología BIM sin definir los puntos anteriores, le conviene al proyectista aclararlos antes de presentar una oferta.
Como ejemplo, dado el proyecto de un túnel pueden darse los siguientes casos al trabajar bajo metodología BIM:
Las implicaciones en esfuerzo y tiempo para cada uno de los tres casos anteriores pueden llevar al proyecto al fracaso. De ahí la importancia de aclarar qué debe hacerse antes de realizar una estimación económica de los costes o del precio de la realización de un proyecto BIM.
2.3 ¿Cuánto me va a costar de más?
Una vez resuelto el alcance de los trabajos y la estrategia de trabajo, puede aplicarse rendimientos a las métricas del proyecto para establecer qué carga de trabajo va a suponer el modelado BIM.
Dado que todavía no hay amplia experiencia en este punto, es recomendable para las ingenierías que se encargan de la preparación de proyectos la realización de una serie de proyectos piloto. Mediante estos proyectos piloto se podrá realizar una estimación de rendimientos al afrontar proyectos reales de características análogas.
Los factores particulares que mayor influencia tienen en la estimación o corrección de rendimientos son:
Por otro lado, y de manera independiente al modelado en sí, la gestión documental es un punto a tener en cuenta al estimar la dedicación necesaria en un proyecto particular.
Aprovechar correctamente las plataformas de coordinación y colaboración actuales, y establecer flujos de trabajo alineados con la metodología BIM pueden ayudar a acotar el coste de un proyecto.
Emplear sistemas no alineados con la metodología BIM encarecerá sin duda la redacción del proyecto.
Así pues, el coste de un proyecto se ve influenciado tanto por los rendimientos de modelado como por la elección de procesos de colaboración, coordinación y comunicación adecuados.
2.4 ¿Cómo se pasa del software de trazado al software BIM?
Es posible que el proyectista deba enfrentarse al modelado de estructuras típicas de obra lineal en el entorno de un software orientado al modelado de estructuras de edificación.
Habitualmente, en edificación se modela contra sistemas referenciales de rejillas y niveles. En el caso de la obra lineal, por el contrario, la referencia es un eje de replanteo y la ubicación en ese eje según el parámetro de punto kilométrico.
Trabajar en este entorno no es imposible, actualmente ha sido superado con éxito mediante el seguimiento de varias estrategias. En cualquier caso, debe recordarse que cualquier estrategia será válida en la medida en que genere una información consistente, reduzca la probabilidad de error y permita la aplicación de cambios de la manera más cómoda y ágil posible.
Sin centrarnos en ningún software concreto, el empleo de herramientas de programación previstas en los entornos de creación de modelos, así como los formatos de intercambio de información, permiten la consulta de información de trazado y terreno desde software puramente BIM a software dedicado al trazado de infraestructuras lineales.
Formatos de intercambio de información útiles en este ámbito son:
Las herramientas de programación, tanto de código como de programación visual, permiten la lectura de los formatos anteriores y la colocación y edición de elementos BIM sobre los ejes de trazado y el terreno, desde plataformas BIM.
2.5 ¿Cómo se vencen las limitaciones de extensión geográfica de los modelos BIM?
Como se ha mencionado anteriormente, gran parte del software de edición BIM tiene su origen en el ámbito de la edificación. Este software ha sido elaborado teniendo en cuenta el contexto de los proyectos de edificación al definir, por ejemplo, el alcance geográfico de los proyectos.
Así, del mismo modo que en un entorno CAD podemos generar objetos en una extensión casi ilimitada, en algunos entornos de modelado BIM debemos ceñirnos a ámbitos de una veintena de kilómetros.
En ese caso, el proyectista se enfrenta al reto de modelar un proyecto de una escala de centenares de kilómetros con un software que le permite modelar elementos en un ámbito de 20 kilómetros.
Actualmente se trata de un reto superado, proyectos de longitud superior a las limitaciones de ámbito de edición se han modelado satisfactoriamente bajo la metodología BIM.
Esto se logra con una subdivisión adecuada de los modelos y el empleo de coordenadas compartidas para la correcta ubicación y orientación de cada modelo parte en el modelo global de coordinación, o modelo federado.
Del mismo modo hay que mencionar que las herramientas habituales de coordinación BIM no tienen esta limitación del ámbito. Así, los modelos locales generados por las herramientas de edición pueden quedar integrados y coordinados en las herramientas de coordinación.
2.6 ¿Qué elementos hay que modelar en BIM?
La metodología BIM no es coartada para no modelar cualquier elemento que interviene en un proyecto de obra lineal. Mediante los softwares habituales de edición BIM pueden crearse todos aquellos elementos que se representaban en planos elaborados con tecnología CAD.
Sin embargo, conviene recordar que la elección de qué elementos deben figurar en el modelo está supeditada a los usos que se le van a dar a este último. Es posible modelar elementos como:
Y todo ello de manera automatizada, a partir de la definición del eje y un listado de elementos según su p.k. y propiedades. Este listado puede estar en, por ejemplo, una hoja de cálculo.
2.7 ¿Cómo se hace para satisfacer los objetivos del cliente manteniendo la eficiencia?
Es posible que el promotor de un proyecto, por desconocimiento, carezca de criterios alineados con la consistencia de la información y la eficiencia de los procesos.
El problema es cuando el proveedor del servicio también carece de esos criterios. La proactividad por parte del proyectista pasa por un dominio de la materia tratada, y para ello debe estudiar la metodología BIM. El primer paso es comprender que la metodología BIM tiene una normativa propia (ISO 19650) encaminada precisamente al trabajo BIM eficiente.
A continuación se ilustrará lo anterior con tres ejemplos:
La generación de modelos tridimensionales y su transmisión mediante, por ejemplo, memorias externas, no solo no es eficiente, sino que va en contra del protocolo BIM. En él se establece como obligación del cliente la entrega de la información mediante un Entorno Común de Datos (CDE por sus siglas en inglés). De este modo, un promotor que pretenda trabajar en BIM debe posibilitar una plataforma de intercambio de información.
La inclusión de planos extraídos en formato .dwg desde software de trazado en software de modelado BIM, no solo implica una mayor dedicación y posibilidad de error, si no que va en contra del principio de una única fuente de información consistente promovida por la metodología BIM.
El modelado de elementos como traviesas o clips de sujeción del carril a la traviesa no solo dificulta la creación o gestión de los modelos, si no que va en contra de los principios de eficiencia en la geometría modelada, ya que pueden incluirse como detalles 2D.
En definitiva, decisiones que no aprovechen las herramientas actuales de colaboración, coordinación y comunicación BIM o promuevan procesos poco automatizables, no están alineadas con la metodología BIM.
2.8 ¿Una vez modelado cómo documento?
Como regla del número gordo, el proceso de documentación (generar los planos) toma la misma cantidad de tiempo que ha sido necesaria para generar el modelo tridimensional. Por ejemplo: Si es necesario el trabajo de un mes de una persona para elaborar el modelo tridimensional, será necesario el trabajo de otra persona durante un mes para elaborar los planos desde ese modelo tridimensional.
De lo anterior se deriva que, si se aplica automatización para modelar los elementos de un viaducto, solo se incide en la mitad del trabajo. Es preciso aplicar automatización también en la preparación de la documentación para reducir eficazmente los tiempos de producción de entregables.
La generación automática de vistas de sección a partir de los puntos quilométricos de inserción de objetos, la gestión automatizada de planos a partir de archivos maestro (que pueden ser hojas de cálculo) o el empleo de objetos 2D con el fin de documentación vinculados con objetos 3D son estrategias que permiten afrontar con eficiencia el proceso de documentación.
En cuanto a la obtención de presupuestos, hay que volver a pensar en qué herramientas de obtención de mediciones y presupuestos se usarán, y comprender que algunas de ellas pueden verse comprometidas por la magnitud de los proyectos a acometer. En esos casos, el empleo de herramientas de programación propias de cada software de modelado BIM puede aportar robustez y eficiencia al proceso de obtención de mediciones.
Autores: Oriol Vidal, Francisco Tabanera y Javier Giménez.