Fuente: CAPÍTULO de Libro: Gerencia de la Construcción y el BIM / Edición 2019
Por: Ing. MSc. Leonardo Mata Rojas
CEO de DataLaing Ingeniería C.A. – Caracas, Venezuela (Promotora de BIM)
Resumen del tema tratado:
Las primeras dos dimensiones de BIM se encargan de las tareas iniciales de investigación, planeamiento, implementación y procesamiento de datos en los softwares respectivos, mientras que las siguientes dimensiones agregan la profundidad del trabajo a través de información adicional para el desarrollo y gestión del proyecto a lo largo de su ciclo de vida. Las distintas etapas de diseño, construcción y gestión de una infraestructura, junto con las fases de mantenimiento y desmantelamiento, transcurren inmersas en una dinámica de trabajo en la que, al presente, pueden destacarse 7 dimensiones diferentes:
1D: la idea / Concepción de la idea del Proyecto.
Todo proyecto parte de una idea inicial. En esta primera dimensión se produce el origen del proyecto, incluyendo la determinación de la localización, las condiciones iniciales de la infraestructura, estudios de mercado, estudios preliminares de factibilidad económica, primeros esquemas y estimaciones. Contempla el tema de revisión de leyes y estándares aplicables para evaluar la viabilidad del proyecto.
2D: El Plano / El Boceto.
En esta fase se determinan las características genéricas del proyecto. Esta dimensión puede incluir la modelación 2D (CAD) y es compatible con la forma de trabajar gestionando físicamente documentos (dibujo de plano por plano). Puede ser una buena base para la implementación del resto de las dimensiones, especialmente la 3D, si se trabaja desde un principio con software compatible con el modelado BIM 3D. Abarca el tema de la contratación, la definición del ámbito colaborativo y sostenibilidad del proyecto (estudio económico y financiero, tasa de retorno, entre otros).
3D: Visualización de Geometría y Volumetría / Modelo de Información del Edificio (Modelling).
Es un modelo orientado a objetos (columnas, vigas, muros, etc.) que representa toda la información geométrica del proyecto de forma integrada (con parametrización de sus componentes). Inicialmente representará la información del diseño arquitectónico (o civil si por ejemplo es una vialidad) y de cada una de las ingenierías involucradas, lo que permitirá obtener una representación geométrica detallada de cada parte de la edificación (edificio, obra y/o construcción) dentro de un medio de información integrada. No solo se podrá, en forma virtual y anticipada, ver el edificio en tres dimensiones, también se pueden actualizar las vistas durante todo el ciclo de vida del proyecto, mejorando la comunicación, que permite reducir iteraciones, efectuar correcciones, así como la detección de intercepciones.
4D: El Tiempo / Planificación (Schedulling).
Al modelo 3D se agrega la dimensión del tiempo, mediante la integración del cronograma de actividades y de trabajo. Permite controlar la dinámica del proyecto, realizar simulaciones de las diferentes fases de construcción y diseñar el plan de ejecución. Se basa en el control de logística del proyecto durante la ejecución, logrando que sea más predecible el resultado, y el producto final sea más seguro y eficiente. Durante esta etapa se pueden llevar a cabo las tareas de simulación de las fases de construcción / producción; Diseño y simulación de zona de faena; Diseño de Plan de Ejecución (Diagrama de Gantt / Redes / Línea Base del Proyecto) y Diseño Prefabricación / Fabricación de piezas, equipos y prototipos.
Esta dimensión implica la aplicación de principios de gerencia de proyectos, particularmente la conexión de los parámetros del modelo tridimensional con estructuras desagregadas de trabajo (EDT o EDC según el caso) y clasificación estructurada de actividades o partidas (tipo Masterformat, Uniclass, etc.)
El modelado 4D influye significativamente en los costos, afectando los rendimientos y por ende las eventuales duraciones de las actividades, lo que en definitiva impacta, según los recursos asignados, los Análisis de Precios de las actividades o tareas planificadas. Es opinión del autor que la Planificación (tiempo) sin recursos asignados a las tareas, conlleva a errores en la estimación de la duración del proyecto, independientemente de que se aplique o no la metodología BIM.
5D: El Costo (Estimating).
Abarca la estimación y control de costos (determinación del presupuesto) y estimación de gastos, orientada a mejorar la rentabilidad del proyecto. Se asocian cantidades de insumos (materiales, equipos y personal) a las estructuras de costos para la construcción. Adicionalmente se podría organizar gastos y estimar costos operativos para la fase de uso y mantenimiento, logrando que los ejecutores y/o futuros operadores tengan mayor control sobre toda la información contable y financiera del proyecto. En esta dimensión se elabora presupuestos iniciales y estimados que conllevan a los presupuestos de contratación y ejecución, permitiendo hacer comparaciones entre distintos modelos de costos para su control. Esta fase puede abarcar las tareas de Definición de Cantidad de Insumos y sus Costos (compras, pedidos, salarios, equipamiento); Control y Definición de Gastos (administrativos, generales, etc.). Adicionalmente, mediante uso de software especializado se puede proyectar o predecir estimaciones de Costos Operativos en la futuras fase de uso / mantenimiento (vinculado con las dimensiones 6D y 7D).
Es importante la vinculación del modelo tridimensional (3D) a variables que permitan la construcción del presupuesto, basados en dicho modelado para que verdaderamente el proyecto pueda ser considerado en la 5ta dimensión. Esto se logra utilizando en el software de modelado tridimensional, especificaciones de clasificación de elementos de costo, tales como Masterformat, Uniclass, entre otras, para clasificar e identificar los diferentes elementos a los cuales se le determinará el costo, así como su asociación a estructuras desagregadas de trabajo (EDT / EDC).
Se destaca la necesidad que los modeladores presten atención a la aplicación de la Gerencia de Proyectos para el desglose de actividades (EDT -Estructura Desagregada de Trabajo y /o EDC-Estructura Desagregada de Costo) y su relación con el tiempo (rendimientos), es decir debe existir una estrecha relación entre las dimensiones 3D, 4D y 5D (componentes de la verdadera planificación). En algunas ocasiones cuando el presupuesto se elabora separadamente por metodología clásica y luego se pretende preparar una planificación (4D + 5D) basada en el modelado BIM, se pueden presentar serias discrepancias y desviaciones de costos, tiempo y mediciones de alcance.
6D: Sostenibilidad y Eficiencia Energética / Simulación (Sustainability).
Dimensión que implica simulaciones con el fin de realizar análisis energéticos y de sostenibilidad. En ocasiones la sexta dimensión es llamada Green BIM (“BIM verde”). Esta dimensión permite conocer cómo será el comportamiento energético del proyecto antes que se tomen decisiones importantes y comience la construcción, determinando si el edificio es eficiente o cumple los requisitos necesarios para una determinada certificación energética, logrando optimizar procesos importantes, en tiempo real, tales como futuras inspecciones, reparaciones, remodelaciones, etc.
La sexta dimensión de BIM no solo trata del ahorro energético y el diseño sostenible, sino también del concepto de ingeniería de valor (Value Engineering), que consiste en la optimización de los sistemas constructivos e instalaciones, de forma que con modificaciones estratégicas, en sistemas o equipos empleados, se obtienen reducciones significativa de los costos, tanto en fase de construcción como en la futura fase de explotación, sin perder la esencia del proyecto. Gracias a las aplicaciones de esta sexta dimensión, es posible la implementación de tecnologías que reduzcan el impacto y/o daños al medio ambiente.
7D: Gestión del Ciclo de Vida del Activo (Facility Management).
Dimensión que implica el uso de los modelos con el fin de prever o realizar las actividades y procesos de mantenimiento y operaciones durante todo el ciclo de vida del edificio o infraestructura. Permite gestionar el ciclo de vida de un proyecto y sus servicios asociados, además del control logístico y operacional del proyecto durante el uso y mantenimiento de la vida útil, logrando la optimización de los procesos importantes tales como inspecciones, reparaciones, mantenimientos, etc.
La 7D hace referencia a la Gestión del Activo construido, una vez finalizada la obra. La correcta implementación de esta dimensión permite la aplicación del “Asset Management” (Gerencia de Activos) correspondiente a la gestión del patrimonio o de activos basada en principios como el conocimiento, la planificación, la organización y la gestión integrada (ejemplo: ISO 55000, ISO 55000-1). Tiene como objetivo optimizar el rendimiento de dichos activos y minimizar su costo, así como mejorar el servicio ofrecido.
Si se solicita este uso en el modelado BIM, se refiere al análisis de estrategias durante el ciclo de vida del edificio mediante el modelo, realizar las futuras reformas de la construcción a partir del modelo As-Built, es decir, contar con un modelo que sirva para la operación y mantenimiento del activo.
PROPUESTA DE DIMENSIONES ADICIONALES PARA BIM
Aunque tal vez puedan ser incluidas en las dimensiones antes descritas, por su importancia y gestión del conocimiento, se considera, respetando criterios diferentes, que se deberían considerar dimensiones adicionales. Las mismas serían:
8D: Seguridad y Riesgos en la Construcción.
Seguridad y Salud (o Health Safety) para evaluación de Riesgos en la construcción o en las Intervenciones / Rehabilitaciones.
Ante los avances y nuevas aplicaciones del BIM, se plantea la necesidad de crear esta dimensión específica del BIM, denominada “evaluación de riesgos”, tanto en nuevas construcciones como en la Rehabilitación de infraestructuras existentes (para este caso, basado en modelos 3D originados desde nube de puntos, escaneo digital o técnicas similares).
En la intervención de edificaciones patrimoniales como el caso la catedral de Notre Dame en París y el terrible accidente allí ocurrido en abril de 2019, el Riesgo y la Rehabilitación aplicado sobre un modelo 3D o gemelo digital, bien podrían justificar la independencia e importancia de esta dimensión en la prevención de Riesgos. Algunos autores como es el caso de Ignasi Pérez Arnal atribuyen la octava dimensión al ámbito formado por el concepto de Seguridad y Salud (o Health Safety en las latitudes anglosajonas), así como la aplicación del HBIM o Heritage BIM, como es la evaluación de riesgos mediante las simulaciones digitales.
9D: Gerencia de la Construcción / Rehabilitación
Gerencia de la Construcción / Rehabilitación (Remodelaciones, grandes intervenciones, especialmente de bienes patrimoniales). Etapa de construcción en campo. Abarca la aplicación de principios de Gerencia de Proyectos, incluyendo de ser el caso, Lean Construction (Last Planner System), entre otras formas gerenciales, Construcción industrializada, uso de realidad virtual aumentada y otras técnicas, Inspección, Supervisión, Control de Calidad (imprescindible como objetivo fundamental de la construcción) y Administración de Obras.
Es bueno destacar que algunos países, como Estados Unidos, exigen certificaciones profesionales (a personas y a empresas) para aplicar o ejercer en el área de la construcción, adicionales o independientes de la aplicación de BIM. El aspecto constructivo (in situ o en campo) había sido independiente a la existencia del BIM. Es bueno destacar adicionalmente que, en algunos países, el tema de proyectos y el aspecto constructivo en campo, están separados, incluso desde tiempos antiguos, han sido manejados independientemente (actividad de Proyecto y actividad de Construcción), fundamentalmente para evitar replicación de errores, cosa que estimamos que el BIM debería evitar.
10D: Modelo As Built / Construcción del Gemelo Digital
Construcción del Gemelo Digital (Digital Twin). Dada la importancia que han adquirido conceptos como las Ciudades Inteligentes y el CIM (Modelado de la Información de la Ciudad), se hace necesario la evolución de la Base de Datos generada por el modelo BIM hacia la construcción del Gemelo Digital. Por la complejidad de su desarrollo, se sugiere sea considerado en esta nueva dimensión.
Ing. Leonardo Mata Rojas
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