“ESTANDARIZACIÓN EN LA IMPLEMENTACIÓN DE BIM”

Diego Alfredo Fuentes Hurtado

RESUMEN: La metodología de Modelamiento de Información de Edificios (BIM por sus siglas en inglés) permite una optimización en el uso de recursos en un proyecto de construcción y la mejora de procesos a lo largo de todas las etapas del mismo mediante la incorporación de un modelo virtual del edificio. Ésta metodología demanda un cambio en la forma de pensar y trabajar en la construcción ya que requiere de una mayor interacción entre las partes involucradas del proyecto. Por otro lado, las empresas constructoras que tengan un sistema de gestión y producción inspirado en la filosofía Lean Construction pueden ser los mayores beneficiarios si deciden adoptarla. Sin embargo, para que una empresa constructora pueda utilizar esta nueva metodología satisfactoriamente y desarrollar el potencial que ella guarda, se deben cumplir algunos requisitos como la inversión en la adquisición de software y hardware, la capacitación de nuevos equipos de trabajo; y la creación de Estándares de trabajo que permitan uniformizar el contenido de la información para que pueda ser utilizada apropiadamente y que sea entendida por todos los usuarios. El propósito de este paper es describir la importancia del uso de estándares BIM en la adopción de esta nueva metodología por parte de una empresa constructora. PALABRAS CLAVES: BIM, Estandarización, Lean Construction

OBJETIVOS

- Precisar porqué es importante la creación y utilización de estándares de trabajo BIM cuando se opta por adoptar esta nueva metodología como una herramienta para la mejora de la productividad de los proyectos por parte de una empresa constructora.

- Identificar los lineamientos mínimos que deben formar parte de un estándar de trabajo BIM, para poder alcanzar los beneficios que derivan del uso de esta metodología y comprobar como estos pueden solucionar algunos problemas que, en su ausencia, podrían convertirse en limitaciones.

INTRODUCCIÓN

Building Information Modelling Existen diversas definiciones de lo que es el Modelamiento de la Información de un Edificio, en síntesis es una metodología que se basa en la construcción virtual de los edificios antes de su ejecución, integrando las diversas disciplinas involucradas en el mismo. Por medio de los modelos generados, se pueden desarrollar algunas

mejoras en procesos tradicionales durante el ciclo de vida de un proyecto de construcción. La definición de BIM un poco más analizada se puede dividir en tres: Como la ACTIVIDAD de Pre-construir Virtualmente; como un PRODUCTO constituyendo una base de datos estructurada que contiene información del edificio; y finalmente como un SISTEMA, una estructura empresarial de trabajo más integra, basada en la comunicación. (NBIMS, 2007) Estos tres conceptos definen claramente de que se trata BIM, sin embargo si sólo nos centramos en los dos primeros, el potencial que guarda el uso de esta metodología quedará limitado, como se explicará más adelante. El PRODUCTO es un Modelo de información del edificio basado en objetos inteligentes de las diferentes disciplinas que se haya decidido modelar (Columnas, Vigas, Muros, Acabados, Puertas, Ductos, Equipos etc) y una representación digital en 3D, de la cual se pueden extraer y analizar Vistas según las necesidades de diversos usuarios (Diseñadores, constructores y clientes) buscando mejorar el diseño de las instalaciones del proyecto.

BIM como Proceso Integrador

El uso de BIM puede estar presente en todas las etapas de un proyecto: Diseño; Construcción; y Operación y Mantenimiento.

Partiendo del uso de un modelo centralizado que posee la información de las distintas especialidades que fueron determinadas a modelar en el alcance, se podrá lograr una mayor comunicación entre las partes involucradas (Clientes; Supervisión; Contratista; Diseñadores; Subcontratistas) a través del mismo. Uno de los principales requisitos para lograrlo es proporcionar INTEROPERABILIDAD, es decir que los modelos realizados puedan ser abiertos por todos los usuarios y que la información en su interior no sufra problemas debido a incompatibilidades producto del uso de programas no compatibles, o que la calidad de la información no cumplan con las especificaciones mínimas que deben ser establecidas en un estándar de trabajo. (Sidawi, 2008)

Figura 1: BIM como Proceso Integrador.

BuildingSmartAlliance

La empresa sueca Skanska identificó 12 beneficios en los que BIM puede aportar en la industria de la construcción, estos se reparten en las distintas etapas de un proyecto. Sin embargo, los reagruparemos de acuerdo a los beneficios que más aporta a determinado grupo de trabajo: DISEÑO y CONSTRUCCIÓN.

Para el primer grupo, los proyectistas (Arquitectos, Ing. Estructurales y de Instalaciones) consiguen una optimización en el tiempo de diseño (Conceptual y Detallado) ya que los programas utilizados en esta metodología te permiten, a

diferencia de los CAD, actualizar automáticamente cualquier cambio realizado en la reubicación de algún elemento; Visualizar el proyecto en 3D; obtener metrados y estimaciones de costos rápidas lo que les permite tomar decisiones económicas con mayor agilidad y certeza; y finalmente los modelos también pueden ser analizados en distintos programas específicos como los de análisis energético, pruebas de Fuego, iluminación entre otros, sin la necesidad de hacer un levantamiento adicional de los planos ya que el modelo es compatible con los programas, y con estas poder mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad de los proyectos. (Eastman, 2008)

Cabe señalar que siguiendo el modelo Diseño/Licitación/Construcción que nuestro país por costumbre utilizar, la compatibilización de las distintas disciplinas será desarrollada en la etapa de construcción en lugar de la etapa de diseño (Alcántara, 2012)

Por otro lado, para una empresa contratista, que participa en la construcción de proyectos con cierto grado de complejidad ya sea por la cantidad de sistemas involucrados o por disponer de un corto plazo para su entrega. Aplicar BIM como SISTEMA se convertiría en una poderosa herramienta que nos acercaría al éxito del proyecto.

Los beneficios que ella puede aportar en la construcción son: un modelo BIM facilita la etapa de Revisión de Ingeniería, solucionando conflictos interdisciplinarios antes de que sean descubiertos en campo; Aporta valor en el mejor entendimiento del proyecto por parte de clientes, usuarios y ejecutores gracias a la visualización en 4D y 5D (Incluyendo el Tiempo y el costo); Puede facilitar también el prefabricado de algunos elementos, incrementando la productividad y reduciendo plazos de entrega; Por medio de un modelo BIM se puede conocer también que trabajos se ejecutaran en determinada fecha y el inventario de los recursos a utilizar, apoyando en la logística de obra; Finalmente, en la fase de operativa y mantenimiento del edificio, un modelo BIM podría servir también para monitorear los sistemas y equipos del mismo.

Figura 2: Resumen de Beneficios de BIM por Grupo (Imagen Propia)

LEAN CONSTRUCTION + BIM

Lean construction es una filosofía aplicada a la industria de la construcción cuyas metas son las de maximizar el valor y minimizar los desperdicios, buscando establecer flujos y optimizar los procesos. El uso de la metodología BIM conlleva a generar o editar de forma rápida los dibujos y documentos; reducir reprocesos, mejora la comunicación entre las partes involucradas y facilita el diseño de un sistema de producción. Es por eso que existe una estrecha relación entre LEAN y BIM, siempre y cuando podamos establecer la visión de SISTEMA y no solo la de PRODUCTO (Koskela, 2010)

Un gran ejemplo de la sinergia que se podría lograr entre ambas, es el caso de KAMBIM, una plataforma desarrollada en base a BIM y al sistema LastPlanner que permite facilitar el ingreso y utilización de los modelos para ver las programaciones semanales y diarias, las tareas que será asignadas y las que están siendo ejecutadas, así como también registrar los PPCs y las Causas de Incumplimiento. (Sacks, 2010)

Implementación de BIM

Actualmente a pesar del periodo de crisis se tiene un incremento en el uso de las herramientas BIM por parte de Diseñadores y empresas constructoras a nivel mundial basándose en el impacto positivo observado en el desarrollo de una serie de proyectos emblemáticos. (SmartMarket Report, 2008). Estas estadísticas representan la tendencia a nivel global de implementar BIM en las empresas

y proyectos. Por otro lado, nuestro país está pasando por un buen periodo económico en la que la industria de la construcción es un representante importante con cerca de 10% de PBI de este año, y proyectado a 11% para el próximo. Es un buen momento para que las empresas, interesadas en innovar y mejorar puedan implementar esta nueva metodología.

Sin embargo Se ha identificado que para adoptar BIM se requiere del desarrollo en tres campos que agrupan diversas retos: (Succar, 2009)

Tecnología: Inversión en adquisición de Software: Revit, Naviswork, Archicad, Tekla y Benton, PDMS, Smart Plant son algunos presentes en el mercado. Se tendrá como criterio de selección la INTEROPERABILIDAD. También se debe adquirir Hardware y gestionar Redes de trabajo. Procesos: Se requiere del Liderazgo para poder asumir los riesgos los que traen los cambios, así como también establecer atributos estratégicos, organizacionales, comunicativos y gerenciales; Mejorar los Productos y Servicios ofrecidos, definiendo la forma de entrega de los mismos y enfocándose en su calidad. Políticas: Esta es el nivel más difícil de alcanzar ya que se realiza una formalización generalizada del uso de los programas. Sin embargo, a través de ella los beneficios de BIM serán mucho más fáciles de desarrollar.

Figura 3: Campos de involucrados en el desarrollo de BIM Succar, 2008

Dentro de esta clasificación las áreas a las que inicialmente debemos atacar para lograr implementar BIM satisfactoriamente son las dos primeras. La adquisición de tecnología será la partida más costosa, sin embargo si no se busca la mejora de los procesos a través de la mejora de la calidad de los modelos. Los beneficios de BIM no podrán materializarse y la implementación habrá sido un fracaso. Para garantizar la calidad de los modelos surge como defecto un Manual de Estándares de trabajo BIM, que permite uniformizar la forma de trabajo y la forma de presentar la información. DESARROLLO En el Perú, las empresas que hasta el momento han utilizado BIM en sus proyectos son muy pocas. Mucho más difícil será entonces encontrar a alguna que haya desarrollado o adquirido un Estándar de trabajo. Pero ¿Qué diferencia puede existir entre un proyecto que utiliza BIM con Estándares respecto de otro que no? Proyectos desarrollados con BIM sin Estándar Para responder la pregunta planteada, se dará como ejemplo dos casos en los que se detectaron algunos errores por falta de coordinación y capacitación en el uso de los Modelos BIM en proyectos realizados por distintas empresas. La información se obtuvo mediante entrevistas con los modeladores principales de los proyectos en nuestro país.

CASO A:

El plazo de la entrega del proyecto era muy ajustado para la cantidad de trabajo que se debía realizar, no muchas empresas se animaron a participar en la licitación. La contratista que ganó la licitación, decidió emplear una serie de estrategias que al final concluyeron con el éxito del proyecto. Una de ellas era el uso de BIM para utilizarlo como visualización, secuencia constructiva y principalmente la detección de interferencias.

Los 2 modeladores, estaban a cargo de realizar los modelos REVIT de Arquitectura (general y detalle) y de Estructuras. Por otro lado se contrató a una empresa especializada extranjera para que realizase la compatibilización de totas las instalaciones (Eléctricas, Sanitarias, Mecánicas y Agua contra Incendio) Se presentaron los siguientes problemas:

- Si bien la empresa extranjera desarrolló un modelo en Revit. Sólo se entregó el reporte de las interferencias más no, el modelo. Entonces este reporte era similar a tener identificado los cruces de instalaciones en un plano en planta, limitando la opción que te permite el programa para poder navegar por el modelo e identificarlos con mayor facilidad. Esto se debe principalmente a una falla de definición del alcance con la empresa contratada.

- Finalmente los modelos Revit fueron transmitidos a obra sin embargo, a la hora de vincularlos no aparecían en el mismo lugar. Esto se debía a que no se había definido un modelo de coordenadas único para los modelos de casa y los que provenían de fuera.

- Revit clasifica sus elementos en familias, estas tienen un nombre y codificación para poder identificarlas y evitar crear elementos duplicados con diferentes nombres. Cabe señalar que cuando se tienen varios elementos con distintos nombres pero idénticamente iguales, a la hora de sacar metrados el trabajo se torna un poco más laborioso a imposible. En el caso del modelo proporcionado por la empresa especializada, las familias que habían creado no poseían nombre por lo que el modelador tuvo otro problema para compatibilizar los modelos.

- Por otro parte algunos elementos que deberían estar conectados para ser considerados como sistemas no lo estaban. Esta constituye otra limitante porque, si no se tienen conectados los sistemas no se podrían realizar ciertos análisis de flujo que vienen incorporados con los programas.

- La configuración de vistas y la convención de colores de los modelos de instalaciones no

eran compatibles. Es importante para la mejor visualización del proyecto.

Podemos decir que los problemas de compatibilización no fueron graves, pero se han identificado puntos en los que se podría mejorar.

CASO B:

Esta empresa nueva se encarga específicamente de realizar modelos de proyectos. El equipo lo conforman 5 modeladores entre ingenieros y arquitectos. Tuvieron a su cargo el desarrollo de dos proyectos. Antes de mencionar los errores, preciso que el programa REVIT permite que los usuarios puedan trabajar simultáneamente en un mismo archivo bloqueando los elementos que cada uno crea para que solo el que los modele pueda modificarlos.

- El primer proyecto se trata de un hospital, el cual posee una gran cantidad de instalaciones sin embargo los errores de modelamiento comienzan a aparecer debido a que dos personas encargadas de la misma disciplina crearon ejes en distinta ubicación y además “levantaron” algunos muros hasta diferentes niveles, el problema con esto es que a la hora de realizar los estimados de metrados no se podrá contar con información filtrada por piso. Es un error por técnica de modelado

- En el segundo proyecto, se le pidió un modelo a “detalle”, por lo que la empresa diseño hasta el más fino detalle de los elementos del moblaje. Esto ocasiono una sobrecarga innecesaria del trabajo porque no agregaba valor, lo conveniente hubiese sido tener una escala de detalle para poder elegir mejor.

Podemos mencionar en este caso que, a medida que se añaden más modeladores, la necesidad de uniformizar la forma de trabajo es necesaria. En los dos casos, las experiencias aprendidas pueden haber servido para generar un capítulo sobre qué no hacer y ser parte de un estándar. Sin embargo existen una serie de consideraciones adicionales que desconocemos y que solo los expertos conocen ya que nosotros aún no sabemos utilizar bien estas nuevas herramientas del todo,

así que siempre es recomendable contratar asesoría de expertos.

Estándares Mínimos requeridos Se revisaron tres Estándares BIM preexistentes, los dos primeros no pertenecen a empresas privadas son los de la Universidad de Indiana y el National BIM Standard de EEUU. El tercero es el nuevo Manual de estándar BIM de la empresa GyM. A través de ellos se identificaron los estándares mínimos que deben formar parte de un estándar de trabajo BIM: 1) Parámetros:

Parámetros Locales: Estos deben definir las características espaciales de los elementos y su relación con niveles específicos (alturas), asimismo también poder asociarle un código irrepetible a cada uno para el rastreo. También se deben definir parámetros constructivos que permita relacionar los elementos con fechas según sea el caso (Ejm: Ejecución real o programada) Archivo de Parámetros: Se deben definir parámetros específicos para cada tipo de especialidad (Ej: Arquitectura, Estructuras, Obra, Leed, IIEE, IISS, etc.)

2) Flujos de trabajo

Al Nivel Disciplina: Establecer un orden de trabajo en las distintas disciplinas: PRIMERO, Arquitectura crea los ejes y niveles; SEGUNDO, Grupo de estructuras modelará elementos tales como cimientos, columnas y vigas, TERCERO: El grupo de arquitectura referenciara el modelo de estructuras, duplicara los ejes y comenzará con la generación de elementos arquitectónicos; CUARTO, finalmente todas las especialidades comenzaran a modelar referenciando los modelos de arquitectura y estructuras. Al Nivel Proyecto: Se deben crear Modelos de Coordenadas que contienen el levantamiento topográfico de la zona del proyecto,

controlando la ubicación, rotación y elevación de todos los modelos de REVIT.

3) Generalidades del Modelo Requerimientos: Se definen los programas utilizados para realizar los modelos. Calidad: Se debe asegurar que los modelos sigan los criterios del manual por lo que se requiere de un área especializada de monitoreo. Nivel de Detalle: La definición de estos permitirá seleccionar el modo de trabajo y la cantidad de detalle que deberá estar presente en un proyecto a fin de evitar trabajos que no añadan valor:

NIVEL 1: Se utilizan elementos genéricos, son usados sólo para realizar estimaciones de cantidades.

NIVEL 2: Elementos genéricos han sido reemplazados por componentes en los cuales la totalidad de los materiales han sido definidos.

NIVEL 3: Se tendrá aparte del nivel 2, especificaciones textuales respecto a detalles de los modelos que serán representados en planos. Esto será utilizado para el diseño de proyectos.

Granularidad: No se deben modelar elementos cuyas dimensiones sean insignificantes, ya que no añaden valor (Ej: perillas, teclados,etc)

4) Convención de Nombres Se debe definir un tipo de nomenclatura para poder trabajar y presentar los modelos para los siguientes aspectos: Disciplina, Planos y Vistas. Familias: Se debe seguir una nomenclatura estándar para nombrar nuevos tipos de familia, a fin de evitar duplicados. Filtros: Estos ofrecen un control adicional sobre elementos de una misma categoría, que comparten las mismas o poseen similares características.

Sistemas: Es importante que se definan sistemas y se tenga una nomenclatura específica para cada uno (Ej: IISS-Desague e IISS-AguaCaliente)

5) Técnicas de modelado Los elementos de un modelo (muros, unión de componentes, Columnas, vigas y losas, conductos), pueden ser modelados de muchas maneras. Sin embargo se debe establecer una específica y única, que permita, que los elementos creados puedan ser utilizados fácilmente para obtener la información sobre sus características. La técnica empleada es reconstruir imaginando el proceso constructivo

6) Roles y responsabilidades Especificar las funciones y responsabilidades de los líderes y coordinadores en la administración de los modelos, así como también las de los usuarios de los mismos, buscando reforzar la calidad del producto.

7) Interacciones Modelo-Proyecto Los diferentes beneficios que puede aportar el modelo al proyecto deben ser canalizados a obra y también se deberán hacer esfuerzos conjuntos con otras áreas de soporte (ej: presupuestos y logística) para poder desarrollar el potencial de la metodología.

SOPORTE BIM, como modelador, difusor y conservador de los Estándares BIM La creación de un área especializada, compuesta por un equipo multidisciplinario de profesionales relacionados a proyectos de construcción, que hayan sido adecuadamente capacitadas en el uso de los programas y que comprendan la importancia de los procedimientos y sistemas descritos en el Estándar, tendrá la misión de mantener y mejorar el mismo, crear contenidos BIM, y capacitar a los futuros usuarios que serán los beneficiarios. Esta área se encargará del desarrollo de modelos BIM de determinados proyectos involucrando las

diversas disciplinas relacionadas a los mismos, con la finalidad de mejorar algunos procesos de la construcción gradualmente. Durante el desarrollo del modelo se realizarán reuniones de coordinación en las que el área de soporte deberá presentar reportes de interferencias interdisciplinarias. Una vez terminada el desarrollo del modelo, se deberá implementar el sistema y capacitar a los futuros usuarios del mismo (Personal de obra), finalmente el área de soporte se encargará de monitorear y supervisar que se los cambios que se estén realizando marchen de acuerdo a las exigencias del Estándar, ya que éste busca convertirse también en un modelo As-build. En resumen, la misión de ésta área tanto en SKANSKA como en GYM es la de brindar apoyo a los futuros usuarios y garantizar que los estándares se cumplan para lograr alcanzar mayores beneficios de BIM y mejorar la productividad de nuestros proyectos. CONCLUSIONES

- Se ha demostrado que a partir de la definición y el uso de Estándares de la metodología Building Information Modelling se podrá acceder a mayores beneficios los cuales requirieren de un mayor grado de gestión de la información dentro de los modelos. Esto se puede lograr a través de los estándares ya que éstos buscan uniformizar la forma de trabajo y la gestión de datos del modelo.

- Los ESTÁNDARES MÍNIMOS identificados, incluyen especificaciones que nos hubiesen permitido no caer en los problemas técnicos y de coordinación que fueron identificados en los CASOS A y B, además que establecen un mejor proceso para un trabajo colaborativo, que es precisamente una de los requisitos de la forma de trabajar de BIM.

- La meta que debemos aspirar para una mejor utilización de BIM es enfocarlo como SISTEMA en lugar de simples PRODUCTOS, tratando de expandir el conocimiento generado para que en base a los Estándares BIM (ya establecidos

por GyM) estos puedan servir a las distintas empresas relacionadas a la construcción que integran el grupo Graña y Montero y poder incluir nuevos desafíos como una mejor interacción entre diseño y construcción.

- Finalmente concluyo que el Área de Soporte BIM es una pieza importante en el tablero ya que se debe encargar de mantener, difundir y mejorar los estándares conforme se va implementando esta nueva metodología en los proyectos de la empresa.

BIBLIOGRAFÍA Alcántara, V. (2012). "Metodología Para Minimizar

Las Deficiencias De Diseño Basada En La Construcción Virtual Usando Tecnologías BIM" Tesis Grado de Bachiller. Universidad Nacional de Ingeniería.

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