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viernes, 3 de noviembre de 2017

BRIM o Bridge Information Modeling




El modelado de información se convirtió en una herramienta valiosa para la planificación, diseño y construcción. El uso adecuado del BIM mejora la calidad y reduce costes. No era difícil prever que estos procesos afectaran a todo tipo de proyectos, y por supuestos, los puentes.

BRIM es una metodología de trabajo colaborativo que proviene del BIM, Building Information Modeling, pero que se aplica exclusivamente a los Puentes (Bridge, en inglés), es decir, un BIM para puentes.

La necesidad de evitar las omisiones e inexactitudes debido a la metodología tradicionalmente empleada, que tiene como procedimiento la extracción de información de representaciones bidimensionales es la base del desarrollo del BRIM, que surge en Finlandia hace apenas una década.

¿Cuáles son las aplicaciones del BRIM en un proyecto?,

BRIM una metodología que requiere tener bases estructuradas sobre el uso del software y experiencia en la representación y modelado, con el fin de satisfacer las necesidades de la industria constructora, que son:

  • Visualizar el proyecto de construcción
  • Cuantificar los materiales requeridos en el proceso constructivo y facilitar el control de costes durante la construcción y el mantenimiento de un puente
  • Control de tiempos, representar el orden del proceso constructivo del puente en un modelo 4D.
  • Analizar conflictos, etc.


Más recientemente, la U.S. Federal Highway Administration (FHWA) Office of Bridges and Structures ha desarrollado los primeros documentos “oficiales”, el Bridge Information Modeling Standardization que se divide en los siguientes documentos que se pueden descargar en la siguiente dirección:

https://www.nibs.org/?page=bsa_bridge&hhSearchTerms=%22brim%22
https://www.fhwa.dot.gov/bridge/

En esta web podremos encontrar diversa documentación y descargar los siguientes contenidos:

Introduction (.pdf, 0.3 mb)
Volume 1: Information Exchanges (.pdf, 2 mb)
Volume 2: Schema Analysis (.pdf, 8 mb)
Volume 3: Component Modeling (.pdf, 5 mb)

Por otro lado, el National Institute of Building Sciences desarrolló en 2016 un formato IFC adaptado a puentes y que también se puede descargar en esta página y nos ayudar " IFC Bridge Design to Construction Information Exchange”U

Como conclusión y no deja de ser una opinión personal, creo que estamos ante importantes avances, pero existen carencias de peso. Todavía estamos lejos del MODELO ÚNICO de información que incorpore análisis hidráulico y estructural, diseño geométrico y producción de planos, detalles estructurales, etc. Falta generar un adecuado mapa de procesos y calidades de detalle e información de los contenidos que deben ir aparejada para el diseño de puentes que identifique el intercambio de datos desde la concepción hasta la construcción.

El modelo físico debe ser una representación geométrica 3D precisa de los componentes estructurales dentro de la estructura del puente. Este modelo debe incluir componentes con detalles hasta del elemento más pequeño de la estructura de un puente con la información precisa.

Asimismo, considero que hay que crear un flujo de trabajo que satisfaga las necesidades del propietario, el contratista y el diseñador. No necesariamente tendremos todas las respuestas, pero contemplaremos algunas preguntas.

Igualmente, podemos concluir de la necesidad de personal que conozcan perfectamente el software y el contexto de trabajo, personal necesario para crear un traje a la medida de cada proyecto teniendo en cuenta que, de momento, la norma actual nos marca solo la talla del mismo.

jueves, 21 de septiembre de 2017

BIM - GIS , CADA DÍA MÁS CERCA

ESRI PANAMÁ, líder en el desarrollo y comercialización de software especializado en SIG (Sistemas de Información Geográfica) y DATAEDRO INTERNACIONAL, empresa panameña especialista en servicios BIM (Building Information Modeling) y VDC (Virtual Design and Construction), han realizado un importante trabajo al objeto de definir un adecuada interoperabilidad entre las herramientas BIM y SIG.

El objetivo ha sido definir un flujo de trabajo BIM-SIG que satisficiera todas las necesidades descritas en el pliego de condiciones establecido para el proyecto del Cuarto Puente en la ciudad de Panamá.



El cuarto puente sobre canal es un proyecto que contempla todas las conexiones a la vialidad local que incluye: dos intercambiadores principales, uno al Este del Canal (intercambiador de Albrook) y el otro al lado Oeste del Canal (intercambiador Oeste).

Esta infraestructura consiste en un puente atirantado simétrico, con una luz aproximada de 500 metros, que consta de dos torres en forma de Y invertida, gálibo mínimo de 75 metros, construido a un costado del Puente de las Américas y que contará con seis carriles para vehículos y doble vía para la Línea 3 del Metro. Además, permitirá la conexión con la carretera de Veracruz, y el ensanche de la carretera Panamericana a 8 carriles.

La colaboración de los departamentos de  I+D de ambas empresas ha permitido el desarrollo de una metodología de trabajo propia BIM/VDC-GIS consiguiendo alcanzar las condiciones del pliego, en el denominado “ecosistema” de trabajo, que es un exigente proceso de integración entre los procesos de creación BIM y la monitorización GIS. A día de hoy el esfuerzo de ambas empresas ha  conseguido los siguientes objetivos:
  • Desarrollo de modelos BIM completamente Georeferenciados, obteniendo coordenadas o “puntos de control” para el trazado inicial desde la plataforma de ESRI.



  • Generación de un modelo BIM mediante scripts con objeto de conseguir total parametrización de los elementos así como un gran nivel de precisión.



  • Control de la información contenida en los modelos Revit, permitiendo la completa comunicación con una base de datos (SQL Server), tanto en la exportación como importación de datos asociados a la geometría de los modelos.



  • Los modelos generados mediante Revit pasan a un tipo de archivo .RVZ, el cual permite el paso completo de información hacia el modelo ARCGIS. El modelo BIM pasa a   Geodatabase para su lectura por ARCGIS PRO. Para este proceso se ha programado una optimización de la información, seleccionando aquella información que nos interesa y eliminando campos sobrantes, controlando no sólo la calidad de la información sino también el peso de los ficheros.









  • El proceso de transformación de los archivos se ha automatizado mediante programación de forma que una vez convertida la información, es posible acceder directamente a ella,  ya sea con la versión de escritorio del programa ARCGIS PRO o vía web desde la plataforma ARCGIS Online creando previamente links que permiten también acceder online a la totalidad del modelo BIM (tanto modelo como planos) a través de la plataforma A360.


  • El elemento diferencial fundamental en el proceso de creación es el uso de programación para el modelado del proyecto, lo que representa una metodología de trabajo que aporta un alto valor añadido, que reduce costes de producción de forma sustancial, mejorando sustancialmente los tiempos y calidad.



En este caso, Revit nos permite programar dentro del API o con Dynamo y el software de ESRI, nos aporta la posibilidad del manejo del API en Phyton. Debemos señalar que el trabajo basado en programación, nos ha permitido el manejo de la geometría, los elementos de anotación necesarios en la elaboración de los planos en 2D y fundamentalmente, en el manejo y personalización de la información.

El “ecosistema” resultante de todo el proceso de investigación realizado, es capaz de crear de forma rápida y con un alto nivel el detalle geométrico además de interoperar con l la herramientas GIS y que todo ello aporte la calidad para el perfecto seguimiento y control del diseño, la ejecución de la obra y el mantenimiento de lo construido con la herramienta GIS, en todas las etapas del trabajo 








El trabajo en estas plataformas nos permite combinar datos espaciales con datos BIM y con sistemas GIS. Actualmente, hay un creciente número de fuentes de geoinformación disponible, pero la información detallada de las edificaciones no es ni administrada, ni representada por los datos GIS por lo que se hace imprescindible el uso de herramientas BIM como complemento.


El avance en la interoperabilidad BIM-GIS, nos acerca a los modelos de ciudades tridimensionales virtuales como marco de trabajo general.  Esto, para mucha gente representa el futuro, ESRI PANAMÁ y DATAEDRO INTERNACIONAL han conseguido con este tipo de trabajos, que el futuro sea hoy.









martes, 29 de agosto de 2017

BIM - GIS







Ya no es novedoso el término BIM (Building Information Modeling). BIM permite modelar los diferentes objetos de un proyecto, en su representación gráfica y con su información para las diversas etapas de su ciclo de vida. Es decir, un edificio debe tener un expediente que lo identifica, que contiene su diseño, su proceso de construcción, afectación al entorno natural, operación, uso, concesión, mantenimiento, modificaciones, etc.

Y dentro de esa obsesión de monitorizarlo todo, debemos tener no solo el edificio, sino que también queremos la carretera, el puente, una válvula, un canal, una depuradora ó los aerogeneradores. Es decir, vamos al concepto de ciudades inteligentes (Smart Cities), o mejor dicho realidades inteligentes y a la convergencia de dos rutas (BIM + PLM).
Un reto del BIM es que llegue a un momento cuando incluya una relación intrínseca con el PLM (Product Lifecycle Management), y donde se debe incluir o se deberían incluir el aspecto geoespacial, el GIS.

Existen algunos curiosos vacíos cuando hablamos de GIS /BIM, en este sentido el modelado de infraestructuras no es competencia del GIS, pero sí está muy especializado en el análisis y modelado de los objetos espaciales, en la proyección de escenarios, en la gestión de los recursos naturales ,etc.

Esto es un importante problema, una brecha en el flujo de trabajo.  El modelado de infraestructuras debe atender a un protocolo ó estándar para que sea plenamente complementario con BIM y podamos llegar a BIM+PLM+GIS+ X, la monitorización de todo lo que participa dentro de un proyecto.

En definitiva, al BIM hay que quitarle la B de Building ó dejaremos que se llame BIM, pero debemos entender que es una metodología de trabajo con entidades tridimensionales que llevan asociadas información y que a su vez son paramétricas…, pero que no solo es de edificios.
Llegado a este punto, debemos volver al modelado de infraestructuras y ¿cómo es la interoperabilidad entre este modelado de infraestructuras con “BIM” y con “GIS” ?, e incluso, vamos a rizar el rizo, ¿cómo  hacemos que los resultados de las diversas tomas de datos en los proyectos sean "interoperables" con el software de creación?
En la actualidad se está trabajando por diversas vías de conexión, la primera de ellas, el  IFC que está solventando el paso de la información creada en BIM a GIS, pero no responde adecuadamente cuando queremos llevar la parte de geometría, queda pendiente mucho por mejorar.
En el caso de ESRI, utilizan un “Data Interoperability Extension”, una alternativa de SAFE Software mediante un formato .FME que mejora la capacidad de trasformación de datos emanados de casi cualquier programa para su uso dentro de ArcGIS.
En la geometría debemos usar las funciones multipatch, que son objetos GIS que almacena una colección de patch para representar el límite de un objeto 3D como una sola fila en una base de datos. Los patch almacenan textura, color, transparencia e información geométrica que representa partes de una entidad. La representación mediante multipatch se aleja bastante del concepto que tenemos en BIM y se aproxima más a las mallas del trabajo en media con 3DS.
En estos días estoy trabajando en un proyecto de obra lineal con un importante puente y como conclusión de todo lo anterior puedo reseñar:  

Se deben dar respuestas que son  trajes a medida, no existe un flujo de trabajo ni un software específico, se debe personalizar todo el proceso para llegar al  nivel de eficacia que se precisa. Todo ello debe ser fluto del uso de diverso software.

lunes, 1 de mayo de 2017

BIM / VDC EN LA FASE DE CONSTRUCCIÓN







Tras el uso de metodologías de trabajo BIM/VDC en el proceso de diseño, se llega a la fase de construcción, el momento en el que toca hacer realizado el proyecto. En la construcción es difícil encontrar equipos con la suficiente experiencia en gestión de la fase constructiva en BIM, eso conlleva a la pérdida de un importante esfuerzo, la pérdida sin valor añadido ó desperdicio de las herramientas que tienen a su alcance como consecuencia del desconocimiento de las mismas. Esto se traduce en pérdida de tiempo, dinero y eficacia.


Si tiramos de la historia reciente del diseño, aquellos que vivimos el paso de dibujo a mano a la tecnología CAD, pudimos observar que los procesos de dibujos en 2D que se usaban para la construcción persistían. Se ganó calidad y en la delineación, pero los procesos eran similares.

En CAD trabajábamos con puntos, líneas, polilíneas, nurbs, splines, representadas en un plano, mientras que BIM no es un programa ni un modelo 3D. Es una base de datos que contiene no sólo los elementos del modelo sino la gran cantidad de información que compone el proyecto. Mientras que los flujos de trabajo los procesos iban desconectados sin sincronización de cambios, los flujos de trabajo BIM permiten un enfoque más dinámico y sincronizado a la gestión de un proyecto.

Las utilidades de visualización y simulación pueden ayudar a asegurar que el proyecto se mantenga dentro de las directrices establecidas por propietarios, arquitectos, ingenieros y en general todos los actores del proyecto. Las tareas de documentación y coordinación se deben realizar con software interoperable y la información se debe compartir. Como en otras disciplinas, la correcta información es fundamental en el tiempo de respuesta.

Si analizamos, el uso de BIM cambia las fases de un proyecto, los roles, los entregables, los tiempos, la comunicación, la cuantificación, la presentación, etc… Es decir, todos los flujos de trabajo han cambiado. 

Cambiar a un programa de diseño 3D no es sólo un cambio de software, el uso de metodologías BIM no debe encajarse dentro de los flujos de trabajo existentes. Una transición exitosa al BIM requiere de planificación y un enfoque completamente diferente para el diseño y la gestión del proyecto. Requiere el desarrollo de nuevos procesos que apoyen la coordinación de todas las partes involucradas.

Otro factor importante que debe tenerse en cuenta en la fase de construcción es el nivel de detallado, aquí se requerirá
  • LOD 400 - El elemento del modelo está representado gráficamente dentro del modelo como un sistema específico, un objeto o un ensamblaje en términos de tamaño, forma, ubicación, cantidad y orientación con detalles, fabricación, montaje e información de instalación. También se puede adjuntar información no gráfica al elemento del modelo.
  • LOD 500 - El Elemento del Modelo es una representación verificada en el campo en términos de tamaño, forma, ubicación, cantidad y orientación. También se puede adjuntar información no gráfica a los elementos del modelo.

Dependiendo de la calidad y coordinación de nuestro modelo, tanto calidad gráfica como de información, dependerá el éxito del proyecto en una buena parte. No olvidemos que estamos en una base de datos y todo está relacionado.

Falta el comentar que el camino no es fácil,  a lo largo de estos años, se nota que cuando aterrizas en un proyecto de construcción, y siempre desde el punto de vista de la gestión en BIM,  existe una sensación de caos, confusión e incluso escepticismo y realmente cuesta enfocar el adecuado uso de BIM / VDC, pero finalmente ,  poco a poco los compañeros van dándose cuenta del recurso que tienen a su alcance y se va implementando su uso, aunque en ocasiones el valor añadido llega en una fase tardía, habiéndose desaprovechado durante un tiempo.  

Esto debe ser  considerado como parte del coste que tiene el cambio de  metodología de trabajo.

domingo, 30 de abril de 2017

BIM Y EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL









Un proceso adecuado de trabajo en BIM desde el punto de vista estructural, es el siguiente. 

En primer lugar se genera un modelo, en nuestro caso en Revit y se realiza una exportación a Robot, (pueden usarse otros software). Robot está incluida en las versiones Ultimate de Building Design Suite por lo que podemos optimizar el recurso .


En Robot se procede a un análisis dinámico que comprende el análisis de las fuerzas, desplazamientos, velocidades y aceleraciones que aparecen en una estructura o mecanismo como resultado de los desplazamientos y deformaciones que aparecen en la estructura. ¿Se puede mejorar?


En la industria aeronáutica, aeroespacial, etc., es algo habitual el uso de los modelos analíticos obtenidos desde la técnica de elemento finito para la simulación y optimización. Con el prototipo de la estructura se hace un análisis modal y se compara el modelo resultante con el modelo analítico. 


Con el tiempo el uso de análisis modal se ha ido realizando en diversos y emblemáticos, proyectos de arquitectura e ingeniería aportando valor añadido al proyecto

Pero, ¿qué es el análisis modal?

Básicamente, el comportamiento dinámico de cualquier estructura mecánica lineal en términos de parámetros que describen su resonancia estructural. Estos parámetros modales son la frecuencia de resonancia, la amortiguación y el patrón de vibración de la resonancia.

El modelo matemático basado en estos parámetros es un modelo lineal que da una descripción completa del comportamiento lineal de la estructura. Un análisis modal es un tipo de método que determina las características de un sistema dinámico y define el modelo dinámico de una estructura.


Ya que el resultado de un análisis modal es un modelo matemático del comportamiento dinámico de la estructura bajo prueba, podemos simular la respuesta de vibración a algunas fuerzas que suponemos podrían actuar sobre la estructura en su entorno de trabajo, es decir permite visualizar y monitorizar el comportamiento de una estructura bajo las diversas condiciones, opciones de diseño, permitiéndonos de forma rápida y precisa la necesidad de adición o reducción de masa en ciertos puntos o mediante la adición o reducción de rigidez o amortiguación en ciertos puntos. 



¿Qué aporta la utilización de Robot Structural?



  • Análisis y diseño de estructuras tipo losa, empleando la tecnología MEF para el análisis estructural.
  • Considerar prácticamente cada forma de placa o esquema de cargas.
  • Opciones que ofrecen esquemas automáticos de cargas.
  • El programa automáticamente considera los momentos en la losa para tener en cuenta los efectos de torsión, también genera las secciones de armado indispensables para los estados límites último y de servicio (incluso la fisuración y la flecha).
  • Además permite al usuario obtener los resultados para el punzonamiento y un análisis rápido del punzonamiento para capiteles o vigas portantes para
  • Permite al usuario analizar de forma rigurosa el verdadero comportamiento no lineal de una estructura. La aplicación de la carga mediante incrementos de la misma.
  • La actualización de la matriz de rigidez y de la geometría después de cada incremento.
  • La realización de un análisis simple y eficaz de varios tipos de no linealidad, incluso análisis P-Delta, barras en sólo tracción o compresión y apoyos unidireccionales, cables con o sin pretensado, rótulas plásticas y despegue del apoyo.
  • Además es posible definir la carga crítica debida al pandeo para las estructuras tipo pórtico o lámina.
  • El programa automáticamente convierte cargas en masas añadidas conforme a los requisitos exigidos y realiza a su vez informes relativos a la frecuencia de cada modo. Tras el análisis modal, el usuario puede efectuar el análisis sísmico, espectral o temporal.



Las informaciones relevantes respecto de la velocidad, desplazamiento y características de la aceleración bajo el impacto de la carga dinámica son susceptibles de calcularse para estudiar o simular diversas variantes.


En este proceso de trabajo, es sencillo el análisis dinámico para cualquier tipo de estructura.