INTRODUCCIÓN

El avance de la informática ha hecho que el diseño de planos y estructuras en edificación sea uno de los progresos más significativos de los últimos años. No hace mucho, en las universidades, a los estudiantes de delineación y arquitectura, se les obligaba a dibujar con rotring, escuadra y cartabón, no aceptando los modernos programas informáticos Cad. Al imponerse la realidad no tuvieron más remedio que acomodar la enseñanza a los programas de diseño si querían tener profesionales competitivos en el terreno laboral.

EL AVANCE DE CAD

Los programas Cad supusieron un avance importante en el diseño. Con ellos se dibujaban los planos en un tablero digital, calculando mediciones y presupuesto, para luego “levantar” esos planos en otro programa de diseño 3D y así obtener imágenes virtuales o vídeos y presentárselo al cliente. Se necesitaba, además, crear otro modelo con un programa distinto para realizar el cálculo estructural. Tras enviar un juego de planos al responsable de mediciones, al de cálculo de estructuras y al ingeniero de instalaciones, había que coordinar todos esos documentos para ver si se habían producido nuevas interferencias entre los elementos modificados. Por otro lado cualquier cambio había que hacerlo en todos los planos y casi siempre, al alinear el alzado, se observaban incongruencias de elementos que no encajaban, aunque era peor no verlas hasta el momento de ejecución, creándose graves problemas.

El manejo de Cad sigue siendo imprescindible en el área de Arquitectura para diseñar elementos pero cada vez tendrá menos sentido dedicar horas y horas a un detallado corte asignándole espesores y medidas, cuando, en un modelo BIM, basta con indicar por dónde han de pasar los cortes y él ya nos da planos, infografías, vídeos, mediciones, el modelo para cálculo estructural y de instalaciones, planificación, presupuesto…pues ya lo tiene todo calculado en sus bases de datos, generando al instante el edificio virtual.

LEGISLACIÓN

La grave crisis económica padecida por España y el mundo en general en los últimos diez años, ha hecho que el sector más castigado con el paro haya sido la construcción. Parece que esta tendencia ha cambiado y se espera un repunte inmediato considerable. Durante este periodo se han revisado los sistemas de construcción a fin de hacerlos más efectivos y sobre todo económicos.

La Directiva 2012/27 pone las bases para su regulación obligando a las Administraciones a dar ejemplo al prohibirles adquirir, a partir de 2019, edificios que no tengan un consumo de energía casi nulo entre otras medidas de control en obras nuevas y fomentar la generación eléctrica distribuida. Otros proyectos que van en esta dirección son los proyectos clima y la Ley 3R (Ley de de rehabilitación, regeneración y renovación urbanas). Con estas medidas el Gobierno pretende reducir el consumo de energía y las emisiones de CO y conseguir los retos propuestos para el año 2020 (objetivo 2020): 20 % menos emisiones, 20 % de ahorro energético, 20 % de energías renovables).

AHORRO ENERGÉTICO

Se calcula que el gasto energético de los edificios es alrededor del 45 % de la energía consumida y que este gasto irá en aumento en los próximos años.

Existen estándares de edificación como el Passivhaus, cuyos edificios tienen una demanda energética entre un 75% y un 90% por debajo de los tradicionales, a los que conviene ajustarse.

El ahorro de energía en los hogares comienza con el proyecto de construcción en el cual también hay que considerar su mantenimiento y demanda de energía durante toda su vida útil, evitando así gastos posteriores.

La orientación de los edificios es muy importante para aprovechar la energía solar, siendo el ideal mantener una temperatura constante y confortable a través de técnicas de construcción pasivas como el aislamiento de techos y suelo para evitar humedades y pérdida de temperatura, reducir la superficie en contacto con el exterior de muros con buenos aislantes, instalar puertas y ventanas de altas prestaciones contra el ruido y que disminuyan las necesidades de climatización, facilitar la ventilación natural con un sistema mecánico de recuperación de calor sin sufrir pérdidas o utilizar protecciones solares que impidan un sobrecalentamiento en verano y el aprovechamiento máximo del sol en invierno. Tras la aplicación de estas técnicas hay que estudiar el consumo de energía necesario para el mantenimiento del confort y salubridad, apoyándolas con las fuentes de energía renovables que mejor se adapten o se calculen más eficientes, paneles solares, geotermia, eólica…, a fin de conseguir el consumo mínimo de energía convencional que exigen los criterios de la arquitectura sostenible.

Por último la utilización de electrodomésticos de altos niveles de eficiencia energética clasificados A++, luces LEDs…harán que la dependencia energética del edificio sea nula.

METODOLOGÍA BIM

Algunos países llevan años implementando un sistema de ahorro que reduce el tiempo de construcción y los errores de cálculo al mejorar la coordinación de todos los sistemas que intervienen. Ya en 2011 los países nórdicos y el Reino Unido implantaron la metodología BIM de construcción.

El Parlamento Europeo en 2014 promulgó la directiva 24 (artº22 y siguientes ), a fin de estimular, precisar y requerir la adopción de la metodología digital BIM en los 28 países de la Unión Europea para proyectos de construcción, financiados con fondos públicos a partir de 2016, revisando los pasos y proponiendo objetivos ambiciosos pero realistas dotando presupuestariamente todas las iniciativas que partan desde los gobiernos para que la implantación sea una realidad a corto-medio plazo.

En España, el Ministerio de Fomento se comprometió a través del grupo esBIM, liderado por la ingeniería Ineco, plantear la creación de una estrategia para alcanzar un determinado nivel de madurez en el uso de la metodología BIM en construcción, una mejora continua de los procesos y una sistematización de los trabajos y no depender exclusivamente del buen hacer y la profesionalidad de la mano de obra, eliminando, en gran medida, los errores producidos actualmente por el factor humano, dando a la construcción un plus de calidad que hasta la fecha no está garantizado.

La metodología BIM es una nueva forma de trabajar que comprende todas las fases y ámbitos del proceso constructivo desde su planificación y promoción, pasando por su diseño y proyecto, para terminar garantizando la gestión completa de la edificación o infraestructura.

BIM (Building Information Modeling) es una metodología de trabajo colaborativa entre las distintas disciplinas (arquitectura, estructuras e instalaciones) que intervienen, para la gestión de proyectos de edificación u obra civil a través de una maqueta digital en 3D, evitando los conflictos que pudieran surgir durante las fases de proyecto y construcción al detectar las interferencias, conformando una gran base de datos que permitirá gestionar los elementos que conforman la infraestructura durante todo su ciclo de vida. Este modelo tiende a conseguir objetivos en el proyecto como la reducción del tiempo, del costo, el aumento de la calidad, construcciones más saludables, diseños más eficientes… todo a través de una detallada coordinación en 3D de todos los sistemas y de un registro preciso de los modelos.

La adopción de nuevas metodologías de trabajo conlleva a menudo una resistencia al cambio por parte de los distintos equipos, sin embargo, un conocimiento exhaustivo de la metodología BIM resolverá estas reticencias, al comprobarse de forma efectiva, la reducción de muchos problemas, tanto en tiempo de ejecución como posteriores.

EQUIPOS Y DESARROLLO

La nueva figura profesional sobre la que recaerá la mayor responsabilidad es la del BIM Manager (gestor de proyectos Bim) que deberá tener amplios conocimientos de Bim y no sólo en temas energéticos sino también en planificación de las fases constructivas. Será el encargado de implementar este nuevo sistema de trabajo en la empresa y eso conlleva: preparación de documentos, recursos humanos, coordinación de equipos, flujos de trabajo, plazos, control de costes (la inversión en software y hardware), calidades y requisitos, riesgos (gestión desordenada de la información, posturas enfrentadas en el equipo, resistencia al cambio), condicionantes que debe conocer (sistema de trabajo interno y de colaboración con otras empresas), planificación de compras y adquisiciones… Intervendrá en el proyecto con todas sus fases: inicio, planificación, ejecución, seguimiento y cierre. De ahí que sea muy interesante la certificación PMP para esta nueva disciplina.

Conviene definir desde el primer momento los distintos equipos del proyecto (cliente/promotor, gestión, diseño, demolición, construcción, operación y mantenimiento), incluyendo al propietario, que estarán compuestos por contratistas, ingenieros, gerentes, diseñadores, interioristas coordinadores y operadores, pudiendo delegar alguna función dependiendo de la magnitud de la obra.

Aunque algunos miembros puedan realizar varias funciones o alguna función pueda desarrollarse por varios miembros durante el ciclo de vida del proyecto, estos han de ajustarse a una metodología de trabajo que permita el flujo inmediato y constante de información.

Se hará entender claramente la estrategia de colaboración de todos los miembros para llegar a conseguir, no sólo la meta del proyecto a través de constantes implementaciones, sino que además, éstas servirán como experiencia para el futuro en otras instalaciones, consiguiendo paulatinamente una mayor eficiencia tanto propia como de la empresa.

Los jefes de equipo diseñarán un plan adecuado para el flujo de trabajo de cada uno de sus miembros lo que hará que se reduzcan las incógnitas durante el proceso.

La planificación puede comenzar desde la confección del contrato entre el propietario y el promotor o constructor. En él figurará toda la planificación, condiciones, estimación del coste y las fases y tiempos de ejecución.

El siguiente paso será el análisis del lugar y la configuración del diseño con las revisiones necesarias por parte de los distintos grupos que componen el equipo: análisis de áreas, estructural, de energía, de iluminación, mecánico, hidráulico, calefacción y refrigeración o cualquier otro tipo de ingeniería a aplicar.

A la autorización del diseño de los sistemas constructivos en 3D, le sigue el control y planificación 3D, seguimiento minucioso del diseño, modificaciones e implementaciones y planificación de desastres.

El modelo 3D permitiría obtener imágenes y perspectivas actualizadas que ayudarán a comprender y visualizar claramente el proyecto sirviendo tanto para el cliente como para la coordinación de las distintas disciplinas (arquitectura, estructuras e instalaciones) y detectar y corregir los inevitables encuentros o interferencias, no viables entre ellas, permitiendo en un futuro la gestión de obra y facilidad de mantenimiento.

El uso de BIM ha de ser crítico, implementándose cuantas veces sea necesario hasta conseguir la mayor eficiencia para el presente pero con visión para futuros proyectos.

Cualquier cambio producido en un proyecto de obra, el sistema BIM lo detecta, calculando automáticamente todas las variaciones. De esta manera todos los miembros del equipo sabrán, en el acto, lo que esta modificación puede afectar en su cometido, pudiendo proceder a reconsiderar sus estimaciones.

Tras su aprobación por propietario y constructor se procederá a la realización de la obra, su programación, organización y planificación de las fases de la construcción.

SOFTWARE BIM

Para conseguir una buena coordinación de todo el equipo en todas y cada una de la fases de de proyecto y construcción han de usarse aplicaciones software de modelado que creen diseños más eficientes, desarrollando estimaciones a través de despegues automáticos que reduzcan el tiempo utilizado para introducir datos en el sistema de mantenimiento, así como las propiedades físicas, técnicas, operativas y comerciales de cada uno de los materiales y de su conjunto.

El inmovilizado inmaterial (software) es caro y queda obsoleto en poco tiempo. Una solución económica son los proveedores de nube que facilitan el software de construcción proporcionando una transferencia de datos de manera segura e inmediata a todos los miembros, lo que facilita la escalabilidad y favorece la toma de decisiones y el futuro crecimiento. Otra ventaja es la movilidad pues el acceso se puede realizar desde cualquier lugar que tenga acceso a internet.

El uso de Entornos Integrados BIM permitiría crear modelos de representación 6D (Modelo geométrico 3D+coste+tiempo+descripción de elementos). Revit, Allplan, Proengineer, Archicad 10 (para estudiantes es gratis) son las herramientas

VENTAJAS DE BIM

  • Este sistema es muy completo pues exige pensar y diseñar todos los detalles, ya que de no hacerlo, el modelo queda inconcluso.

  • La calidad del diseño y la completa información instantánea son una base fiable para tomar decisiones acertadas. Con BIM la prefabricación es predecible en tiempo, materiales y personal, reduciendo costes.

  • Sus visualizaciones 3D, video o perspectivas foto-realistas de los acabados, a escala real, son herramientas extremadamente versátiles y útiles en construcción.

  • Se pueden hacer modificaciones y revisiones en el mismo, en todo momento, desde lugares remotos y en tiempo real.

  • La base de datos de BIM controla toda la información del proyecto, dando costos, resistencias, densidades, cubicaciones, etc. lo que constituirá una importante cartera de valores para los arquitectos e ingenieros a fin de abrir nuevos mercados en edificios con servicios como rehabilitación, estimación de costos detallados, programación de mantenimientos, cálculo de estructuras, consumos energéticos… o mejoras de las pre-visualizaciones por realidad virtual o realidad aumentada, muy valoradas actualmente por los clientes.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO SOLAR

Se calcula que el gasto energético de los edificios es alrededor del 45 % de la energía consumida y que este gasto irá en aumento en los próximos años. Un buen aprovechamiento, hasta ahora casi despreciado en construcción, de la energía directa del sol, reduciría más de un 10 % este gasto. Con los programas informáticos de metodología BIM se puede confeccionar el cálculo de gráficas solares de cualquier día y hora del año a través de las vistas en las que se ve el camino del sol y las sombras, ayudando en la orientación del edificio, en el diseño de los protectores solares, en la mejora de la ventilación e iluminación interior con el consiguiente ahorro de energía en calefacción y electricidad consiguiendo un mayor confort.

La visualización de imágenes de edificios bien ventilados e iluminados, que tengan un consumo mínimo de energía, resultará muy atractiva al compartirla con clientes actuales o futuros y supondrá un plus de valor para los arquitectos.

AUTOMATIZACIÓN Y EMPLEO

La enseñanza de BIM en las Universidades será un requisito mínimo obligatorio si se quiere tener una Arquitectura e Ingenierías competitivas.

Con la imparable robotización, la construcción prefabricada, los drones, las impresoras 3D, los nuevos materiales como el grafeno, hormigón autónomo etc. parecerá que se reducen puestos de trabajo, mas no debe verse esto como algo negativo, sino como una oportunidad de transformación y mejora de la mano de obra, ya que con la implantación de BIM aparecerán nuevas especialidades, estando previsto, que en los próximos años se requieran más de 400.000 puestos de trabajo en la arquitectura y la ingeniería y por lo tanto surgirá otro gran número de nuevos empleos , además de los ya existentes, dentro del sector de la construcción.

La implantación de la metodología BIM es necesaria para el despegue inmediato de la construcción, a la vez que se reduce el gasto y la dependencia energética del país.

Primer firmante: Guillermo Herráez Arribas, Ingeniero Industrial Mecánico

Segundo firmante: Adolfo de Juan Herráez, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos