Las ventajas del BIM en la Ingeniería Estructural

EL modelado de información de construcción o simplemente BIM, ha llevado a la industria de la ingeniería estructural a una época llena de cambios, cambios buenos en aras de la mejora de la profesión, mejoras que se han vuelto constantes, al igual que cualquier ingeniería, se adaptan y mejoran continuamente, y definir un tope o meseta hoy en día sería nulo o falso comunicar de mi parte.

Para empezar, si aún no sabes que es la ingeniería estructural y que hace esta profesión, te dejo el enlace del blog donde hablo acerca del tema: ¿Qué es o que hace un ingeniero estructural?

Inicios del cambio

El primer gran paso fue adoptar un software tridimensional (3D), como Revit o Tekla, 2 software muy conocidos en la actualidad, lo que resultó un gran salto, que a la fecha, algunos ingenieros estructurales aún se encuentran en capacitación de estas herramientas. Si estás interesado en tener cursos de Revit o Tekla, te dejo un botón para que te comuniques conmigo.

En toda la industria AEC (Arquitectura, Ingeniería y Construcción), existen diferentes flujos de trabajos aplicados a la metodología BIM:

  • Coordinación multidisciplinaria en 3D
  • Detección de choques
  • Secuencia de la construcción

E incluso se están creando modelos completamente conectados como un producto de la construcción, si quieres saber más sobre esto, te dejo anteriores blogs para que te informes un poco más sobre esta nueva era en la ingeniería.

Como cualquier otro proceso o metodología nuevo, BIM se está extendiendo por la industria a diferentes velocidades y niveles, y seguirá evolucionando, puedo asegurar que lo que observamos hoy no es nada a comparación de lo veremos más adelante, a pesar de los escépticos o adaptadores tempranos (early adopters), pero el impulso se aceleró y, lo que era raro y nuevo, ahora es algo común. Aquí es donde se encuentra la industria de la ingeniería estructural con la adopción del BIM.

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¿Por qué BIM es importante ahora para los ingenieros estructurales?

Se dice que los ingenieros estructurales han aceptado la mayoría de los beneficios que trajo consigo la metodología BIM. A menudo es un requisito del proyecto, por lo que, independientemente de los beneficios específicos, la coordinación mejorada y más temprana, se comprenden relativamente bien.

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Fuente: Xenital.com

También existe cierto nivel de aceptación de que el modelado en tres dimensiones, tiene parámetros que lo hacen más favorables y más eficiente que el enfoque bidimensional tradicional.

Los ingenieros también parecen comprender que, si todos los miembros de un equipo de proyecto utilizan el modelado de información, existe una colaboración significativa disponible y de manera inmediata. Más allá de solo modelar estructuras para visualizar la interacción entre disciplinas, los modelos de otros miembros del equipo del proyecto pueden ser incorporados y utilizados en otras disciplinas.

Quienes están a la vanguardia de BIM argumentarían que el proceso BIM es sólido e independientemente del nivel en el que se esté utilizando actualmente, tiene un potencial significativo para ser beneficioso para quienes participan.

Photo by fauxels on Pexels.com

Más allá de las oportunidades de coordinación y colaboración ya utilizadas, existen otros beneficios infrautilizados del proceso BIM que podrían aprovecharse ahora o en el futuro. Uno de esos beneficios son los despegues de material. 

Los ingenieros dedican mucho tiempo a crear modelos precisos, por lo que los despegues precisos a menudo están a solo unos clics de distancia. Esta información podría utilizarse en el proceso de diseño y podría servir como una herramienta útil de Garantía de calidad (QA) / Control de calidad (QC).

Además, si proporcionar estos modelos significaría una construcción más simplificada que se traduce en cronogramas de construcción más cortos, ¿podría eso ofrecer también una oportunidad para que los diseñadores negocien más tiempo para el diseño? Alternativamente, ¿podrían los diseñadores negociar tarifas adicionales por brindar estos beneficios?

A medida que los ingenieros estructurales invierten en la creación de modelos de información precisos, es importante recordar que hay una gran cantidad de información incrustada en el modelo que a menudo no se utiliza. 

El enfoque general tiende a crear el modelo para la coordinación y la creación de algunos documentos, pero luego también crear documentos de una manera bidimensional sin utilizar el modelo, ingresando información por segunda vez. 

A menudo, los planos y detalles bidimensionales se siguen creando utilizando componentes “inteligentes”, lo que hace que no se utilicen más datos incrustados porque después de dibujar con estos elementos ricos en datos, el ingeniero utiliza “texto fácil” para transmitir información. El uso de los datos integrados, ya sea dentro de los elementos 3D o bidimensionales (2D), es una oportunidad adicional para ampliar los beneficios y las eficiencias potenciales del proceso BIM.

Hablando con optimismo, en algún lugar del camino BIM, los modelos de información de construcción y los modelos analíticos estarán completamente integrados o tal vez incluso uno en el mismo. Este es el cambio más obvio que afectará a la industria de la ingeniería estructural. 

Con cada lanzamiento de los distintos paquetes de software, mejora la interoperabilidad. El tiempo dedicado a crear, modificar, actualizar y administrar dos modelos independientes es un elemento de línea importante en el presupuesto de un proyecto, por lo que hay mucho que ganar a medida que estos dos esfuerzos de modelado se fusionan. Sin embargo, esto no es necesariamente algo que los ingenieros estructurales puedan controlar; esto depende de los avances tecnológicos futuros.

Al observar lo que los ingenieros estructurales pueden controlar, es más probable que el siguiente paso sea encontrar formas de mejorar los flujos de trabajo internos. Esto podría lograrse utilizando de manera más completa y eficiente los datos integrados en los modelos de información que ya se están creando. Al eliminar la falta de inteligencia de un dibujo simple y reemplazarlo con capas de metadatos, la información sobre una estructura se puede intercambiar de manera más eficiente y precisa entre todo el equipo de diseño y construcción. Utilizar estos metadatos es clave para dar el siguiente paso con BIM.

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Ventajas de BIM para los ingenieros estructurales

BIM solía ser una ventaja competitiva, pero ha evolucionado hasta convertirse en un requisito para incluso participar en un proyecto. Dar el siguiente paso para avanzar en BIM es la nueva ventaja competitiva: los ingenieros estructurales no deben ser ajenos, sino más bien proactivos al dar el siguiente paso, aunque solo sea por tener aportes en lugar de permitir que la decisión sea totalmente controlada por otras partes. 

Cuanto antes los ingenieros estructurales adopten este cambio tecnológico, crean en él y se comprometan a colaborar plenamente con los demás participantes del proyecto, antes se obtendrán inmensos beneficios tanto a nivel interno como para el proyecto.

A manera de repaso, hago una lista de las ventajas ya mencionadas a lo largo del blog, siendo estas las siguientes:

1. Interoperabilidad

El uso del formato IFC en el intercambio de datos entre software BIM está rompiendo todas las barreras entre plataformas para modelos y el intercambio de datos entre plataformas. Este intercambio de datos es un gran paso adelante en comparación con la alternativa de construir modelos paralelos o elegir un único software para completar todo el proceso.

2. Formación de equipos e intercambio de conocimiento

Con el uso del software BIM en el flujo de trabajo de la construcción , tanto los aspectos de relación como los productivos están cubiertos y pueden traer grandes ventajas. Se desglosan los conflictos que puedan existir entre diferentes modelos y software, así como las barreras y conflictos entre los distintos especialistas implicados. Un intercambio más fácil de modelos implica una mejor relación entre los diversos expertos técnicos que pueden intercambiar y compartir conocimientos. Esto también aumenta las habilidades y la productividad de todo el equipo.

3. Medición del ROI (Retorno de la inversión)

Gracias a las herramientas de interoperabilidad y detección de choques integradas en el software y en las plataformas BIM, el ahorro de tiempo es seguramente uno de los aspectos que emerge de inmediato como ventaja del uso de una herramienta BIM. En consecuencia, esto permite ahorrar decenas o incluso cientos de horas en comparación con la verificación manual del dibujo en papel. Y en el mundo de la construcción ciertamente se sabe cuánto vale el ahorro de tiempo, especialmente en términos económicos.

4. El futuro de la construcción es BIM

La amplia difusión de BIM no solo afecta al mundo de las empresas de software y los expertos técnicos, sino también a los clientes públicos y privados. Esta tendencia está llevando a un crecimiento del sector, reemplazando todo lo que durante años se ha movido en torno al CAD. En muchos países, especialmente países europeos, pero también Brasil, Canadá, Estados Unidos, Chile, etc., BIM se está volviendo obligatorio.

BIM permite a los profesionales de AEC transformar en realidad incluso los modelos más complejos, permitiendo un modelado mucho más detallado con una mayor variedad de materiales, ahorrando tiempo, recursos y espacio. De este modo, los usuarios pueden centrarse en lo esencial en lugar de lo superfluo.

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Usos y casos

1. Diseño estructural BIM

En el diseño estructural, podemos utilizar enfoques conceptuales muy simples, como herramientas (por ejemplo, Rhino, Dynamo) para cambiar formas geométricas en formas modeladas. 

Herramientas de soporte: Rhino (Arquitectura): – Herramienta de modelado paramétrico gratuita; – Interoperabilidad con el modelo estructural, vía formato IFC. Cálculo automático de movimientos de tierra. La cuantificación automática de movimientos de tierra es otro uso de BIM en la ingeniería estructural. 

Desde lo topográfico hasta la forma de los diferentes niveles donde podemos determinar automáticamente los movimientos de la tierra. Lo que debemos saber aquí es que: El proceso de importación de CAD a BIM está automatizado; El proceso de importación CAD-BIM solo funciona si los puntos topográficos en CAD tienen coordenadas altimétricas, es decir, representación 3D del terreno.

2. Análisis BIM estructural

Otro uso, por supuesto, es el análisis estructural. La interconexión entre el modelo físico y el modelo analítico es muy importante. El modelo geométrico se basa en un modelo por unidades. Estos objetos se relacionan de forma paramétrica, vinculando así toda la información de la plantilla. El modelo analítico absorbe esta información para transmitirla al cálculo estructural del software. El enlace bidireccional BIM entre una plataforma y una herramienta de análisis estructural permite al diseñador probar varias soluciones estructurales (en fases más primarias del proyecto) de manera rápida y automatizada. Este proceso iterativo de datos respeta y preserva la información definida en ambos software.

Ejemplo: Revit Structure & Robot Structural Analysis: esta conexión permite a los ingenieros estructurales enviar partes del modelo estructural para herramientas de análisis estructural y viceversa. Esta flexibilidad permite a los ingenieros trabajar con la estructura en modelos de análisis separados. Solíamos dividir los cálculos entre cargas de gravedad (cargas permanentes, temperatura, etc.) y cargas laterales (cargas sísmicas y cargas de viento).  

3. Detalle estructural

También es posible utilizar BIM para conexiones de acero, conexiones de madera, etc. El ejemplo es de una estructura mixta con hormigón, acero y madera.


En conclusión, podemos decir que los ingenieros estructurales deben tomar medidas deliberadas para incorporar BIM en los flujos de trabajo estructurales. La idea es mirar y avanzar colectivamente para aprovechar el proceso BIM de formas que sean beneficiosas para los propios ingenieros estructurales y para el proyecto en su conjunto.

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