Proyecto Ferroviario: Diseño con metodología BIM (1 de 2)

mayo 29, 2023

Un proyecto ferroviario desarrollado con metodología BIM tiene varios beneficios, entre ellos podemos encontrar una mejora en la coordinación entre especialidades y una mejor calidad y fiabilidad de los entregables convencionales que se desarrollan durante la etapa de diseño; planos, cuantificaciones y programación de obra.

Los beneficios descritos anteriormente no son fáciles de conseguir, ni siquiera implementando metodología BIM. Para poder conseguirlos de una manera óptima se debe invertir una buena cantidad de tiempo del equipo BIM del proyecto y de todo el equipo de diseño de ingeniería, quienes deberán hacer todos sus esfuerzos para conseguir los entregables convencionales de un proyecto, pero desarrollando sus actividades de diseño de otra manera: bajo metodología BIM.

Plan de Ejecución BIM

En este sentido, lo primero que debe existir es un documento que defina los objetivos, cómo y quiénes estarán a cargo de la implementación BIM, cómo se llevarán a cabo las actividades de diseño, qué softwares se ocuparán para la modelación, la revisión y la coordinación BIM, cómo se interrelacionarán entre ellos y cómo se gestionará la comunicación del equipo de diseño. Este documento se denomina Plan de Ejecución BIM o PEB.

El PEB es responsabilidad del BIM Manager, quien está a cargo de redactar este documento en estrecha relación con las especialidades que participan en el diseño. No se trata de que el BIM Manager imponga los flujos de trabajo que a él le acomoden, más bien, el flujo de trabajo propuesto por el BIM Manager debe acomodarse en su mayor medida a los flujos de trabajo que ya realizan las especialidades.

Esto último puede ser un tanto complicado si alguna de las especialidades trabaja en metodología CAD, ya que no quedará otra opción que hacer un cambio profundo en su manera de trabajar. A diferencia de si la especialidad ya trabaja con algún software BIM, donde lo mejor sería adaptar el flujo de trabajo al software de la especialidad y no intentar cambiar un software A por uno B.

En esta sucesión de artículos (siendo este el primero de dos) se propone un flujo de trabajo BIM para desarrollar el diseño de un proyecto ferroviario, donde intervienen las siguientes especialidades:

  • Topografía y geomensura
  • Mecánica de suelos
  • Trazado de la vía
  • Drenaje
  • Estructuras
  • Señalización
  • Catenarias
  • Estaciones (Arquitectura, estructuras e instalaciones)
  • Coordinación y revisión del proyecto

 

Un trazado ferroviario es una infraestructura que puede tener una gran extensión donde generalmente se encuentran un sinfín de estructuras como puentes, viaductos, túneles, muros de contención, pasos desnivelados, estructuras de drenaje e infiltración, canales, ríos, movimientos de tierra, una serie casi incontable de catenarias y señalizaciones, topografías densas, mecánicas de suelo de gran extensión y estaciones con variados servicios e instalaciones.

Podemos ver a simple vista que durante el proyecto de diseño se generará una gran cantidad de información, donde cada especialidad emitirá sus diseños para que los encargados de la revisión y coordinación del proyecto puedan revisarla, aprobarla y enviarla a las demás especialidades para que los tengan como antecedentes para realizar sus propios diseños.

Debido a esto último, es que el flujo de trabajo BIM debe estar pensando y repensado para optimizar los flujos de información que se llevarán a cabo durante el proyecto, de tal manera que se generen archivos manejables por computadoras relativamente normales, que la información esté siempre disponible, sea fiable y sobre todo, lo más importante, optimizar la comunicación entre todas las especialidades.


Objetivos de la implementación BIM en un proyecto ferroviario

El objetivo general será mejorar la calidad del proyecto de diseño con la intención de reducir costes durante la etapa de construcción, para esto se define una serie de objetivos específicos que se relacionan con diversos Usos BIM establecidos para cumplir con los objetivos BIM del proyecto.

proyecto ferroviario

Objetivos de la implementación BIM y Usos BIM relacionados.

 
Por otro lado, el desarrollo de los modelos BIM tiene por objetivo unificar la información del proyecto y constituirse como una base de datos tridimensionales y georreferenciada del proyecto a lo largo de sus distintas etapas.

Esta base de datos 3D permitirá, en etapa de ingeniería, el diseño de las especialidades y la coordinación entre ellas, evitando interferencias e incongruencias para una adecuada revisión de proyectos y posterior generación de entregables.

 

Topografía, Geomensura y Mecánica de suelos.

Estas especialidades son la base para el diseño de las demás especialidades y deberán desarrollarse en softwares especializados como Civil 3D o Istram que permiten el procesamiento de datos de terreno como nubes de puntos, vuelos LiDAR, superficies provenientes de archivos XML generados con topografía convencional, elementos puntuales existentes en el terreno como postes, árboles y cámaras e información proveniente de los distintos estudios de mecánica de suelos como prospecciones del tipo calicatas y/o sondajes.

La información de salida de estas especialidades deberá ser adecuada para que las especialidades encargadas del diseño de la infraestructura las puedan introducir como referencia en sus archivos de diseño, en este caso los archivos de salida serán:

  • Archivos XML con superficies topográficas
  • Archivos XML con superficies estratigráficas
  • Archivos IFC con topografía (terreno y elementos existentes)
  • Archivos IFC con estratigrafía

 

 

Levantamiento

Levantamiento topográfico BIM.

Trazado de la vía de un proyecto ferroviario

Es la obra lineal que se adapta al terreno para permitir la rodadura de los trenes. En este caso considera la plataforma con sus respectivos movimientos de tierra (desmonte y terraplén) y los elementos de la propia vía; balasto, rieles, aparatos de vía y traviesas. Para desarrollar esta obra lineal existen diversos softwares especializados como Civil 3D, Istram y OpenRail.

Los archivos de salida de esta especialidad, para continuar con el flujo de trabajo BIM en las demás especialidades, serán únicamente archivos IFC y los archivos nativos del software de modelado (sin dejar afuera los archivos convencionales de un proyecto de ingeniería como planos 2D en DWG y cuantificaciones en Excel).

 

proyecto ferroviario

IFC de trazado ferroviario.

Drenaje y obras hidráulicas

Se trata de las obras destinadas a la evacuación de las aguas lluvias caídas sobre la plataforma de la vía o en los terrenos aledaños que por pendientes del terreno natural hacen que las aguas de lluvias escurran hacia la vía. Generalmente se trata de obras de drenaje transversal, cunetas longitudinales, estanques de infiltración y obras relativas a ríos, como defensas fluviales y revestimiento de cauces existentes. Los softwares que se pueden utilizar para el desarrollo de esta especialidad son, entre otros, Civil 3D e Istram, los que además de permitir la generación de modelos BIM y generación de entregables como planos y cuantificaciones, permiten la conexión con softwares de cálculo hidráulicos como Hec-Ras o IBER, los que permitirán la verificación hidráulica de las obras proyectadas.

Al igual que para el trazado de la vía, el archivo de salida para continuar con el flujo de trabajo BIM deberá ser un IFC que contenga las obras de la especialidad.

 

Protección fluvial

IFC de defensas fluviales.

Estructuras

Dentro de esta especialidad encontramos obras como puentes, viaductos, túneles y muros de contención. Estas obras son de geometrías complejas debido a que generalmente se sitúan en tramos donde el trazado presenta curvas en planta y en alzado con sus respectivos encuentros como clotoides, acuerdos verticales y peraltes, resultando así una geometría compleja de la infraestructura y superestructura, las que a su vez, deberán estar en completa sintonía con la topografía, estratigrafía y cálculos hidráulicos en el caso de puentes, por lo que el modelado de esta especialidad deberá realizarse en software altamente especializados como Revit en combinación con Dynamo o Tekla Structures.

Es importante que el flujo de trabajo propuesto para esta especialidad esté pensando para facilitar la conexión con softwares de cálculo estructural, de manera de permitir el correspondiente análisis y cálculo estructural.

proyecto ferroviario

IFC de viaducto curvo con armadura.

Conclusión

Tras analizar los comienzos de un proyecto ferroviario bajo metodología BIM, en el que hemos visto los primeros pasos a dar para su desarrollo, comenzando con la organización de los recursos humanos y objetivos del proyecto, hemos terminado con la primera serie de especialidades que interactúan en un proyecto ferroviario. No obstante, cabe destacar que como comentábamos al inicio, este artículo corresponde al primero de dos y en un próximo artículo hablaremos de las especialidades pendientes (Señalización, Catenarias y Estaciones), de la coordinación y revisión del proyecto y presentaremos el mapa de softwares correspondiente para llevar a cabo el diseño de un proyecto ferroviario bajo metodología BIM.

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