Ficha de entidades IFC para puentes (PlanBIM Chile): Categorización de infraestructuras digitales.

noviembre 28, 2023

Planbim Chile, en sus esfuerzos por impulsar la implementación de la metodología BIM, pone a disposición del sector una serie de documentos y en esta ocasión analizaremos la Ficha de entidades IFC para puentes creada por PlanBIM Chile, que ha tomado los principales elementos y parámetros de tipologías de puentes.

¿Qué es el IFC y cómo funciona el Planbim en Chile?

El IFC (Industry Foundation Classes), es un estándar internacional en la industria de la construcción. Se trata de un formato de archivo neutro y abierto que facilita la interoperabilidad entre diferentes programas de software utilizados en el diseño, construcción y gestión de proyectos. El IFC permite la transferencia de datos y modelos 3D entre diversas plataformas y aplicaciones, garantizando la consistencia y coherencia de la información a lo largo de todo el ciclo de vida de un proyecto de construcción. Este estándar desempeña un papel crucial en la metodología BIM, facilitando la colaboración entre profesionales y mejorando la eficiencia en la gestión de datos en la industria de la construcción.

Planbim Chile ha propuesto una Ficha de entidades IFC para puentes con el objetivo de garantizar la interoperabilidad y estandarización de la información intercambiada entre los diversos participantes en proyectos de construcción. Este enfoque adopta el esquema IFC como base, especificando los elementos que componen los modelos BIM, el Tipo de Información (TDI) necesario para cumplir con los objetivos del proyecto y el Nivel de Información (NDI) aplicable en cada etapa del proyecto.

En particular, para adaptar el esquema IFC a tipologías que involucran elementos constructivos específicos, como los utilizados por el Departamento de Puentes de la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, se ha desarrollado la Ficha de entidades IFC para puentes. Este documento proporciona una tabla que muestra los elementos específicos de la tipología, sus entidades IFC equivalentes y, cuando es pertinente, el tipo predefinido que mejor representa su función. Para una comprensión más clara, se incluye un esquema conceptual de cada parte de la estructura con la misma información detallada en la tabla.

Esta iniciativa no solo busca estandarizar la representación de información en proyectos de puentes, sino que también facilita la aplicación práctica del esquema IFC en situaciones donde se emplean elementos constructivos particulares. Al establecer este estándar, Planbim Chile contribuye a la cohesión y eficiencia en el intercambio de datos BIM, promoviendo la consistencia y calidad en el desarrollo de proyectos de infraestructura vial y ferroviaria.

¿Qué tipos de esquemas existen en el IFC?

Para la creación de la Ficha de entidades BIM para puentes desarrollada por Planbim Chile se hizo alusión a las entidades incluidas en la versión IFC 4.0.2.1 (IFC 4 ADD2 TC1), que corresponde a la publicada en la ISO 16739-1:2018. A su vez, para precisar la función que cumple cada elemento en una estructura de puente, se utilizó el tipo predefinido (Type Enum) USERDEFINED.

Esto permite ingresar en este campo el nombre del tipo predefinido que será especificado en la versión Ifc Bridge. Por ejemplo, en la versión oficial de Ifc 4, la entidad Muro (IfcWall) no tiene un tipo predefinido para Muro de Contención (RETAININGWALL), por lo que se deja este parámetro como USERDEFINED, y se utiliza el atributo Tipo de Objeto (Object Type) para especificar esta información.

Esquema General

Una entidad representa una categoría de elementos, definidas por propiedades comunes. El tipo predefinido es un listado de tipos de elementos derivados de una entidad, y que usualmente corresponden a las más utilizadas. El tipo de objeto es el parámetro que nos permite definir manualmente el nombre del elemento derivado de una entidad que necesitamos.

Esquema Oficial

En el esquema IFC 4 Oficial, una entidad general como un muro puede especificarse según un listado de los tipos más utilizados. En este listado también encontraremos la opción de que el usuario ingrese el tipo específico, o podemos dejarlo sin definición. De seleccionar la primera opción, se utiliza el atributo Object Type para ingresar la información correspondiente. Para el caso del muro de contención, se debe utilizar esta última opción, ya que el esquema actual no incluye este tipo de elemento.

Esquema IFC Bridge

En el esquema IFC Bridge, la entidad general muro puede especificarse directamente según el listado de los tipos más utilizados, pues en esta versión se incorpora la tipología muro de contención.

¿Cómo nace el esquema IFC Bridge?

A lo largo de 2018 y 2019, buildingSMART ejecutó una serie de proyectos para ampliar el alcance de IFC a una variedad de dominios de infraestructura. Luego de una serie de talleres, la Sala de Ferrocarriles y la Sala de Infraestructura establecieron una fuerte colaboración para llevar a cabo la armonización entre estos proyectos y, como resultado, se formó el proyecto «Extensiones de Infraestructura de IFC».

El proyecto de Extensiones de Infraestructura de IFC es un enfoque armonizado para los activos de infraestructura lineal que incorpora carreteras, ferrocarriles, puentes, puertos y vías navegables. Estos proyectos individuales están operando en diferentes marcos de tiempo con diferentes hitos.

Sin embargo, abordan conceptos comunes que se superponen significativamente. Estos proyectos de dominio abordan varios conceptos que son comunes. Además de estas áreas centradas en dominios, se estableció otro proyecto llamado «Esquema común» para rastrear esos proyectos de dominio separados e identificar y definir conceptos comunes (como estructura espacial, geotecnia y movimientos de tierras, redes de servicios públicos, etc.) y garantizar un nivel de armonización y coherencia en el desarrollo de las extensiones de dominio independientes.

Dos de esos proyectos (Carreteras y Puertos y Vías Navegables), después de haber completado una etapa de “definición de requisitos”, estuvieron desarrollando modelos conceptuales y un borrador de esquema de sus extensiones propuestas durante gran parte de 2019.

El proyecto ferroviario preparó tres informes principales (Análisis de requisitos, Modelo conceptual y requisitos de datos) como parte del paquete de estándares candidatos entregado antes de la Cumbre de Beijing (28-31 de octubre de 2019).

El proyecto Common Schema entregó propuestas de extensión para áreas clave que incluyen geotecnia, movimientos de tierras, estructura espacial y envolventes cinemáticas. A mediados de 2019, se reconoció que existía una necesidad urgente de armonizar el trabajo en esos dominios, teniendo en cuenta el trabajo previamente completado antes del Estándar Candidato Bridge de IFC.

Hubo un acuerdo unánime en todos los dominios del proyecto de infraestructura de que nuestro objetivo colaborativo sería entregar una única propuesta armonizada de extensión del esquema IFC que incorporara todas las extensiones propuestas (carreteras, ferrocarriles, puertos y vías navegables y esquema común).

¿Qué es un puente y cuales son sus tipos de estructuras IFC?

Un puente es una estructura que se construye para conectar dos puntos separados por un obstáculo físico, como un río, un valle, una carretera o cualquier otro tipo de terreno que no sea fácilmente atravesable. Los puentes están diseñados para permitir el paso seguro de personas, vehículos u objetos de un lado a otro.

Existen diferentes tipos de puentes, como los de arco, los colgantes, los de viga, los de cable, entre otros. Cada uno tiene su propia estructura y diseño, adaptándose a las condiciones del terreno y las necesidades específicas de la ubicación donde se construyen. Los materiales utilizados en la construcción de puentes varían, desde piedra y madera hasta acero y hormigón, dependiendo de la durabilidad requerida y la carga que deben soportar.

Podemos subdividir un puente en tres grandes estructuras. Cada una de ellas tiene su propia entidad Ifc, y a su vez se descomponen en elementos constructivos.

Estructuras IFC de un puente

1. Estribo

El estribo es una parte fundamental de la estructura de un puente y se encuentra en los extremos de éste. Se trata de una especie de soporte o apoyo que ayuda a transmitir las cargas del puente al terreno circundante de manera segura y eficiente. Los estribos se construyen para resistir las fuerzas laterales y verticales generadas por el puente y el tráfico que pasa sobre él.

Los elementos que comúnmente contienen los estribos son Espaldar, Alas, Muro Frontal, Fundaciones y Pilas, los cuales son relacionados con las clases IFC IfcWall, IfcFooting y IfcPile respectivamente.

2. Cepa

En el contexto de los puentes, las cepas se utilizan como parte de los cimientos para sostener el tablero, son los elementos encargados de transmitir las cargas del tablero al suelo, a través de los pilares o columnas que soportan la carga del puente. Estas estructuras comienzan debajo del nivel del suelo para garantizar una base sólida y resistente y llegan hasta la cota necesaria para sostener el tablero del puente.

Los elementos que comúnmente contienen las cepas son Cabezal, Columnas, Fundación y Pilotes, los cuales son relacionados con las clases IFC IfcBeam, IfcColumn, IfcFooting y IfcPile respectivamente.

3. Tablero

El tablero de un puente es la parte superior o la superficie de la estructura que se extiende entre los soportes principales, como pilares, estribos o torres, y sobre la cual transitan vehículos, peatones u otros elementos. Es la parte visible del puente y constituye la plataforma de paso.

El tablero puede estar construido con diversos materiales, como hormigón, acero, madera u otros compuestos, dependiendo del diseño del puente, las cargas que debe soportar y las condiciones específicas del lugar. La forma y el tamaño del tablero pueden variar ampliamente según el tipo de puente. Algunos tienen tableros delgados y livianos, mientras que otros, como los puentes de arco o los colgantes, pueden tener tableros más anchos y pesados.

Los elementos que comúnmente contienen los tableros son Pavimento, Losa, Viga, Travesaño, Dispositivo de apoyo, Barra de anclaje, Topes sísmicos, Juntas de dilatación, Losas de acceso, Barreras de contención y Barandillas, los cuales se relacionan con las clases IFC IfcSlab, IfcBeam, IfcMechanicalFastener, IfcReinforcingBar, IfcWall, IfcDiscreteAccesory o IfcRailing dependiendo de cada caso.

¿Cómo se ve la Ficha de entidades IFC para puentes en un IFC?

Con el propósito de evaluar la eficacia de las entidades IFC propuestas en la Ficha de entidades IFC para puentes de Planbim Chile, llevamos a cabo el modelado BIM de un puente específico. Nuestro objetivo fue realizar pruebas exhaustivas, y a continuación, compartimos los resultados obtenidos en Navisworks y BIMvision.

IFC para puentes en Navisworks

En la visualización en Navisworks, se destaca la facilidad gráfica y la claridad visual de las entidades IFC. Por ejemplo, las fundaciones se identifican claramente en verde y se encuentran definidas como IfcFooting, mientras que los muros se muestran en morado y están etiquetados como IfcWall.

IFC para puentes en BIMVision

Por otro lado, en BIMvision, se visualiza el mismo IFC y se puede verificar la entidad IFC de los elementos a través de la paleta de propiedades. En este caso particular, se confirma que una columna está correctamente definida como IfcColumn.

Conclusión

En el mundo de la construcción, la implementación de metodologías como el Building Information Modeling (BIM) ha transformado la manera en que se conciben, diseñan y ejecutan proyectos. Planbim Chile, a través de su iniciativa de la Ficha de entidades IFC para puentes, ha dado un paso significativo hacia la estandarización y la facilitación de la interoperabilidad en la industria de la construcción.

Al desarrollar una ficha específica para puentes basada en el estándar IFC, Planbim Chile ha demostrado un compromiso con la cohesión y la eficiencia en el intercambio de datos BIM. Este enfoque no solo busca garantizar la consistencia y calidad en el desarrollo de proyectos de infraestructura vial y ferroviaria, sino que también sienta las bases para una colaboración más fluida entre los diferentes actores involucrados en la construcción de puentes.

La iniciativa no sólo estandariza la representación de información en proyectos de puentes, sino que también permite adaptar el esquema IFC a elementos constructivos específicos, como los utilizados por el Departamento de Puentes de la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas. Al hacerlo, Planbim Chile se posiciona como un impulsor clave para la implementación exitosa de la metodología BIM en infraestructura vial y en la industria de la construcción en Chile con el claro objetivo de mejorar la gestión y planificación de proyectos.

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