Un vistazo al modelado BIM de redes de saneamiento y alcantarillado con GIS y Civil3D

abril 11, 2022

Cuando hablamos de BIM solemos hacerlo en referencia a estructuras verticales y también, cada vez más, a estructuras horizontales. Sin embargo, poco se suele hablar de la enorme utilidad que tiene BIM como metodología a la hora de proyectar alcantarillados, desagües y otros tipos de redes de conductos y tuberías.

Según el arquitecto Giovanni Perego, autor del blog gisinfrastrutture.it, “el BIM se exige cada vez más en los concursos públicos, por lo que debemos equiparnos para responder a esta necesidad de redes subterráneas para servicios públicos». El pasado mes de febrero, en un webinar titulado “Acueductos, Alcantarillado y Redes de Gas en el diseño BIM”, Perego explicaba además cuán importante es hacer buen GIS a la hora de crear y entregar este tipo de modelos. En este artículo hemos querido resumir un poco todo el contenido de la masterclass, que hemos traducido del italiano.

La importancia del contexto 3D

Civil3D e Infraworks son los dos pilares de la solución BIM horizontal de Autodesk. El primer software contiene en su interior una plataforma GIS que nos permite utilizar datos topográficos y geográficos, incluso en colaboración directa con sitios web GIS. «Esto es interesante porque en el entorno de Infraworks podemos actualizar los atributos de los objetos y luego este cambio se carga en el sitio web GIS. En otras palabras, tenemos la capacidad de intercambiar datos con las aplicaciones GIS tanto de ida como de vuelta», dice Perego.

Ahora bien, con mucha probabilidad habrá objetos que en realidad estarán en posiciones diferentes a las que aparecen en el sitio GIS que elijamos. Esto se debe a que a menudo la información GIS se construye sobre todo en base a los datos de diseño y no sobre los datos as built, cosa que supone un problema grande para todas las redes subterráneas.

Reconstrucción del contexto 3D

La reconstrucción del contexto 3D, que antes se llamaba levantamiento topográfico y que normalmente nos daba una avalancha de puntos que luego se unían en una superficie entre triángulos, se ha convertido ahora en mucho más. Podemos disponer del contexto tridimensional realista de cualquier parte del mundo en nuestro ordenador gracias a un servicio en la nube puesto a disposición por Infraworks.

Precisamente de este servicio nos servimos en alianzaBIM para un proyecto en el que el cliente pedía un análisis de inundabilidad para tormentas mayores en distintos puntos de Santiago de Chile. La metodología que utilizamos para enfrentar el desafío fue 100% BIM. Constaba de la utilización de una gama de softwares BIM, GIS e Hidráulicos que en su conjunto nos permitieron analizar las cuencas de captación, las distintas casuísticas hidráulicas y finalmente la representación de la zona de inundación en un modelo BIM en formato IFC y en los entregables 2D de ingeniería.

En cuanto a las elevaciones, Perego recomienda los datos del proyecto Aster, que pone a nuestra disposición el modelo digital de elevación de todo el mundo. “No es muy preciso —aclara— pero ya es un comienzo”. Desde el punto de vista del LOD, el nivel de definición es bastante bajo, pero ya tenemos una base sobre la que podemos empezar a investigar dónde podemos trazar la red, cuáles pueden ser los obstáculos, por dónde pasa un río, un puente, una carretera… Y a partir de ella podemos añadir nuestros propios datos.

Trazado y simulación de redes de gravedad

Civil 3D proporciona herramientas específicas que nos permiten diseñar la red de tuberías. Por ejemplo, si movemos una arqueta, las tuberías la siguen porque saben que parten de ella para llegar a la siguiente. Si no queremos esta restricción, desconectamos las tuberías del pozo y este queda libre de moverse. Es decir, son objetos inteligentes con mucha información, tanto geométrica como material. Toda la información que puede ser útil ya está incorporada en los modelos, por lo que es muy fácil hacer un cálculo de las piezas: cuántos tubos hay, qué longitud tienen, qué tamaño tienen, cuánto pesan…

Pero, ¿cómo se traza una red de gravedad simulada? Básicamente utilizamos un objeto llamado línea característica, es decir, una polilínea tridimensional que podemos gobernar desde una tabla donde tenemos sus vértices. Al crear una red, cada vértice se convertirá en un pozo y las líneas serán entonces las tuberías. Podemos entonces trabajar en las elevaciones y pendientes de tal manera que cuando marcamos una pendiente, la elevación se calcula en consecuencia o al revés. Incluso podemos marcar una altura en relación con la superficie del suelo, es decir, un metro por debajo del mismo.

Por tanto, cuando diseñamos una red de gravedad, utilizamos modelos BIM también con la posibilidad de hacer toda una serie de operaciones importantes relativas a las mismas, que suelen ser redes de alcantarillado y de drenaje. Es posible además calcular las zonas de captación a partir de la superficie del terreno con bibliotecas de tuberías, arquetas y desagües que luego se pueden personalizar.

Cálculo de volumen y cálculo de piezas

Después de diseñar la red hay que tenderla y para ello también hay que cavar, en función, claro, de varios cálculos. Civil3D tiene la posibilidad de utilizar un modelador con el que podemos tener un primer cálculo total de la excavación haciendo la suma booleana entre la superficie del terreno existente y la superficie de la excavación, que es derivada por el modelador de Civil3D. Así tenemos inmediatamente un cálculo total. También existe la posibilidad de generar las secciones transversales y luego calcular el volumen de excavación de  las secciones agrupadas para extraer tablas, cantidades, etc. Además, podemos generar informes con el cálculo de las piezas y sus dimensiones para todos los componentes o en la red.

Impresión de planos

Perego dice estar deseando que llegue el momento en que todo esté digitalizado y que no tenga que llevar rollos de papel sino la tablet con el modelo compartido directamente en la nube. Sin embargo, por ahora hay que generar documentación, bien en papel o bien digital, es decir, impresa en formato PDF.

Con este fin, generamos el trazado de impresión seleccionando las zonas a lo largo de la red diseñada. Luego exportamos el modelo, que viene dividido entre planta y perfil. Para este proceso, en alianzaBIM hemos encontrado un flujo de trabajo que automatiza la generación de los entregables típicos en simples pasos a partir de los modelos BIM

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