El BIM puede definirse como un conjunto de herramientas, procesos y tecnologías que permiten una representación digital de las características físicas y funcionales de un activo construido expresada en modelos 3D enriquecidos con información. Dicha información podría incluir datos espaciales y topográficos de la obra, información temporal y de calendario, e información de recursos y costes, entre otros. Esta representación digital es multidimensional y cada una de las dimensiones indica las capacidades de procesamiento de la información para diversos aspectos del diseño, la construcción y la explotación. La cuarta dimensión, BIM 4D, incorpora información del proyecto relacionada con el tiempo en el modelo de información 3D para simular y optimizar el proceso de construcción del proyecto.
La construcción de los modelos 4D permite a los distintos participantes (diseñadores, proveedores, consultores, contratistas y clientes) de un proyecto de construcción, visualizar toda la duración de una serie de eventos y mostrar el progreso de las actividades de construcción a lo largo de la vida del proyecto. Así pues, el BIM 4D puede ser una solución para superar muchas deficiencias de las prácticas de planificación actuales, pues mejora significativamente la calidad de los procesos. Además, permite el desarrollo y la integración de varios casos de uso, como los siguientes:
- El análisis dinámico del sitio con componentes temporales, como el movimiento de equipos, la disponibilidad de recursos, la gestión de la congestión y otras restricciones operativas
- La gestión de la seguridad y la salud en la construcción
- La planificación de la ruta de evacuación
- La gestión logística
- El seguimiento de vehículos aumentado y la planificación de rutas de transporte
- La gestión de los residuos de la construcción
- La detección de conflictos espaciales y la evitación de la congestión del espacio de trabajo
- El seguimiento del progreso de la construcción con diseños de distribución de la obra.
BIM 4D: Una planificación más eficiente
En general, la simulación BIM 4D es potencialmente un 40% más eficiente que los procedimientos de planificación convencionales. Y es que las visualizaciones basadas en el BIM 4D proporcionan una comprensión intuitiva del proceso de construcción que permite una comunicación más eficaz y, por tanto, una mejor colaboración entre todas las partes interesadas del proyecto.
Este enfoque centrado en el BIM hacia la técnica de gestión de proyectos tiene un gran potencial para mejorar la gestión y la entrega de proyectos de construcción, de cualquier tamaño o complejidad. El objetivo de la planificación y programación de la construcción en 4D es enriquecer el proceso de planificación y lograr una mejor comunicación y participación de las partes interesadas.
La cuarta dimensión de BIM se centra en vincular los modelos geométricos 3D con el tiempo y la programación. La visualización del cronograma mediante métodos de planificación 4D, si se combina con otros métodos de programación, facilita la comunicación y la toma de decisiones a lo largo de la fase de planificación y ejecución.
Modelización de la información de construcción en 4D
La planificación de un proyecto de construcción implica la identificación, para cada fase del proyecto, de las actividades que deben llevarse a cabo para alcanzar los objetivos deseados. A continuación, las actividades deben desglosarse en tareas básicas, denominadas estructura de desglose del trabajo del proyecto (EDT), que se programan en función de las limitaciones técnicas, económicas y otras específicas del proyecto. De este modo, el entregable resultante permite ver y comunicar el progreso detallado del proyecto y disponer de hitos con los que medir los avances. A veces, esto está vinculado a los pagos por etapas.
Se han utilizado varios tipos de métodos de planificación y programación, entre ellos el del camino crítico, el de la línea de equilibrio y el de la localización temporal, el de la técnica de evaluación y revisión de programas (PERT) y el de la cadena crítica. Muchos de estos métodos han sido sometidos a perfeccionamientos en la forma de visualizarlos o, como en el caso del enfoque basado en Lean, en su filosofía de producción general.
Ventajas del BIM 4D en la gestión de proyectos
El BIM 4D tiene el potencial de superar muchas deficiencias de las prácticas de planificación tradicionales, ya que la vinculación del modelo digital con el calendario de construcción permite a los gestores de proyectos identificar los errores de planificación. Esto es de gran importancia dado que se ha afirmado que el 70% de los calendarios tradicionales elaborados son erróneos o no están optimizados y que el incumplimiento de un calendario tiene un efecto directo adicional en el coste de la obra, así como posibles efectos indirectos en su calidad. Veamos a continuación algunas de las ventajas del uso de BIM 4D.
Análisis de obra
Analizar la obra de construcción con componentes temporales, incluyendo el movimiento de los equipos, la disponibilidad de recursos y la gestión de la congestión y otras limitaciones operativas. Esto puede ser logrado a través de la integración de sistemas de prototipos virtuales de construcción con modelos 4D para proporcionar simulaciones gráficas realistas que incorporen tanto la disposición como el análisis dinámico de la obra.
Clash detection
Detectar y gestionar los conflictos espaciales y la congestión del espacio de trabajo. Los clashes de flujo de trabajo 4D implican choques de programación de contratistas, entrega de equipos y materiales y conflictos generales de calendario de flujo de trabajo. En otras palabras, los clashes 4D son el resultado de los choques de programación de las actividades interdisciplinares que acaban reduciendo la eficiencia de toda la empresa de construcción.
Dado que un conflicto tiene un efecto en cascada sobre varias disciplinas y puede paralizar el trabajo, los contratistas no pueden permitirse los conflictos 4D, y es aquí donde BIM hace su entrada estelar: el desarrollo de una línea de tiempo de secuencia de construcción 4D en Navisworks señala la fecha de inicio y fin de cada actividad y ayuda al contratista a programar las actividades en consecuencia.
Monitorización del activo durante el proceso de construcción
Otra de sus ventajas reside en la capacidad de realizar un seguimiento del progreso de los trabajos de construcción: La investigación ha explorado el uso de BIM 4D y la programación visual para desarrollar un marco conceptual de planificación de cámaras que permita el seguimiento del progreso de la obra. Así pues, se ha propuesto un marco automatizado basado en levantamientos fotogramétricos y modelos BIM 4D para detectar desviaciones en el proceso de construcción entre el estado real de una obra y su estado planificado.
Planes de trabajo BIM 4D
La cuarta dimensión BIM también es útil para producir planes de trabajo a corto plazo. A este respecto es interesante el sistema LEWIS; un marco de planificación visual de múltiples restricciones basado en el uso de BIM 4D y los principios de la metodología Lean, para permitir la integración de la información y las restricciones relacionadas con la construcción con BIM 4D.
Una mayor seguridad en la obra
La gestión de la seguridad y la salud en la construcción debe ser una absoluta prioridad. Sin embargo, asegurar unas condiciones de trabajo exentas de peligros puede llegar a ser complicado. Para satisfacer esta necesidad, existen enfoques de identificación de peligros basado en el BIM 4D y en los conflictos espacio-temporales que pueden provocar accidentes, para prevenir los accidentes en la construcción. Es el caso del sistema 3D-CES, cuya función es la de analizar la visualización basada en 3D del funcionamiento de las grúas móviles. Este sistema permite identificar los aspectos de seguridad y productividad mientras se selecciona la operación de la grúa más eficiente para ayudar a elaborar el programa de elevación de la grúa.
La planificación de las vías de evacuación
En estrecha relación con el punto anterior figura esta ventaja. Este tipo de planificación comienza a ser abordado desde una perspectiva basada en BIM 4D que permite generar y visualizar las rutas de evacuación de los trabajadores. Se han desarrollado prototipos que tienen en cuenta las actividades de construcción y las limitaciones del emplazamiento para permitir la identificación de trayectorias de evacuación accesibles, incluyendo parámetros personalizados, como espacios de trabajo, estructuras temporales y áreas de almacenamiento.
Gestión logística
Hasta el día de hoy, la industria ha ideado varias maneras de aplicar el 4D a la gestión logística. Por ejemplo, se ha propuesto la utilización de fotografías en 4D para facilitar la visualización y el análisis del progreso de la construcción y la logística de los espacios de trabajo. Así pues, otra de las ingenierías consiste en un sistema automatizado de optimización logística de la construcción multiobjetivo para integrar y optimizar el suministro de materiales y las decisiones de distribución de la obra. Además, existen marcos para apoyar la gestión logística y de progreso de las obras de acero estructural mediante el uso de la tecnología 4D con identificación por radiofrecuencia.
Seguimiento y planificación de los vehículos de transporte de la construcción
El uso de BIM con el servicio de mapas web para la selección de fuentes de materiales de construcción es de una inmensa utilidad a la hora de definir el trabajo de los vehículos de transporte de materiales, por ejemplo. El sistema de toma de decisiones BIM-WMS es conocido por permitir una evaluación del costo final, el tiempo de entrega de los materiales y los créditos de ubicación para ayudar a los diseñadores y gerentes de proyectos para la selección de materiales, el costo y la planificación del cronograma.
Gestión de residuos
Teniendo en cuenta que la industria de la construcción es una de las más contaminantes del mundo, la gestión de residuos debe ser siempre una prioridad. En este sentido, se están explorando marcos BIM 4D para la predicción de la generación de residuos materiales y para la recomendación de estrategias de reciclaje.
