Uso del BIM en la modelación de Edificaciones - CS1D - GRUPO 1

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“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA CIVIL 
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: 
“Uso del BIM en la modelación de Edificaciones”
DOCENTE: Torres Flores, Marko Aníbal
SECCIÓN: CS1D
2022-1
Índice 
Introducción.........................................................................................................................
Problemática que relaciona el proyecto con la realidad o su entorno.............................................
Marco Teórico........................................................................................................................
 3.1. Historia del BIM....................................................................................................
 3.2. Implementación de BIM en el Perú............................................................................
 3.3. BIM.........................................................................................................................
 3.4. Dimensiones BIM..........................................................................................................
Contenido del Proyecto................................................................................................................
 4.1. Tipos de Aplicaciones BIM..............................................................................
 4.1.1. Aplicaciones Nativas en BIM.......................................................................
 4.1.2. Aplicaciones Implementadas en BIM...........................................................
 4.2. Ventajas del BIM..........................................................................................................
 4.3. Importancia del BIM..............................................................................................
 4.4. Objetivos de la investigación .......................................................................................
 4.5. Costos y Duración................................................................................................
 4.6. Complejidades que presenta su utilización y/o ejecución en el proyecto................
Conclusiones y Recomendaciones.................................................................................................
5.1 Conclusiones................................................................................................................
5.2 Recomendaciones........................................................................................................
1. Introducción
Building Information Modeling (BIM) es un modelo de trabajo que se ha situado de manera eficaz en el mundo de la Ingeniera Civil y ha ganado rápidamente aceptación, volviéndose uno de los métodos favoritos de comunicación para el diseño estructural. Existen varias definiciones y conceptos para explicar lo que es esta metodología; sin embargo, una precisa sería la siguiente: “Conjunto de metodologías de trabajo y herramientas caracterizadas por el uso de información de forma coordinada, coherente, computable y continua; empleando uno o más modelos compatibles que contengan toda la información en lo referente al edificio que se pretende diseñar, construir u operar” (COLOMA, E. 2010). 
Este sistema se basa en la utilización de softwares que, además del desarrollo del diseño 3D de las edificaciones, permiten la gestión de manera conjunta de toda la información que se tenga del proyecto. Asimismo, este método ofrece la capacidad para la codificación gráfica, visualización en elementos finitos (realista), cuantificación de materiales, organización y estimación de costos, planificación y administración de la obra. Este modelo de data – rich puede ser utilizado efectivamente por otros miembros del equipo de diseño para coordinar acerca del proceso y fabricación en los diferentes sistemas de la construcción. BIM presenta innumerables beneficios, al ser un sistema que funciona como programa permite que exista un dominio de la construcción off – site. En consecuencia, se obtienen beneficios como un trabajo óptimo y rápido, sustentabilidad, seguridad y beneficio económico. Este último mencionado ya que BIM es indispensable para la detección temprana de errores en el diseño y modelación de edificaciones, lo que permite obtener la mínima o nula posibilidad de errores en campo. Para que exista el éxito de BIM en el proceso de modelo de edificaciones, dependerá de la habilidad que presenta el equipo de trabajo para capturar todos los datos importantes en modelo BIM e intercambiar exitosamente datos y observaciones entre todos los participantes del proyecto. Se podría concluir entonces que esta metodología, como lo explica Kling Stubbins, “BIM es 10% tecnología y 90% sociología”. Los gobiernos en varios países han declarado planes y metas para la utilización de la metodología BIM en el diseño y gestión de proyectos. No obstante, la colaboración entre especialistas y el desarrollo de esta tecnología aún se ve escasa en países que se encuentran en desarrollo. Finalmente, se conocen que prácticas tradicionales en el modelo de construcción contribuyen a pérdidas innecesarias y errores. Esta situación es lo que ocurre continuamente en el Perú, por lo que es indispensable que esta metodología entre en el campo de acción de edificaciones peruanas.
2. Problemática que relaciona el proyecto con la realidad o su entorno
Los problemas a menudo no están relacionados con las capacidades de una metodología BIM, sino más bien con su implementación efectiva en los sistemas existentes y con la capacitación y el equipamiento de equipos de habilidades para aprovechar sus múltiples beneficios (Reche, A., 2020). 
Entre los problemas más comunes que enfrentan las organizaciones al implementar BIM se encuentran los siguientes:
· Una de las desventajas sucede cuando un directivo solicita la implementación de BIM sin comprender lo que realmente significa. Se ha convertido en uno de los mayores desafíos para la implementación BIM. Si bien las empresas son conscientes de las ventajas generales de esta nueva forma de manejar el sector de la construcción, los clientes no logran comprender el verdadero alcance ni el impacto de este enfoque en la forma de operar de las empresas. 
· Otra de los principales inconvenientes que las empresas tienen que enfrentar es la elevada inversión económica para implantar la nueva metodología en su trabajo. El cambio del modelo tradicional al sistema BIM requiere de una estrategia de implementación que requiere gastos en formación, nuevas licencias de software y tiempo de transición y adaptación (Reche, A., 2020). 
A pesar de estos inconvenientes, hoy en día, un gran número de empresas del ámbito de la ingeniería y la arquitectura comenzaron a implementar esta metodología BIM en sus empresas. Sin embargo, otras empresas aún están en transición o considerando la viabilidad de pasar a la metodología BIM. Esta situación hace que exista cierta resistencia a este cambio y existan oportunidades en proyectos de construcción donde estos dos sistemas coexistan. Su combinación reduce significativamente el potencial del enfoque BIM, ya que no se logra el mismo nivel de productividad y eficiencia del proceso. En general, el método BIM aporta más ventajas que inconvenientes a la hora de desarrollar y gestionar proyectos de construcción. El futuro de las empresas de ingeniería y arquitectura depende del uso de esta tecnología. Hoy en día, BIM es una ventaja indiscutible para la gestión integral de un proyecto de construcción y la sostenibilidad del planeta. Tanto es así que en muchos países ya es un requisito obligatorio para proyectos en la industria. (ESDIMA SL, 2020).
3. Marco teórico
3.1. Historia del BIM 
Para poder llegar a entender el origen del BIM y cómo este evolucionó es necesario marcar momentos importantes que han definido el desarrollode esta metodología a través del tiempo en distintos países.
· En el año 1975, el profesor Chuck Eastman publica el primer trabajo sobre BIM titulado “An outline of the building description system”, donde ilustra un sistema descriptivo de un edificio con elementos gráficos en 3D que contenían información de tipo geométrico o de los materiales.
· En el año 1984, se crea el ISO STEP, el cual regula la forma estándar del modelo de datos para el intercambio de productos. También se crea ArchiCAD, primer programa BIM.
· En el año 1996, empieza a funcionar el Consorcio Industrial IAI, encargado de asesorar el desarrollo de aplicaciones integradas.
· En el año 2000, se lanza el software Revit, el cual incluye en su funcionamiento la metodología BIM.
· En el año 2002, se crea el primer el primer proyecto BIM integrado en Finlandia.
· En el año 2006, se lleva a cabo el primer proyecto IPD en los Estados Unidos, el cual consiste en un sistema colaborativo abierto, libre, transparente y fluido entre todos los involucrados de in proyecto
· En el año 2007, se crean el Estados Unidos y Finlandia una guía para seguir si se lleva a cabo un proyecto BIM.
· En el año 2012, Finlandia publica los requerimientos BIM comunes a nivel nacional
· En el año 2016, el gobierno de Reino Unido pone como reglamento obligatorio la implantación de la metodología BIM en los proyectos de obra públicas.
· En el año 2018, se hace obligatorio el España el uso de BIM en proyectos de Licitaciones de Edificaciones Públicas.
· En el año 2020, se aprueba la disposición para la incorporación progresiva de BIM en procesos de inversión pública en el Perú.
3.2. Implementación de BIM en el Perú
En estos últimos años se ha presentado mucha deficiencia en las inversiones en edificaciones e infraestructura en el Perú, por tal motivo es de suma importancia la implementación de metodologías que permitan generar mayor eficiencia en las inversiones del Estado. 
El Plan BIM Perú es la medida de política que define la estrategia nacional para la implementación progresiva de la adopción y uso de BIM en los procesos de las fases del ciclo de inversión desarrollados por las entidades y empresas públicas sujetas al Sistema Nacional de Programación Multianual y Gestión de Inversiones, de manera articulada y concertada, y en coordinación con el sector privado y la academia. El Plan BIM Perú nace como medida política del Plan Nacional de Competitividad y Productividad, al reconocer la necesidad de modernización y digitalización de los sistemas de formulación y evaluación, ejecución y funcionamiento de los proyectos de inversión (Ministerio de Economía y Finanzas, 2021). De acuerdo con el Plan Nacional de Competitividad y Productividad, el plan BIM Perú tiene las siguientes metas:
3.3. BIM
El Building Information Modeling también conocido como BIM es considerado como una metodología de trabajo colaborativa; por lo que documenta información de forma coordinada, coherente, computable y continua, haciendo uso de herramientas informáticas con la finalidad de gestionar una base de datos única con información referente al edificio que se pretende diseñar, construir o usar. Esta información puede ser de tipo formal, pero también puede referirse a aspectos como los materiales empleados y sus calidades físicas, los usos de cada espacio, la eficiencia energética de los cerramientos, entre otros (COLOMA, E., 2008). 
Según Monterroso (2021), actualmente las empresas se están enfocando en implementar dentro de sus procesos la metodología BIM; por lo que, en un futuro la base de datos tridimensionales nos podrá servir para poder interpretar y orientar a tomar mejores decisiones.
3.4. Dimensiones BIM 
En la actualidad se habla mucho de las Dimensiones BIM, esto por las distintas etapas de diseño y gestión de infraestructuras que presenta. Las dimensiones BIM también es conocida por ser un proyecto desarrollado de forma tradicional, ya que la información es representada mediante planos. Si bien existe una constante actualización, hasta el día de hoy solo se consideran 7 dimensiones de la metodología BIM (Ángel, Y., 2019).
1D: El origen o la idea del proyecto.
2D: Prepara el software para modelar; plantea los materiales; define las cargas estructurales y energéticas; y establece las bases para la sostenibilidad del proyecto.
3D: Con la información recopilada se genera el modelo 3D que sirve como base para el resto del ciclo de vida del proyecto. Asimismo, el modelo 3D no solo trata de algo visual, ya que busca incorporar toda la información que se necesitará para las siguientes fases (Ángel, Y., 2019).
4D: Análisis de la planificación temporal de la obra. De modo que se defina las fases del proyecto, y se establezca su planificación temporal.
5D: Control de costes y estimación de gastos de un proyecto. Va directamente relacionado a mejorar la rentabilidad del proyecto, por lo que permite controlar el coste total del ciclo de vida y almacenar información exacta durante su uso.
6D: Más conocida como Green BIM o BIM verde, simula el comportamiento de los sistemas de ahorro energético y la gestión de recursos, entregando información fundamental para la toma de decisiones. Gracias a esto es posible seleccionar las mejores técnicas y tecnologías para cada proyecto, optimizando el consumo de energía y reduciendo lo más posible los daños al medio ambiente.
7D: Relacionada más a la sostenibilidad; por lo que, sigue un manual una vez construido el proyecto, para que posteriormente se realice mantenimientos, inspecciones, reparaciones, entre otros (Ángel, Y., 2019).
4. Contenido del proyecto
4.1. Tipos de Aplicaciones BIM
A lo largo del tiempo han surgido diversos programas relacionados con la metodología BIM, el primero surgió a mediado de 1970 con el nombre de Building Description Systems (BDS). La información que contenía este programa se utilizaba para realizar algunas tareas como documentar las cantidades en la estimación de costos y producir dibujos de detalle. En 1975 se empezó a desarrollar un concepto más claro sobre BIM, esto gracias a la publicación del trabajo que hizo el Profesor Chuck Eastman del Departamento de Arquitectura del Georgia Institute of Technology, y quien es considerado como el padre de BIM. Para 1986 aparece oficialmente el primer documento con un concepto claro sobre el BIM, basándose en lo introducido por el Profesor Chuck Eastman (Ángel, Y., 2019). 
Por otro lado, en 1980, el profesor húngaro Gábor Bojár y un estudiante empezaron a trabajar en el desarrollo de un software CAD 3D para Mac. Si bien la empresa húngara Graphisoft se fundó en 1982, año en que Autodesk lanzó AutoCAD como software de dibujo CAD 2D, solo dos años después salió al mercado la primera versión de ArchiCAD llamada CH RADAR para el sistema operativo Apple, con diferencias significativas en cuanto a la forma de cómo se usaban las herramientas de computación en la industria de la construcción, pues Autodesk se centró en resolver problemas de la época como generar una mesa de dibujo virtual para realizar planos a diferentes escalas, mientras que Graphisoft pensaba más en generar una simulación real del edificio (Ángel, Y., 2019).
A finales de 1990 ya existían unas bases conceptuales y se utilizaba una terminología específica para BIM, el esquema de concepción y construcción de los proyectos se seguía desarrollando en mayor medida con herramientas basadas en mesas de dibujo virtuales, es decir, con AutoCAD. Para el año 2000 se empezaron a realizar proyectos piloto que utilizaban BIM en todas sus fases de diseño, y, en consecuencia, las principales líneas de investigación se centraron en la mejora de la planificación previa y el diseño, detección de conflictos, la visualización la cuantificación, determinación de costos y gestión de datos (Ángel, Y., 2019).
4.1.1. Aplicaciones Nativas en BIM
Las Aplicaciones Nativas en BIM cuentan con una mayor experiencia; por lo que se han inventado aplicaciones con el propósito de trabajar en esta dirección desde el comienzo. Si bien, son mucho más coherentesy potentes que las Aplicaciones Implementadas en BIM, estas tienen el inconveniente de que la migración desde un software CAD genérico hacia ellas resulte un poco más difícil. Aunque permitan trabajar con archivos provenientes de estas aplicaciones siempre hay ciertas limitaciones, puesto que resulta más difícil incluir información literal en modelos BIM. 
Asimismo, todas ellas tienen una estructura de archivos coherente con el concepto de base de datos. Es decir, hace que los proyectos se gestionen de manera integral y se concentren en una sola carpeta. Cuando hablamos de Aplicaciones Nativas en BIM esta puede abarcar software como el Autodesk Revit, Graphisoft ArchiCAD y Nemetschek Allplan (COLOMA, E., 2008).
4.1.2. Aplicaciones Implementadas en BIM
Las Aplicaciones Implementadas en BIM utilizan aplicaciones de CAD literal que han empleado módulos BIM que se superponen de forma transparente. A pesar de que tienen el inconveniente en que su funcionamiento no pueda ser tan coherente ni fluido como el de las BIM nativas; puesto que, deben adaptarse al mecanismo y estructura. 
Las Aplicaciones Implementadas en BIM cuentan con la ventaja de permitir una migración hacia los sistemas BIM de forma más flexible y modular; además, BIM presenta un grado de implementación, ya que puede hacerse al nivel y en el campo en que se desee. 
La corporación Autodesk y la Corporación Bentley son dos de las tantas empresas que ofrecen softwares para hacer proyectos utilizando la metodología BIM; por lo que, funcionan como motores del CAD genérico más extendidos en el mundo. Asimismo, estos buscan competir con las Aplicaciones Nativas en BIM, las cuales amenazaban con ganar gran parte del mercado (COLOMA, E., 2008).
4.2. Ventajas del BIM
La metodología BIM abarca la relación entre equipos, flujos de trabajo y datos durante el proyecto; esto que va desde el diseño y la ingeniería hasta la construcción y las operaciones, con la finalidad de descubrir formas de trabajo más eficientes y obtener mejores resultados (ATRECE, 2021). Por eso tiene como ventajas:
· Proporcionar mejoras en el proceso de construcción. 
· Disminuir los costes del proyecto. 
· Entregar los resultados de forma más rápida. 
· Mostrar mejoras en la calidad del proyecto. 
4.3. Importancia del BIM 
Aplicar la metodología BIM es una opción sumamente favorecedora para la empresa que lo solicite; ya que compartirá y gestionará los datos del proyecto a realizar. La finalidad que se quiere cumplir es mejorar las operaciones y las actividades de mantenimiento, por ello utilizar esta metodología en todo el mundo sería lo más recomendable ya que se ahorraría más tiempo.
4.4. Objetivos de la investigación 
El objetivo final de la metodología BIM es mejorar la gestión de la ejecución de las inversiones, dando una mayor seguridad y control en el costo y tiempo de la inversión. Asimismo, busca controlar y cumplir mejor con los estándares de calidad (Ministerio de Economía y Finanzas, 2020).
Objetivos específicos:
· Mejorar la calidad de los expedientes técnicos, dando una mejor especificación en los requisitos de información, la captura y recopilación de información relevante. 
· Mejorar la transparencia de los procesos y toma de decisiones, a través de la disponibilidad de información de la inversión confiable y auditable. 
· Mejorar la calidad y la eficiencia de ejecución de la inversión, mediante la aplicación de los estándares, herramientas y usos de la metodología BIM. 
· Mejorar las capacidades digitales de la cadena de valor mediante el intercambio de conocimientos, espacios comunes y desarrollo de capacidades (Ministerio de Economía y Finanzas, 2020). 
· Desarrollar un marco conceptual de alineamiento entre los principios valorados, las barreras identificadas y los usos BIM (Prado, 2018). 
4.5. Costos y Duración
La metodología BIM no presenta un costo en sí; sin embargo, está incluida en distintos softwares como Revit, Navisworks, Archicad, Nemtschek Allplan y OpenBuilding 	Designer
· REVIT: La compañía que presenta este software es AUTODESK. Los precios de este programa varían, el mensual está 320 dólares, el anual es 2545 dólares y por tres años 7255 dólares. No presenta módulos adicionales y la licencia que ofrece no es vitalicia. Se ofrece un servicio de reembolso de 30 días, esto refiere a que se prueba el software por 30 días y si el usuario no queda satisfecho con el programa se realiza el reembolso completo de la suscripción que se pagó. A parte de ello, Autodesk ofrece acceso educativo gratuito para estudiantes y docentes solo para fines educativos.
· Navisworks: La compañía que presenta este software es AUTODESK. Los precios de este programa varían, el mensual está 300 dólares, el anual es 2400 dólares y por tres años 6840 dólares. La licencia que ofrece no es vitalicia. Se ofrece un servicio de reembolso de 30 días, esto refiere a que se prueba el software por 30 días y si el usuario no queda satisfecho con el programa se realiza el reembolso completo de la suscripción que se pagó. A parte de ello, Autodesk ofrece acceso educativo gratuito para estudiantes y docentes solo para fines educativos.
· Archicad: La compañía que presenta este software es Graphisoft. Los precios de este programa varían, el anual es 2300 dólares +IVA, por tres años 2800 dólares + IVA y la licencia vitalicia cuesta 5200 dólares + IVA. Se ofrece un servicio de asistencia técnica online y remota ilimitada. A parte de ello, Graphisoft ofrece acceso educativo gratuito para estudiantes y docentes que se renuevan cada año.
· Nemetschek Allplan: Este software es presentado por la empresa alemana Nemetschek. El costo mensual es de 324 euros, el anual es 2592 euros y por tres años 6948 euros. No ofrece acceso gratuito para estudiantes ni docentes, pero sí una versión demo gratuita.
· OpenBuilding Designer: Este software pertenece a la empresa Bentley, la licencia que brindan es por 12 meses, y el precio es de 2686 dólares, esta licencia la pueden utilizar hasta tres personas.
4.6. Complejidades que presenta su utilización y/o ejecución en el proyecto
La implementación BIM es catalogada como una implementación o difusión ICT (information and communication technology) que forma parte de la categoría de “product modelling application” (Adriaanse, Voordijk, & Dewulf, 2010). Aunque consigo también trae problemas conocidos como barreras que suceden por causa propia, son factores que no permiten que la implementación BIM se lleve a cabo con éxito. Algunas de las más importantes son las siguientes: 
- Dificultad al cambiar el conocimiento para poder conocer todos los beneficios de BIM: Esto viene ocurriendo en muchas organizaciones por el estado de confort que tienen presente con los procesos que ya conocen, el tener que implementar nuevas técnicas genera un rechazo al inicio. Adaptarse a nuevos métodos de trabajo y orientarlos hacia un entorno de trabajo colaborativo representa uno de los más grandes desafíos de la implementación BIM (Panuwatwanich & Peansupap, 2013) 
- Idea errónea de sus beneficios: Ocurre cuando esperan un resultado o beneficio a muy corto tiempo, ya sea porque no conocen muy bien el tema o algún otro motivo, sus falsas expectativas les generan molestia al no resultar como desean. 
- La inversión es muy alta: Desde el inicio su costo es muy elevado para sus beneficios que llegan a largo plazo, lleva a desesperación por no obtener los resultados de manera rápida. 
- No hay personal muy clasificado para realizar la implementación BIM: Por los costos que se pueden llegar a generar por lograr que el personal aprenda sobre las nuevas tecnologías BIM. En el tiempo que se va adiestrando al personal hace que la productividad disminuya. 
- Falta de Estandarización: No existe una ley que defina el uso correcto de los modelos BIM y esto genera un riesgo en su implementación, y sucede, cada organización hace lo que dice, es relevante independientemente de su cadena de suministro.
- La información necesaria para estos dos usos no se puede incluir en el modelo durantela fase de diseño sin el aporte del fabricante. De hecho, en muchos casos el contrato aún no ha sido adjudicado.
- El LOD (Nivel de Desarrollo BIM) requerido para estos usos BIM correspondientes a la fase de construcción debe ser superior al de la fase de diseño, como en fases posteriores del ciclo de vida (Especialista 3D, 2018).
- El tiempo de desarrollo del proyecto de construcción se puede establecer en 6/8 meses, y la fase de construcción puede ser de 24/36 meses. Aceptar estos trabajos en nuestro proyecto significa tener un equipo de producción y gestionarlo hasta el final de la obra (Especialista 3D, 2018).
5. Conclusiones y recomendaciones
5.1. Conclusiones
- La implementación del BIM en la modelación de edificaciones es una propuesta 		innovadora que permite poder encontrar errores a edad temprana, eliminar los datos innecesarios y poder obtener mejoras en la productividad del proyecto.
- La metodología BIM nos brinda, en tiempo real, informes y se puede monitorear el avance de obra de manera más fácil.
- Gracias a la implementación del BIM en los proyectos de modelado de 			edificaciones se puede lograr ahorrar grandes cantidades de dinero.
- La metodología BIM ayuda a minimizar las complicaciones que se pueden presentar al querer acceder a la información de un proyecto en caso se usaran metodologías tradicionales.
- BIM permite vincular el modelo que se tiene con otro tipo de actividades como por ejemplo la implementación de obras eléctricas, sanitarias, etc.
- Los inconvenientes presentados en la metodología BIM se producen debido a su implementación en los sistemas, los costos elevados, la falta de comprensión del sistema BIM, la capacitación del personal, etc. 
5.2. Recomendaciones
- Los proyectistas deberían aprender a emplear la metodología BIM para poder 		obtener resultados más eficientes y así poder mostrar a sus clientes una propuesta 		más desarrollada del trabajo que se está realizando.
- El uso y empleo de la metodología BIM está ligada al gobierno. Son los representantes políticos los que deben empezar a realizar planes y pautas en sus programas de gobierno en los que se especifique a nivel educativo cómo dar el siguiente paso en la tecnología respecto a la construcción de edificaciones en el país.
- El BIM no debe definirse solamente como una herramienta tecnológica, ya que esto limita el potencial del uso de esta metodología. Se suele confundir los softwares de modelo de edificaciones para referirse a lo que es el BIM. Sin embargo, este método de trabajo es más que un modelo 3D. Por ello, se recomienda definir BIM como una metodología que hace uso de herramientas tecnológicas que van a permitir que se construya un proyecto en primera instancia de manera virtual, con la finalidad de identificar errores potenciales y aspectos de mejora. De esta manera, en la construcción real no impactarán las observaciones que hubo en la primera parte del proyecto. 
- Se recomienda la implementación del BIM en las etapas tempranas del proyecto que se desee realizar. Sin embargo, en países como el Perú, en los que ocurren cambios incluso al momento de ya ejecutar la obra, es recomendable el uso del BIM en el proceso de la construcción para obtener una respuesta temprana ante los cambios y poder identificar el impacto de estos cambios en el resto de las especialidades involucradas en el proyecto. 
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