El BIM para infraestructura vial

Como se vio en las secciones anteriores, la metodología BIM es versátil, y a pesar que el campo de mayor desarrollo de BIM se ha dado en las edificaciones, el concepto se aplica de igual manera a través de diferentes softwares. Según Acuña (2016) estos softwares podrán variar de acuerdo a la estructura a diseñar. Para proyectos de infraestructura vial se deberá utilizar el software cuyas herramientas faciliten le creación de elementos viales (Acuña, 2016), como la superficie del terreno o modelo digital del terreno, los alineamientos, los perfiles longitudinales, la estructura vial, entre otros.

Para Acuña (2016), BIM se presenta como una solución al diseño, documentación y administración de proyectos de infraestructura vial.

En Bentley Systems Latinoamérica (2015) definen al BIM para las infraestructuras de transportes, como la metodología para generar y administrar la información durante el ciclo de vida de la infraestructura a través de un portafolio de soluciones de software. Para ello, se deben usar aplicaciones que estén conectadas, que realicen el intercambio de la información y permitan la colaboración de todo el equipo de trabajo, no solo de los ingenieros civiles, que son los que encargan del trazo o diseño, sino también de los ingenieros estructurales, los geotecnistas, los de obras de arte y drenaje, los topógrafos, los cadistas, los de costos y planeamiento, etc. todo esto, a través de un único modelo virtual o modelo de información.

Figura 61. Vista de un modelo virtual de una carretera

(Fuente: OpenRoads – Bentley).

Parte de la metodología BIM es seguir usando los modelos 3D a lo largo de todas las fases del desarrollo de un proyecto, aportando la información que se requiere para el cumplimiento de una fase y enriqueciéndose de mayor información para la siguiente (Acuña, 2016).

Para el diseño y ejecución de un proyecto de infraestructuras podrán ser aplicados todos los procesos de la metodología BIM, sin embargo, los proyectos de infraestructura vial podrían no atravesar todas las etapas (Acuña, 2016).

Acuña (2016) menciona que varios de los procesos BIM que intervienen en el desarrollo integral de un proyecto de infraestructura vial, pudieran ser excluidos dependiendo de la especialidad y particularidad de los elementos a diseñarse. Ya que no todo software permite aprovechar la información de los elementos modelados como se requiere en un flujo de trabajo BIM, o no tienen la capacidad necesaria para modelar aquellos elementos de mayor complejidad.

De lo anterior mencionado, Acuña (2016) establece de manera general un flujo de procesos para la implementación de la metodología BIM en el desarrollo de proyectos de infraestructura vial, la cual cumple con las siguientes etapas:

2.2.7.3.1. Planificación vial BIM

Etapa técnica inicial de un proyecto. Esta etapa se caracteriza por el planteamiento del alcance del proyecto, sus objetivos y se establecen sus principales características técnicas y lineamientos, así como la recopilación de información de factores influyentes, tales como:

- Lugares a comunicar, limites normativos, técnicos, presupuestarios, intenciones de diseño, etc.

- Recopilación y análisis de información: Estudios de tráfico, topografía referencial, imágenes satelitales, información de posibles expropiaciones, análisis de zonas de riesgos, identificación hidrográfica y caracterización de suelos, etc.

En esta etapa se plantea el flujo de trabajo y se seleccionan las herramientas BIM necesarias para desarrollar esta etapa

2.2.7.3.2. Diseño conceptual vial BIM

Etapa que es consecuencia de haber reunido y analizado toda la información que delimita el proyecto. Es en esta etapa donde se plantean las distintas alternativas posibles, basado en información digitalizada, como por ejemplo información cartográfica, aerofotogrametría, etc.

Ahí se realizan varios escenarios con diseños conceptuales de la vía, para el análisis y posterior elección de la idea o diseño que represente mayores beneficios que converja con el objetivo del proyecto.

Para esta etapa es necesario el uso de herramientas de diseño BIM, que permitan visualizar las alternativas planteadas, así como también la evaluación geométrica, técnica y presupuestaria, la cual será parte del sustento de la elección de la mejor alternativa, como, por ejemplo, las cantidades de material a excavar o rellenar, las distancias recorridas, características del suelo, viabilidad presupuestal, entre otros.

2.2.7.3.3. Diseño detallado vial BIM

Seleccionada la mejor alternativa entre los diseños conceptuales, empieza el diseño y la ingeniería de detalle, a partir de la recopilación de información de campo y levantamientos topográficos, así como de los estudios específicos de las estructuras y componentes de la infraestructura vial.

Además, comprende el diseño geométrico con software para modelar obras viales y la aplicación de normativas de diseño, todo sustentado para obtener un diseño final.

Es recomendable que la herramienta BIM en la que se realizó el diseño conceptual sea compatible con la herramienta BIM de diseño definitivo, para poder aprovechar la mayor cantidad de características geométricas e información del diseño conceptual.

2.2.7.3.4. Análisis vial BIM

En base a la información planimétrica y altimétrica, el diseño detallado de la infraestructura debe ser probado de manera digital, existen varios análisis que son posibles de realizar digitalmente o mediante procesos computacionales. La etapa de análisis es donde se somete el modelo del diseño detallado a ciertos ensayos o condiciones que puedan avalar o no el diseño. Estos análisis deben ser cuidadosamente programados para que los resultados obtenidos sean semejantes a la realidad, como, por ejemplo: comprobación de geometría basada en normativas técnicas, análisis gráfico y recorrido del modelo vial, análisis espacial de interferencias entre estructuras y cálculo de materiales de obra para elaboración del diagrama de masas, análisis hidráulico del sistema de drenaje superficial, en caso de existir, entre otros.

Existen herramientas BIM capaces de realizar análisis dentro del mismo software de diseño, de igual manera existen programas exclusivos de análisis. Sin embargo, la condición necesaria para cumplir el ciclo BIM en esta etapa es que los resultados puedan ser consumidos y usados para ajustes del modelo de tal manera que el diseñador tenga datos de juicio para perfeccionar el modelo.

2.2.7.3.5. Documentación vial BIM

Cuando el modelo ha sido ajustado y todos sus elementos de diseño han sido completados, se extraen los documentos producto del diseño. Como son los planos de planta, perfil longitudinal y secciones transversales, reportes del diseño geométrico, tablas de los elementos de curvas horizontales y verticales, captura de imágenes del modelo, computo de materiales (corte, relleno, sub base, base y pavimento), planillas, leyendas, etc.

2.2.7.3.6. Construcción vial BIM

En esta etapa se requiere la aplicación de una administración o gestión de la obra, ya que es aquí cuando se elabora y vincula el plan o cronograma de ejecución del proyecto. También se debe realizar en esta etapa, el seguimiento y control del avance del proyecto a través del modelo digital, para así poder identificar posibles conflictos con otras disciplinas que intervienen en el proyecto.

Para este fin, es necesario que la herramienta BIM permita extraer información de cuantificación y caracterización de materiales para los elementos modelados.