Impacto de BIM (Building Information Modeling) en un proyecto de vivienda de interés social en Colombia

Texto completo

(1)Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. IMPACTO DE BIM (BUILDING INFORMATION MODELING) EN UN PROYECTO DE VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL EN COLOMBIA. PEDRO LUIS BARRERA ALBARELLO. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA DE INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN BOGOTÁ 2011.

(2) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. IMPACTO DE BIM (BUILDING INFORMATION MODELING) EN UN PROYECTO DE VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL EN COLOMBIA. PEDRO LUIS BARRERA ALBARELLO. TRABAJO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL. DIRECTORA: ING. ANA OZUNA ASESOR EXTERNO: ING. DIEGO OSPINA. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA DE INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN BOGOTÁ 2011.

(3) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. RESUMEN Hoy en día los métodos de construcción basan su desarrollo en documentos en papel, lo que implica grandes problemas de comunicación, pues errores y omisiones en dichos documentos causan sobrecostos, retrasos y conflictos entres las partes involucradas en el proyecto (Eastman, Teicholz, Sacks, & Liston, 2008). Debido a esto los métodos con los que se planea y se construyen han ido cambiando basándose cada vez más en el uso de modelos virtuales, como los modelos BIM (Building Information Modeling). De acuerdo Smith, 2007, los modelos BIM no son otra cosa que una representación digital de las características físicas y funcionales de un proyecto. Es decir son representaciones en tres dimensiones que contienen información adicional sobre el proyecto y sus elementos, como pueden ser costos, tiempos, fabricante, entre otras. A pesar de los enormes beneficios que la tecnología BIM puede ofrecer, en Colombia no ha sido muy utilizada. Es por esto que en este proyecto de investigación se buscó utilizar dichas tecnologías con el fin de medir de forma cualitativa y cuantitativa los beneficios que pueden ofrecer en una empresa constructora de vivienda de interés social, en términos de costos y tiempos específicamente. Para tal propositito se realizó una revisión bibliográfica, con el fin además de familiarizar al lector con el tema, una serie de entrevistas y se utilizaron dos software de modelación, Revit Architecture, en cual se creó el modelo BIM en tres dimensiones y con el cual se determinaron cantidades de obra, y Navisworks Manage, con el cual se enlazó el modelo a la programación de obra y se simuló el proceso constructivo, con base en tiempos medidos en obra y las cantidades estimadas con Revit. Los resultados de cantidades del modelo fueron comparados con los datos reales y los datos del presupuesto inicial. Con base en las comparaciones, los resultados de las entrevistas y las simulaciones en Navisworks, se sacaron una serie de conclusiones y se formularon recomendaciones para la empresa constructora..

(4) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. AGRADECIMIENTOS. A mi familia, en especial a mi madre Gloria Albarello, por su apoyo incondicional durante el desarrollo de este proyecto.. A Ana María Pérez, por su ayuda y paciencia durante el desarrollo de este proyecto.. A mi asesora de tesis, la ingeniera Ana Ozuna, por su asesoría seguimiento a lo largo del proyecto.. A Jaime Valencia y Diego Ospina, por su colaboración y la información suministrada para el desarrollo del proyecto..

(5) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Tabla de Contenidos 1. Introducción ...............................................................................................................................8 1.1. Antecedentes .....................................................................................................................8. 1.2. Objetivo principal ...............................................................................................................9. 1.3. Objetivos específicos ........................................................................................................10. 1.4. Hipótesis ...........................................................................................................................10. 1.5. Reseña de la empresa.......................................................................................................10. 1.6. Reseña del proyecto .........................................................................................................11. 1.6.1. Generalidades ...........................................................................................................11. 1.6.2. Sistema de planeación y control ...............................................................................11. 2. Metodología .............................................................................................................................15. 3. Marco Teórico ..........................................................................................................................17. 4. 5. 6. 3.1. Definición de BIM .............................................................................................................17. 3.2. Características de BIM ......................................................................................................18. 3.3. Métodos de entrega .........................................................................................................19. 3.3.1. Diseño-oferta-construcción ......................................................................................19. 3.3.2. Diseño-construcción .................................................................................................20. 3.4. Proceso de construcción...................................................................................................20. 3.5. Beneficios de BIM .............................................................................................................22. 3.5.1. Beneficios de pre-construcción para el propietario ..................................................22. 3.5.2. Beneficios de diseño .................................................................................................23. 3.5.3. Beneficios de fabricación y construcción ..................................................................23. 3.5.4. Beneficios de post-construcción ...............................................................................24. 3.6. Riesgos de BIM .................................................................................................................24. 3.7. Principios de Revit ............................................................................................................25. 3.8. Principios de Navisworks Manage ....................................................................................28. Construcción del modelo 4D ....................................................................................................29 4.1. Documentación del proceso .............................................................................................29. 4.2. Comparación con los modelos tradicionales ....................................................................33. Recolección de datos ................................................................................................................35 5.1. Medios de recolección de datos .......................................................................................35. 5.2. Resultados de la recolección ............................................................................................36. Análisis de resultados ...............................................................................................................39.

(6) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 7. Conclusiones ............................................................................................................................43. 8. Recomendaciones ....................................................................................................................45. 9. Bibliografía ...............................................................................................................................46. 10. Anexos ..................................................................................................................................48. 10.1. Entrevistas y mediciones ..................................................................................................48. 10.1.1. Entrevistas en el lugar de la obra ..............................................................................48. 10.1.2. Entrevistas en las oficinas .........................................................................................50. 10.1.3. Mediciones ...............................................................................................................53. 10.2. Modelo .............................................................................................................................54.

(7) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Lista de Figuras Figura 1. Costos e importancia de las decisiones vs. Proceso de construcción (Balen, 2011). .........22 Figura 2. Clasificación de los elementos de un proyecto (Autodesk, Inc., 2011). .............................26 Figura 3. Clases de elementos de Revit Architecture (Autodesk, Inc., 2011)....................................27 Figura 4. Timeliner, herramienta de Navisworks que simula el proceso constructivo. ....................30 Figura 5. Simulación del proceso constructivo en Navisworks. ........................................................31 Figura 6. Parámetro Lineal, evalúa si la longitud del muro es menor a 0.8 metros. .........................32 Figura 7. Parámetro Costo Total, calcula el costo total de un muro. ................................................32 Figura 8. Diagrama de flujo de una estimación BIM y un proceso de estimación tradicional (Eastman et al., 2008). .....................................................................................................................33 Figura 9. Diagrama de flujo que muestra dos diferentes procesos de modelación 4D (Eastman et al., 2008). .........................................................................................................................................34 Figura 10. Simulación comparativa de la programación de obra según la constructora (gris) y según BIM (azul). ........................................................................................................................................41 Figura 11. Diagrama de flujo del proceso de cambios en los planos. ...............................................42 Figura 12. Primera medición del tiempo de construcción de un muro de mampostería. ................53 Figura 13. Segunda medición del tiempo de construcción de un muro de mampostería. ...............53 Figura 14. Planta arquitectónica del primer piso en Autocad. .........................................................54 Figura 15. Proceso constructivo en Revit Architecture. ...................................................................54 Figura 16. Render del proceso de simulación en Navisworks. ..........................................................55 Figura 17. Render del proyecto con Revit Architecture. ...................................................................56 Figura 18. Render del proyecto con Navisworks Manage 2012........................................................57. Lista de Tablas Tabla 1. Formato de recolección de datos de las entrevistas. ..........................................................35 Tabla 2. Formato de recolección de datos de las mediciones de tiempos de obra. .........................36 Tabla 3. Tiempos medidos en obra de la construcción de muros de mampostería. ........................37 Tabla 4. Tabla de planificación de muros de mampostería. .............................................................38 Tabla 5. Tiempo promedio por metro cuadrado. .............................................................................39 Tabla 6. Porcentaje de mortero por metro cuadrado. .....................................................................39 Tabla 7. Comparación entre BIM, programación y real de cantidades, tiempos y costos. ...............39 Tabla 8. Programación de obra inicial y programación de obra según BIM. ....................................40.

(8) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 1 Introducción 1.1 Antecedentes Hoy en día los métodos de construcción basan su desarrollo en documentos en papel, lo que implica grandes problemas de comunicación, pues errores y omisiones en dichos documentos causan sobrecostos, retrasos y conflictos entres las partes involucradas en el proyecto (Eastman, Teicholz, Sacks, & Liston, 2008). A pesar de que se han implementado otros métodos para reducir el tiempo de intercambio de información, como bases de datos y herramientas CAD en 3D, la frecuencia de conflictos causados por dichos documentos no ha disminuido y Colombia no ha sido la excepción a este problema. Dichos conflictos, se deben también a una subdivisión de tareas desintegradas, donde no hay colaboración entre las distintas partes involucradas en la realización de un proyecto de construcción, como lo son arquitectos, ingenieros, constructores y las demás partes interesadas. A través de BIM (Building Information Modeling) se puede cambiar la forma en la que se ejerce la construcción. BIM pone en el centro del proceso constructivo un modelo digital, el cual puede contener distintos tipos de información acerca del proyecto, desde especificaciones técnicas hasta costos y programación. Sin embargo, es necesario tener claro cuáles son las limitaciones y las ventajas de esta nueva herramienta. Howell y Batcheler (2003), lograron identificar en su estudio algunas de las ventajas de BIM: . Plantas, alzados y planos de sección, generado como vistas del un diseño de un único modelo, siempre son coherentes y se actualizan en tiempo real.. . La Coordinación de los objetos de construcción creados a través de diferentes disciplinas en un solo modelo resuelve las interferencias entre elementos de diseño.. . Las cantidades de obra asociadas con la construcción se generan fácilmente y se mantiene al día con cualquier cambio en el modelo.. . La disponibilidad de un único modelo BIM hace posible la captura de información adicional a través del diseño, obtención y construcción de un edificio, sirviendo como un registro vivo del edificio para operaciones y mantenimiento a lo largo de su ciclo de vida.. 8.

(9) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Sin embargo del mismo modo lograron identificar algunas limitaciones que complican el alcance total de BIM: . Los equipos de trabajo que constan de muchos participantes, cada uno de los cuales ha optimizado sus procesos de trabajo utilizando tecnología pre-existentes, instalada en casa.. . La dependencia de aplicaciones de distintos proveedores sobre requisitos específicos del proyecto.. . Amplia delimitación de las responsabilidades profesionales y obligaciones entre los participantes en el proyecto.. . Diferentes métodos de entrega de proyectos y relaciones contractuales.. De acuerdo a Azhar (2011), Kunz y Gilligan en el 2007 realizaron una encuesta en Estados Unidos, con el fin de determinar el valor de BIM y los factores que contribuyen a su suceso, donde identificaros los siguientes: . Las áreas de aplicación más importantes de BIM fueron la elaboración de documentos de construcción, soporte de diseño y servicios de planificación de proyectos.. . El uso de BIM redujo el riesgo global distribuido con una estructura de contratos similares.. . En el momento de la encuesta, la mayoría de las empresas utilizaban BIM para detección de interferencias o “clashes” en 3D y 4D y para servicios de planificación y visualización.. . El uso de BIM llevó a una mayor productividad, un mayor compromiso del personal del proyecto, y a la reducción de contingencias.. Anteriormente se han desarrollado investigaciones sobre los beneficios y limitaciones que puede tener BIM, como las mencionadas anteriormente, y la forma de cómo implementar la metodología BIM en una empresa constructora de interés social (Duarte, 2011), por lo que este proyecto de investigación busca retomar dichas investigaciones y medir puntualmente cuales son las ventajas y desventajas en términos de presupuestos y costos que puede tener un modelo BIM en el desarrollo de un proyecto de interés social.. 1.2 Objetivo principal El objetivo principal del proyecto es evaluar el impacto que tiene BIM (Building Information Modeling), en términos de costos y tiempos durante el desarrollo de una etapa de construcción en un proyecto de interés social a cargo de una constructora colombiana en la ciudad de Bogotá. 9.

(10) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 1.3 Objetivos específicos . Identificar errores de estimación en costos y cantidad de material en la construcción de muros de mampostería en un proyecto de vivienda de interés social.. . Identificar posibles interferencias, o “clashes”, en una etapa del proyecto mediante la utilización de un modelo BIM 4D.. . Establecer posibles tiempos de identificación de cambios.. . Establecer pautas para el mejoramiento en la planeación y el control a través del modelo 4D y de tecnologías BIM.. 1.4. Hipótesis. A continuación se presenta una serie de hipótesis, las cuales serán comprobadas o refutadas a lo largo de este proyecto. . Los modelos BIM permiten realizar estimaciones más precisas en términos de costos y cantidades de material.. . A través de las simulaciones de modelos BIM, es posible visualizar el proceso constructivo, determinando de esta forma posibles falencias o inconsistencias.. . A través de las simulaciones de modelos que contengan información BIM, es posible determinar interferencias entre los distintos diseños.. . La utilización de tecnologías BIM permite integrar el grupo de trabajo de diseñadores y constructores.. . La integración del grupo de trabajo se traduce en una disminución de reprocesos en el diseño y en la obra.. . A través del modelo BIM es posible determinar y controlar los tiempos de obra.. 1.5 Reseña de la empresa La empresa en la cual encargada de desarrollar el proyecto es una de las cinco constructoras más importantes del país. La empresa lleva alrededor de 20 años en el ámbito de la construcción, en proyectos urbanísticos de distintos estratos socioeconómicos, en distintas ciudades del país. Sus proyectos se centran no solo en construir vivienda sino también en crear espacios comunes, como parques, que contribuyan a mejorar la calidad de vida de las personas.. 10.

(11) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. La constructora, en este momento cuenta con distintos proyectos en la ciudad de Cali y en la ciudad de Bogotá. En la ciudad de Bogotá cuenta con siete proyectos en construcción, seis de ellos proyectos de vivienda de interés social (VIS), es decir cuyo valor no supera los 135 salarios mínimos legales vigentes, pero es mayor a los 70 salarios mínimos legales vigentes, y uno estrato 4. Mientras que en la ciudad de Cali cuenta con dos proyectos en construcción, uno de vivienda de interés social y otro de estrato 5. A pesar de que no ha sido uno de sus objetivos primordiales, también cuenta con proyectos en el sector turístico, en alianza con una reconocida cadena hotelera.. 1.6. Reseña del proyecto. 1.6.1 Generalidades Hoy en día se encuentran desarrollando diversos proyectos de vivienda de interés social en la ciudad de Bogotá. Entre los cuales se encuentra el proyecto de estudio, ubicado en el sector de Usme. Este proyecto, que denominaremos Proyecto B, incluye 4 etapas de construcción. Cada etapa consiste en la construcción de 15 torres, para un total de 350 apartamentos. Cada apartamento tiene 48.2 metros cuadrados de área. La construcción de los apartamentos no incluye acabados. Los bloques o unidades, pueden tener 5 o 6 pisos, y son construidos con mampostería estructural y concreto. Hay dos tipos de bloques en el proyecto, bloques unidos, es decir dos bloques los cuales comparten un muro estructural y bloques sencillos, los cuales no comparten muros estructurales. Como sistema de cimentación se utilizan losas de cimentación. Sin embargo en algunos de los bloques, debido a la topografía del lugar la losa es construida, mitad placa descolgada y mitad cama muerta, es decir que se ubica una formaleta encima de la cual se funde la placa, por lo que dicha formaleta se pierde quedando debajo de la placa.. 1.6.2 Sistema de planeación y control Teniendo una idea de cómo es el proyecto de la constructora, cabe resaltar el proceso de planeación existente que utiliza la empresa, en términos de presupuesto y de programación.. 11.

(12) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Lo primero que la empresa realiza es la elaboración del presupuesto, para ello la empresa sigue una serie de pasos, los cuales se muestran a continuación. . Se define el plazo de la elaboración.. . Se recopila toda la información necesaria.. . Se realiza un chequeo de la información.. . Se define las carpetas de memoria y la ruta de los planos.. . Se definen los capítulos, subcapítulos y las actividades.. . Se define y se documenta los responsables de los capítulos.. . Se reúne el grupo de trabajo y se entregan las distintas especificaciones.. . Se inician la medición de las cantidades necesarias, con base en los diseños y se documentan dichas mediciones.. . Se calculan los costos con base en las mediciones y los costos unitarios (APUS).. . Una vez realizados y documentados los costos, se revisa el presupuesto, y se hacen las correcciones necesarias.. . Se entrega el presupuesto.. Una vez se ha realizado el presupuesto se desarrolla la programación de obra, siguiendo una serie de pasos, mostrados a continuación. . Se solicitan la implantación definitiva del proyecto y las especificaciones técnicas y de acabados.. . Se define un orden constructivo.. . Se elabora la programación, en Microsoft Project, la cual debe ser aprobada por el coordinador de la obra.. . Se entrega la programación para su revisión.. . Se hacen las correcciones pertinentes a la programación.. . El coordinador aprueba la programación definitiva.. . Se entrega la programación.. Ahora bien, teniendo una idea de cómo se desarrolla el presupuesto y la programación de obra, es pertinente entender como realiza el control del presupuesto y de la programación en la constructora.. 12.

(13) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. A continuación se ilustra el procedimiento para realizar el control de la programación. . Se realiza una visita de campo al proyecto semanalmente.. . Se elabora un registro fotográfico que muestre el estado de las actividades desarrolladas, de cada una de las torres.. . Se documenta los avances de las actividades de la programación.. . Se elabora una bitácora el día de la visita describiendo el avance del proyecto y será enviada al gerente de planeación y control y al coordinador de planeación.. . Se ingresa la programación definitiva, con esta se realiza la curva de programación inicial.. . Se ingresa el avance del trabajo realizado de cada una de las actividades.. . Se realizan las curvas de programación base, de acuerdo a los avances de obra, estas se comparan con la curva inicial, la diferencia de las curvas representa el atraso o adelanto de la obra.. . La información obtenida es enviada al director de obra antes de los comités de obra.. . Se presenta la información en los comités de obra ante el coordinador de planeación y construcción y los directores de obra.. El control del presupuesto se realiza bimensualmente siguiendo el siguiente procedimiento. . Se revisan las actividades del periodo.. . Se revisa el estado actual del almacén.. . Se revisan y documenta las cantidades de obra.. . Se revisa, se calcula y documenta los desperdicios.. . Se realiza y documenta el control de contrataciones y compras.. . Con base en la información se realizan las respectivas proyecciones.. . Con base en las proyecciones se realizan las siguientes cálculos y comparaciones: o. Valor total de la proyección.. o. Acumulado de la proyección vs. proyecciones anteriores y el presupuesto base.. o. Valor total consumido.. o. Inventario del almacén.. o. Valor total de la inversión acumulada.. . Se entregan las proyecciones, los cálculos y comparaciones al coordinador de planeación.. . Se presentan las proyecciones, los cálculos y comparaciones en el comité. 13.

(14) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Es importante resaltar los indicadores de desempeño (KPI por sus siglas en ingles, Key Performance Indicator) utilizados por la constructora en términos de programación y presupuesto. . . Programación: o. Se verifica que el almacén esté al día en entradas y salidas.. o. Porcentaje de construcción o avance en cada una de las actividades.. o. Porcentaje de obra ejecutado vs. porcentaje de obra programado.. Presupuesto: o. Cada bimestre cada uno de los ingenieros de costos se propone un ahorro de 70 millones de pesos.. o. Porcentaje de desperdicios o robos.. o. Se verifica que el almacén esté al día en entradas y salidas.. o. Cantidades de obra proyectadas coincidan con las ejecutas.. o. Costos ejecutados vs. costos programados.. 14.

(15) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 2 Metodología La metodología a utilizar para evaluar el impacto y los beneficios de un modelo BIM 4D, en términos de costos y tiempos durante el desarrollo de una etapa de construcción en un proyecto de interés social en la ciudad de Bogotá, será un caso de estudio. Luego de haber consultado distintas metodologías de investigación en el área de la construcción, se estableció la siguiente metodología, tomando como base metodologías propuestas por Naoum (2007). . Revisión bibliográfica.. . Formulación de hipótesis.. . Recolección de datos.. . Análisis de los resultados.. . Conclusiones.. . Recomendaciones.. En la revisión bibliográfica se incluirá definición, beneficios, riesgos y limitaciones de BIM, además de la situación actual en el mundo, es decir en esta parte del proyecto se busca contextualizar al lector acerca de BIM y de algunos aspectos de la construcción, necesarios para la comprensión del proyecto. Posteriormente se formularán una serie de hipótesis, con el fin de establecer cuáles serán los resultados esperados de la investigación. Una vez establecidas las hipótesis se procederá a recolectar los datos necesarios para la realización de este proyecto. Los datos serán recolectados mediante entrevistas a los contratistas e ingenieros, con el fin de establecer y documentar la forma de trabajo actual de la constructora, tanto en la obra como en la oficina, mediciones durante una etapa del proyecto, en el sitio de obra, específicamente en términos de tiempos y costos y mediante los resultados del modelo BIM. Una vez sean recolectados los datos se procederá a realizar un análisis de los resultados obtenidos. En este análisis se tendrán resultados cualitativos en los que se comprueben o refuten las hipótesis planteadas y unos resultados cuantitativos en los que se evaluará la implementación de BIM en el proyecto.. 15.

(16) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Para el análisis de los resultados cuantitativos será necesario además de realizar visitas a las oficinas de la constructora y al sitio de construcción, crear un modelo BIM, utilizando Revit Architecture 2011, un software computacional, y posteriormente realizar simulaciones de programación, con la ayuda de Navisworks Manage 2012. A partir de los datos obtenidos de costos, a través de Revit Architecture y de los datos de programación obtenidos de las simulaciones con Navisworks Manage, se harán comparaciones con las mediciones realizadas en la obra. Por último una vez sean realizado el análisis de los resultados se procederá a sacaran una serie de conclusiones y con base en dichas conclusiones se formularan recomendaciones para la empresa constructora.. 16.

(17) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 3 Marco Teórico 3.1 Definición de BIM El termino BIM, “Building Information Modeling”, fue utilizado inicialmente por Phil Bernstein arquitecto y estratega de la compañía Autodesk. Sin embargo fue Jerry Laiserin quien estandarizó y popularizó el término, que en otras compañías se conocía como “Virtual Building" en Graphisoft y “Integrated Project Models" en Bentley Systems. La primera implementación de BIM fue bajo el termino de “Virtual Building” de Graphisoft, con el lanzamiento de su software Archicad en 1987 (Howell & Batcheler, 2003). Sin embargo antes de ver los beneficios y el alcance de BIM es necesario definir qué se entiende por BIM: . “Fue una frase atribuida a Autodesk para describir un proceso de diseño orientado a objetos no alcanzable con las herramientas existentes de CAD. Describía hipotéticamente un "modelo de construcción" donde toda información de diseño, construcción y servicios se almacenaba; de donde toda información contractual y componentes de construcción eran extraídos directamente” (Meléndez, 2010).. . “BIM es nuevo acercamiento al diseño, construcción y administración en la cual una representación digital de la construcción del proyecto es usada para facilitar el intercambio y la “multioperabilidad” de la formación en un formato digital” (Eastman et al., 2008).. . Es una representación digital de las características físicas y funcionales de un proyecto. Un modelo BIM es un recurso de conocimiento compartido acerca de la información de un proyecto, la cual forma una base segura para la toma de decisiones durante el ciclo de vida del mismo, es decir desde su existencia hasta su demolición (Smith, 2007).. Ahora bien, teniendo clara la definición de BIM, es necesario diferenciar lo que es BIM y lo que no, por lo que a continuación se dan algunos ejemplos de lo que no es BIM: . Modelos que contienen información 3D y no atributos de los objetos. Estos modelos solo pueden ser usados para la visualización.. . Modelos sin soporte para el comportamiento. Son modelos que definen los objetos pero no pueden ajustar su posición o proporciones porque no utilizan inteligencia paramétrica. 17.

(18) Universidad de Los Andes . ICIV 201120 05. Modelos compuestos de múltiples archivos 2D CAD que deben combinarse para definir la construcción. Con estos modelos es imposible garantizar la consistencia del modelo 3D.. . Modelos que permiten cambios en las dimensiones de los objetos en una vista pero no son automáticamente reflejadas en las demás. Esto produce errores en el modelo los cuales son difíciles de detectar.. Cuando al modelo de 3D, se le agrega el tiempo, se obtiene una cuarta dimensión, permitiendo que todas las personas involucradas en el proyecto puedan ver las fases y la construcción del mismo. Esto también permite tener claridad en la programación, de mano de obra, coordinación y cualquier cosa que pueda afectar el resultado de la programación del proyecto. (McCarthy Building Companies, Inc.) Una quinta dimensión se introduce cuando el concepto de costo a través del tiempo se agrega al modelo 4D. Un modelo 5D permite explorar lo que el presupuesto o costo estimado de un proyecto podría ser en cualquier momento dado durante el proyecto. (McCarthy Building Companies, Inc.). 3.2 Características de BIM BIM va mucho más allá de una simple representación de un modelo. BIM tiene consigo una serie de implicaciones y características importantes que si no se aplican, no se llegaran a los resultados esperados. Una premisa básica del modelo es la colaboración entre los distintos actores o stakeholders, en las diferentes fases del ciclo de vida del proyecto, para poder insertar, modificar, extraer o actualizar la información en los procesos de modelación para apoyar los roles de las partes interesadas (Smith, 2007). Es decir que existan procesos de discusión entre los diseñadores, los contratistas y demás partes interesadas, durante el proceso de modelación, con el fin de garantizar un mejor desarrollo de proyecto y disminuir futuras interferencias y reprocesos. Con base en lo anterior se puede decir que el concepto detrás del Building Information Modeling, es construir una construcción virtual antes que una construcción física, con el fin de poder resolver problemas, simular y analizar posibles impactos, a través de un modelo de información constructivo. (Smith, 2007) Ahora en bien, las características que tienen que tener los modelos BIM, de acuerdo a Eastman, et al. (2008), son: 18.

(19) Universidad de Los Andes . ICIV 201120 05. Componentes de construcción que están representados con representaciones digitales inteligentes que saben que son, y los cuales pueden ser asociados con atributos de información y parámetros.. . Componentes que incluyen información acerca de su comportamiento, necesarios para análisis y procesos de trabajo.. . Información consistente y no redundante, es decir que al realizar un cambio en una vista este se vea reflejado en todas las demás vistas.. . Información coordinada, de tal forma que todas las vistas del modelo son representadas de forma coordinada.. 3.3 Métodos de entrega Como se menciono anteriormente, en los Antecedentes, una de las limitaciones que tiene BIM son los distintos métodos contractuales o de entrega. En esta sección se explicará cuales son los dos métodos más utilizados, según Eastman, et al. (2008), hoy en día en la industria de la construcción.. 3.3.1 Diseño-oferta-construcción En esta forma de contratación el cliente o dueño del proyecto contrata a un arquitecto, quien se encarga de desarrollar unos requerimientos generales y una serie de diseños esquemáticos del proyecto de acuerdo a las necesidades e interés del cliente. Una vez los diseños han sido aprobados por el cliente, el arquitecto pasa dichos planos a los distintos diseñadores, quienes pueden ser contratados por el cliente o por el arquitecto, para que desarrollen todos los diseños necesarios (eléctricos, cimentación, estructural, hidro-sanitarios, entre otros). Dicho grupo de diseñadores son escogidos por su reputación y experiencia en el desarrollo de proyectos del tipo que busque el cliente, al igual que por la mejor oferta económica. Una vez los planos han sido coordinados y aprobados por el cliente, se envían para que sean aprobados por una curaduría quien verifica que cumplan con todas las normas vigentes, como la NSR-10, norma sismo resistente, o el POT, plan de ordenamiento territorial, entre otras. Una vez se tienen el grupo de planos finales, se procede a un proceso de licitación donde un grupo de contratistas compiten ofreciendo la mejor oferta posible, es decir la más económica. El cliente o el mismo arquitecto, selecciona el contratista general, de acuerdo a su reputación y a la oferta económica más favorable. Dicho contratista puede a su vez subcontratar cada diseño o realizarlo 19.

(20) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. el mismo, en el caso de que se subcontrate se realiza el mismo procedimiento, y se escoge la mejor oferta económica. Finalmente contratista y subcontratistas, proceden a construir el proyecto con base en los planos, realizados por el arquitecto y el distinto grupo de ingenieros y el proyecto es puesto a prueba para comprobar que todo funciona como fue especificado en los planos. Cabe resaltar que los diseños realizados deben ser lo más precisos posibles, pues de lo contario al momento de realizar la construcción no se obtendrán los resultados esperados, lo que puede llevar a sobrecostos, por parte del contratista o del mismo propietario. Por otro lado, es necesario comparar los distintos presupuestos pues muchas veces los contratistas buscan bajar al máximo los precios sacrificando a si la calidad de los productos, es decir no siempre el más económico será el más favorable.. 3.3.2 Diseño-construcción A pesar de que el método anterior es uno de los más utilizados presenta un gran número de problemas, pues la responsabilidad del proyecto está en manos de los diseñadores y del contratista, y al momento de presentarse algún error, este siempre lleva a disputas legales. Es por esto que surge este método de entrega y lo que busca es consolidar la responsabilidad del diseño y la construcción en un solo ente y así simplificar la administración de tareas para el cliente. (Beard, Loulakis, & Wundram, 2005) En este método el cliente escoge una firma de diseño y construcción, la cual desarrolla los diseños, presupuesto y programación, basados en los requerimientos y necesidades del cliente y selecciona otros diseñadores si es necesario. Una vez desarrollados los diseños el propietario del proyecto aprueba los diseños, el presupuesto y la programación, la firma selecciona una serie de subcontratistas con base en los requerimientos del proyecto, la experiencia y la mejor oferta. Finalmente la firma y los subcontratistas construye el proyecto, y el proyecto es puesto a prueba para comprobar que todo funciona como fue especificado.. 3.4 Proceso de construcción Teniendo claro los métodos de entrega, es necesario contextualizar al lector acerca de las distintas etapas de un proceso típico de construcción. Según el Project Management Institute (2004) 20.

(21) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. existen tres etapas durante el proceso de construcción de un proyecto: factibilidad, diseño y construcción. En la etapa de factibilidad del proyecto, se identifica una necesidad y a través de modelos de costos, rentabilidad, programación y calidad se define si el proyecto es o no factible. Además hay una propuesta de alternativas y se selecciona la mejor alternativa, si es que existe una viable. Posteriormente y una vez se ha definido la mejor alternativa, sigue la etapa de diseño, en la cual se refina la solución esquemática, y se traducen las necesidades del cliente en diseños arquitectónicos e ingenieriles. Durante esta etapa puede haber procesos iterativos, hasta que los diseños sean aprobados por el cliente y sean coherentes entre sí. Por otro lado se definen, en el caso de que haya los términos de los proceso licitatorios. Por último se encuentra la etapa de construcción en la cual los contratistas y subcontratistas materializan los diseños, realizados por arquitectos e ingenieros. Durante esta etapa se pueden identificar una serie de sub etapas: contratación, adquisición y subcontratación, ejecución y entrega. En la Figura 1 se muestra la importancia de una buena planeación, pues en las primeras etapas los costos de las correcciones son bajos es decir que si llegan a haber cambios durante las primeras dos etapas los costos serán bajos y la importancia de las decisiones será alta, sin embargo si se realizan cambios en la última etapa, es decir en la etapa de construcción los costos serán altos y la importancia de las decisiones será baja.. 21.

(22) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 1. Importancia de las decisiones. 1. $ Costo de las correcciones y cambios. 1. 1. PLANEACIÓN. 0. CONTROL. 0. 0 1 FACTIBILIDAD 2 3. 4. 5 DISEÑO 6 7. 8. 9. 10 CONSTRUCCIÓN 11 12 13. 14. 15. 16. 17. Figura 1. Costos e importancia de las decisiones vs. Proceso de construcción (Balen, 2011).. 3.5 Beneficios de BIM De acuerdo a Eastman, et al. (2008), los beneficios de BIM, pueden dividirse en cuatro grupos, de acuerdo a las etapas de construcción: . Beneficios de pre-construcción para el propietario.. . Beneficios de diseño.. . Beneficios de fabricación y construcción.. . Beneficios de post-construcción.. 3.5.1 Beneficios de pre-construcción para el propietario Entre los beneficios de pre-construcción que ofrece BIM, están la determinación de la viabilidad de un proyecto y el aumento en el funcionamiento y calidad de un proyecto. BIM permite determinar la viabilidad de un proyecto antes de ser encargado a un arquitecto, o a una firma constructora, es decir es una herramienta para determinar si un edificio de cierto tamaño y especificaciones puede ser construido de acuerdo a un presupuesto y a una programación dada. Esto permite prevenir, en algunos casos, que luego de cierto tiempo de construcción el propietario del proyecto se dé cuenta que el proyecto se encuentra significativamente por encima del presupuesto. 22.

(23) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Por otro lado realizar evaluaciones tempranas, es decir desarrollar modelos esquemáticos antes de generar modelos detallados, de las alternativas de diseña utilizando herramientas de simulación y análisis aumenta la calidad de la construcción (Eastman, et al. 2008).. 3.5.2 Beneficios de diseño Los beneficios de diseño incluyen: más tempranas y precisas visualizaciones del diseño, pues el modelo en 3D es diseñado directamente, a través del uso de un software BIM, en vez de ser generado a partir de múltiples vistas en 2D; correcciones automáticas cuando se realizan cambios en todo el diseño, pues los cambios se verán reflejados en todas las vistas del diseño. Por otro lado es posible generar planos en 2D consistentes y precisos en cualquier etapa del diseño, lo que reduce considerablemente la cantidad de tiempo y el número de errores asociados con la generación de planos constructivos. Otros de los beneficios asociados al diseño son, las tecnologías BIM facilitan el trabajo simultáneo de distintas disciplinas, lo que reduce las omisiones y los errores de diseño, ayuda a que el diseño sea mejorado continuamente y permite la detección temprana de problemas de diseño; posibilidad de vincular el modelo a herramientas de análisis energético durante las fases tempranas de diseño, lo cual no es posible utilizando herramientas 2D, lo que ayuda a mejorar la calidad de la construcción. Por último, y quizás uno de los beneficios más importantes para el desarrollo de este proyecto, se encuentra la extracción de estimación de costos durante la etapa de diseño, es decir a través de de los software BIM, es posible extraer estimaciones precisas de cantidades y espacios las cuales pueden ser usadas para la estimación de costos, lo que permite tomar mejores decisiones en el diseño acerca de los costos.. 3.5.3 Beneficios de fabricación y construcción Entre los beneficios constructivos y de fabricación se encuentran la sincronización del diseño y la programación de obra, a través de un modelo 4D, lo que permite simular el proceso constructivo y muestra como luce el proyecto en cualquier momento. Dichas simulaciones revelan problemas potenciales y oportunidades para posibles mejoras; detección de interferencias (“clashes”), dado que los diseños de las distintas disciplinas pueden unirse y ser comparadas, identificado así. 23.

(24) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. interferencias y otro tipo de errores, antes de ser detectados en campo, lo que reduce costos y tiempos de construcción. Por otro lado BIM permite una reacción rápida a los diseños o a los problemas en campo, pues las modificaciones que se hagan al diseño pueden ser visualizadas, compartidas, estimadas y resueltas sin la utilización de transacciones en papel, las cuales consumen mucho tiempo (Eastman, et al. 2008). Por ultimo, dado que se pueden obtener cantidades de obra de forma precisa, es posible reducir la cantidad de desperdicios y realizar pedidos a los contratistas y subcontratistas más exactos, además de que a partir de las visualizaciones en 3D, es posible crear los objetos del proyecto de forma precisa, utilizando maquinaria de control numerico.. 3.5.4 Beneficios de post-construcción El beneficio principal de post-construcción es la información contenida en el modelo, pues de esta forma es posible determinar que todos los sistemas y equipos funcionan correctamente una vez el proyecto está completo, además le sirve al propietario como un medio para verificar las decisiones de diseño, una vez el edificio está en uso.. 3.6. Riesgos de BIM. De acuerdo a Azhar (2011), los riesgos de BIM puedes ser divididos en dos grandes categorias: legales y tecnicos. Los primeros tienen que ver con la falta de determinación de propiedad de la información y la necesidad de protegerla a través de las leyes de derechos de autor. Con el fin de evitar desacuerdos acerca de los derechos de autor entre el dueño del proyecto y los diseñadores, es necesario establecer en los docuemtnos contractuales los de derechos de propiedad y las responsabilidades de cada uno de los actores. Otro problema legal es quien controlará la información y los datos que entran al modelo y será responsable de cualquier inexactitud. Por lo que garantias y exenciones de responsabilidad por parte de los diseñadores deben ser resultas antes de de que la tecnologia BIM sea utilizada. (Azhar, 2011). Por otro lado es necesario tener en cuenta en los costos de diseño y administración el tiempo que se le dedica al revisar y a escribir la información BIM, pues a pesar de las ganancias en el horario que pueda proveer la utilización de BIM es un costo en el que alguien del equipo de trabajo debe incurrir. 24.

(25) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. En cuanto a los riesgos técnicos que tiene la utilización de BIM se encuentran la importancia de construir una interfaz tecnológica adecuada entre diversos programas (Azhar, 2011). Muchos equipos requieren que los subcontratistas envíen información detallada de horarios, ruta crítica y de costos desglosados, que posteriormente el contratista debe reunir creando una programación de horarios y costos para todo el proyecto. Cuando ambos, subcontratista y contratista, utilizan el mismo software no hay ningún problema y la información solo debe ser recopilada, sin embargo cuando no utilizan el mismo software o si la información enviada está incompleta debe hacer de nuevo y actualizar el plan general. Dado que el éxito del proyecto depende del modelo que a su vez depende de la información de los contratistas y subcontratistas, la responsabilidad por la exactitud y la coordinación de horarios y costos debe ser manejada contractualmente. De acuerdo a Azhar (2011), una de las formas más eficaces de lidiar con este problema es tener contratos de entrega colaborativos e integrados en los cuales los riesgos de utilizar tecnologías BIM sean compartidos entre los participantes del proyecto al igual que los incentivos y recompensas.. 3.7 Principios de Revit Revit es un software creado por Autodesk, Inc. el cual permite crear diseños de construcción, en tres y dos dimensiones, además de agregarle información sobre el proyecto. Existen tres tipos de Revit, Revit Architecture, el cual permite crear los diseños arquitectónicos de un proyecto; Revit Structure, a partir del cual teniendo los diseños arquitectónicos es posible crear los diseños estructurales de un proyecto; Revit MEP, el cual permite crear los diseños de redes eléctricas, mecánicas y de plomería. De acuerdo a Autodesk, Inc. (2011), para la creación en Revit Architecture de un proyecto, que puede definirse como la base de datos única con información sobre el diseño, desde su geometría hasta sus datos de construcción, es necesario añadir elementos, los cuales se hospedan sobre planos horizontales infitos llamados niveles. Dichos elementos se clasifican en cateforias, familias y tipos (ver Figura 2).. 25.

(26) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Figura 2. Clasificación de los elementos de un proyecto (Autodesk, Inc., 2011).. . Categoría, se puede definir como un grupo de elementos que se utilizan para modelar o documentar un diseño.. . Familia, agrupa elementos con un conjunto de parámetros comunes, representación grafica similar y misma utilización. Es posible distinguir tres tipos de familias: o. Cargables, familias las cuales se pueden cargar en un proyecto y crear a partir de plantillas de familia.. o. De sistema, familias que no se pueden crear ni cargan como archivos independientes. Estas incluyen muros, cotas, techos, cubiertas, suelos y niveles.. o. In situ, son familias que se crean para un proyecto en particular, es decir son elementos personalizados.. . Tipo, es un elemento de una familia con características especificas. Un estilo es considerado como un tipo.. . Ejemplar, una vez los elementos se ubican en el proyectos o en el plano de dibujo, son considerados ejemplares.. Ahora bien, Revit Architecture utiliza diferentes clases de elementos, estos se pueden dividir en elementos de modelo, elementos de referencia y elementos específicos de vista (ver Figura 3).. 26.

(27) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Figura 3. Clases de elementos de Revit Architecture (Autodesk, Inc., 2011).. . Elementos modelo, dichos elementos representan la geometría en tres dimensiones del edificio. Los elementos modelos pueden dividirse en: o. Anfitriones, son aquellos elementos construidos in situ en el emplazamiento de construcción.. o. Componentes de modelo, todos aquellos elementos que no son anfitriones, es decir que no son construidos in tu en el emplazamiento de construcción.. . Elementos de referencia, son aquellos elementos que facilitan la definición del proyecto.. . Elementos específicos de vista, estos son específicos de cada una de las vistas y solo aparecen en esa vista. Sirven para documentar el modelo. Los elementos específicos de vista pueden dividirse en: o. Elementos de anotación, son componentes 2D, los cuales documentan el modelo.. o. Detalles, son elementos 2D, los cuales proporcionan como su nombre lo dice detalles en una vista particular del modelo.. A partir de los distintos elementos y la interacción entre estos, es posible crear y documentar el diseño arquitectónico de un modelo BIM, el cual sirve como base para crear y documentar los diseños estructurales, eléctricos, mecánicos y de plomería, utilizando Revit Structure y Revit MEP, necesarios para completar la modelación de un proyecto. 27.

(28) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 3.8 Principios de Navisworks Manage Navisworks Manage es un software de Autodesk, Inc. que apoya el modelo inteligente basado en los diseños 3D con herramientas de visualización, programación y colaboración, al igual que en la detección avanzada de interferencias. Entre los distintos beneficios que Navisworks Manage ofrece se encuentran (Autodesk, Inc., 2011): . Navisworks, permite integrar los distintos diseños en un solo modelo a través del cual se pueden realizar simulaciones para detectar posibles interferencias, con el fin de prever y evitar problemas potenciales antes de que comience la construcción, minimizando así los retrasos y sobrecostos debidos a los retrabajos.. . Ofrece una amplia gama de etiquetas, herramientas de revisión y comentarios para apoyar la colaboración entre todas las disciplinas del diseño.. . Permite simular el proceso constructivo, día a día, a través del cual es posible identificar inconsistencias, falencias e interferencias.. . Incorpora la dimensión de tiempo al modelo 3D, creando así un modelo 4D.. 28.

(29) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 4 Construcción del modelo 4D Como se menciono anteriormente, un modelo 4D no es otra cosa que un modelo 3D combinando con la programación de obra de un proyecto. Los modelos 4D permiten que las personas involucradas en el proyecto puedan ver las fases y la construcción del mismo, mediante un proceso de simulación. Posteriormente, en esta sección, además de documentar el proceso de construcción del modelo, se compraran los métodos tradicionales de diseño con los métodos utilizados en BIM.. 4.1 Documentación del proceso De acuerdo a Autodesk, Inc. (2011), antes de comenzar con la construcción del modelo, es necesario realizar cuatro pasos básicos: . Configuración de proyecto, especificar datos de energía, estado del proyecto, información del cliente y del proyecto.. . Configuración unidades, especificar el formato de visualización de las unidades de medida.. . Configuración de niveles, establecer el número de niveles que tendrá el proyecto, necesario para que el software Revit Architecture 2011, cree las vistas en planta de cada uno de los niveles.. . Configuración de los ejes, establecer la grilla, cuya función es facilitar la creación del proyecto, es decir sirve como referencia al momento de crear elementos.. Una vez se realizaron los cuatro pasos básicos, se procedió a construir el modelo con base en los planos arquitectónicos, en formato CAD proporcionados por la constructora, los cuales fueron importados al modelo. El modelo fue construido por niveles, es decir que primero fueron construidos los elementos del primer nivel, luego los del segundo y así sucesivamente, hasta llegar al sexto nivel. Los elementos en cada nivel se construyeron en el siguiente orden: 1. Placa de concreto. 2. Muros de mampostería estructural, tanto de fachada como interiores. 3. Ventanas. 4. Puertas.. 29.

(30) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Una vez se construyeron los elementos mencionados anteriormente se procedió a construir los elementos comunes a los niveles, en este caso la escalera y las barandas de la escalera, para cada par de niveles. Posteriormente se construyó la cubierta y se enlazaron los muros del último nivel a la misma. Por último y dado que no se contaban con los planos topográficos del proyecto se acomodo una superficie topográfica al modelo esto con el fin de tener modelo más realista. Una vez se tuvo el modelo en 3D se procedió a incorporar la programación al modelo. Sin embargo con el fin de facilitar el proceso de incorporación de la programación y de simulación en Navisworks Manage 2012, se creó un nuevo parámetro tipo texto en el software Revit Architecture 2011. Es decir que cada uno de los elementos creados además de tener sus parámetros normales como lo son altura, anchura y demás, tendrá un parámetro de tipo texto con el nombre de 4D Task ID. Este parámetro se utilizará para agrupar los elementos de un mismo nivel y será igual al nombre de la actividad en la que se encuentran. Esto permitirá que una vez se incorpore la programación desde Microsoft Excel, Microsoft Project o Primavera al modelo en 3D, el software Navisworks Manage 2012, relacione automáticamente la tarea con los elementos que tengan como parámetro 4D Task ID el nombre de la tarea. Por ejemplo: los muros del nivel 1, tendrán en el parámetro 4D Task ID el valor de “Muros Nivel 1”. Si existe una tarea que lleve por nombre Muros Nivel 1, entonces los elementos anteriormente mencionados serán relacionados automáticamente a esta tarea. Dicha relación se verá reflejada en el proceso de simulación. En este caso se incorporó la programación utilizando Microsoft Project y se simuló el proceso constructivo (Ver Figura 5).. Figura 4. Timeliner, herramienta de Navisworks que simula el proceso constructivo.. 30.

(31) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. En la Figura 4 se muestra la interfaz de la herramienta de Navisworks que simula el proceso constructivo, se observa el porcentaje total de trabajo a la fecha y el porcentaje realizado de cada una de las actividades, además del diagrama de Gantt.. Figura 5. Simulación del proceso constructivo en Navisworks.. Las cantidades de obra, en este caso solo de muros de mampostería, fueron determinadas directamente con Revit Architecture, a través de una tabla de planificación. Para el caso de los costos, se incorporó el APU de cada tipo de muro. Para el caso de los muros con longitud mayor a 0.8 metros el precio unitario (APU) estaba definido en metros cuadrados. Mientras que para los muros con longitud menor a 0.8 metros el precio unitario estaba definido en metro lineales. Para facilitar la incorporación de costos se creó un parámetro en Revit, que evaluaba si la longitud era menor o no a 0.8 metros (Ver Figura 6).. 31.

(32) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Figura 6. Parámetro Lineal, evalúa si la longitud del muro es menor a 0.8 metros.. Además había dos tipos de muro con longitud mayor a 0.8 metros, unos de ladrillo y otros de bloque cada uno con un costo unitario por metro cuadrado diferente. Para calcular los costos totales fue necesario crear un nuevo parámetro en Revit, el costo total, dado que Revit no calcula los costos totales directamente. Además fue necesario que dicho costo total tuviera una sentencia condicional. El costo de los muros con longitud menor fue calculado por metro lineal, es decir se multiplicó la longitud por el costo (APU), mientras que para el costo de los muros con longitud mayor fue calculado por metro cuadrado, es decir se multiplicó el área por el costo (Ver Figura 7).. Figura 7. Parámetro Costo Total, calcula el costo total de un muro.. 32.

(33) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 4.2 Comparación con los modelos tradicionales. Planos en 2D de arquitectos o ingenieros. Estimación de. Asociación manual de. Enlaces manuales, los cambios. cantidades manual. las cantidades y los. deben ser actualizados por el. elementos de. estimador. montaje Enlaces digitales, los cambios se actualizan automáticamente Asociar la información digitalizada de cantidades con. Proceso de estimación tradicional. componentes de montaje. Base de datos de costos. basado en planos. Extracción de. Asociación con. Calculo de. cantidades con una. elementos de. cantidades de. herramienta BIM. montaje. elementos. Estimación final. adicionales Modelo 3D/BIM. Extracción manual de. del equipo. cantidades con una. del. herramienta de. proyecto. estimación. Precios. del. proveedor/ subcontratista. Auto-extracción y asociación con elementos de montaje. Proceso. de. estimación. Software de estimación. basado en 3D/BIM. Figura 8. Diagrama de flujo de una estimación BIM y un proceso de estimación tradicional (Eastman et al., 2008).. 33.

(34) Universidad de Los Andes. Planos en 2D de arquitectos o. ICIV 201120 05. Software CAD. Crear un modelo 3D para. Prender o. modelar la. apagar. Crear fotos. programación. manualmente. representand. Animación/. o cada fecha. fotos 4D. ingenieros. adicionando. capas (layers) de. Programación. componentes te. acuerdo a la. de obra. mporales según. programación. sea necesario. Proceso 4D manual o basado en CAD. Software/herramienta 4D. Modelo 3D/BIM del. Agrupar o reorganizar. equipo del. componentes del modelo. proyecto Enlazar automáticamente o manualmente los. Modelo 4D. componentes a las Programación de obra. Asignación de tipo de. actividades constructivas. actividades para representación visual (Construcción, demolición o temporales). Proceso basado en herramienta 4D/BIM. Enlaces manuales, los cambios. Enlaces digitales, los. deben ser actualizados por el. cambios se actualizan. planificador. automáticamente. Figura 9. Diagrama de flujo que muestra dos diferentes procesos de modelación 4D (Eastman et al., 2008).. En la Figura 8 y la Figura 9 se comparan los métodos tradicionales y los métodos BIM, de estimación de costos y cantidades obra y de los procesos de modelación 4D, respectivamente. Como se observa los métodos BIM se actualizan automáticamente mientras que los métodos tradicionales deben ser actualizados manualmente, lo que además de tomar bastante tiempo y trabajo aumenta la probabilidad de cometer errores.. 34.

(35) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 5 Recolección de datos 5.1 Medios de recolección de datos Como se mencionó anteriormente en la metodología los datos iban a ser recolectados a través de tres medios. El primer medio de recolección de datos fueron: entrevistas, las cuales se realizaron tanto en obra como en las oficinas. Fueron entrevistados, ingenieros, arquitectos y coordinadores de obra. El objetivo de las entrevistas era documentar y comprender los métodos de planeación de la constructora, en términos de cantidades y tiempo. Para la realización de las entrevistas se desarrollo un formato para facilitar la toma de información, el cual se muestra en la Tabla 1. Tabla 1. Formato de recolección de datos de las entrevistas.. Nombre ¿Qué cargo desempeña en la empresa? ¿Ha encontrado errores/inconsistencias en los planos o en la programación de obra?. ¿Cuáles? ¿Hacen cambios a los planos luego de detectar los errores? ¿Cuánto tiempo se demoran dichos cambios en verse reflejados en los planos? ¿Cuánto tiempo se demoran en llegar los nuevos planos a la obra?. Si. No. Si. No. Si. No. Nombre. ¿Qué cargo desempeña en la empresa? ¿Cómo determina la duración de las actividades? ¿Existe un margen de error?. ¿Cuál es el margen de error de la estimación? ¿Cómo determina el margen de error?. 35.

(36) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Nombre. ¿Qué cargo desempeña en la empresa? ¿Cómo determina la cantidad de material necesaria para cada actividad? ¿Existe un margen de error?. Si. No. ¿Cuál es el margen de error de la estimación? ¿Cómo determina el margen de error? El otro medio de recolección de datos fue mediciones de tiempos de obra, específicamente de la construcción de muros de mampostería. El objetivo de dichas mediciones era estimar el rendimiento de la actividad, muros de mampostería, para posteriormente realizar una nueva programación con base en dichos rendimientos y las cantidades estimadas mediante el modelo BIM. El formato utilizado para las mediciones de tiempo se muestra en la Tabla 2. Tabla 2. Formato de recolección de datos de las mediciones de tiempos de obra.. No. Medición Actividad. Cantidad de trabajo (m2) Tiempo (minutos). El último medio de recolección de datos fue Revit Architecture, con el cual se determinaron las cantidades de obra de los muros de mampostería y los costos de todos los muros del edificio.. 5.2 Resultados de la recolección En la Tabla 3, se muestran los datos medidos en campo referentes a los tiempos de construcción de muros de mampostería. En campo se realizaron tres mediciones de distintas cantidades de trabajo y disantos tiempos. 36.

(37) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Tabla 3. Tiempos medidos en obra de la construcción de muros de mampostería. No. Medición. Total. Actividad. Cantidad de trabajo (m2). %Según Programación. % Según BIM. Tiempo (minutos). 1 Mampostería. 6. 0,23%. 0,31%. 60. 2 Mampostería. 3. 0,12%. 0,15%. 40. 3 Mampostería. 2,25. 0,09%. 0,11%. 45. Mampostería. 11,25. 0,44%. 0,57%. 145. Las entrevistas completas se muestran en los Anexos, específicamente en el numeral 10.1. De dichas entrevistas se pudo establecer los tiempos que se toma hacer cambios a los planos y el tiempo que los nuevos planos tardan en llegar a la obra. Además se pudo establecer los métodos utilizados actualmente por la constructora para la estimación de la duración de las actividades y de las cantidades de material de obra y sus respectivos márgenes de error. Por otro lado en la Tabla 4, se muestran los resultados de cantidades de mampostería del modelo BIM, los cuales se obtuvieron utilizando la herramienta Tablas de Planificación del software Revit Architecture. Dicha herramienta permite establecer cantidades y costos no solo de muros, sino también de puertas ventanas, pisos, barandas y demás elementos que pueda contener un modelo. Además en el caso de muros y pisos que tengan varias capas, por ejemplo un muro que tenga una capa de mampostería otra de mortero y una de pintura, es posible determinar las cantidades y costos de cada una de las capas.. 37.

(38) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. Tabla 4. Tabla de planificación de muros de mampostería.. Descripción Muro Fachada 12 cm Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Bloque N,5 Medio Perf, Vert, Muro Fachada 12 cm: 229. Tipo. APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7. Muro Interior 12 cm M, de o, bloque n,5 perforac, vertical M, de o, bloque n,5 perforac, vertical M, de o, bloque n,5 perforac, vertical M, de o, bloque n,5 perforac, vertical M, de o, bloque n,5 perforac, vertical M, de o, bloque n,5 perforac, vertical Muro Interior 12 cm: 282. APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7 APTO 9,7. Muro Lineal Fachada 12 cm Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Bloque N,5 Medio Perf, Vert, APTO 9,7 Muro Lineal Fachada 12 cm: 72 Total general: 583. Tabla de planificación de muros Dimensiones Área Volumen Costo Longitud Anchura. Costo Total. Comentarios 4D Task ID. Lineal. Muro Fachada 12 cm Muro Fachada 12 cm Muro Fachada 12 cm Muro Fachada 12 cm Muro Fachada 12 cm Muro Fachada 12 cm. 75,52 m 72,47 m 72,47 m 72,47 m 72,47 m 72,47 m 437,88 m. 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m. 135,33 m² 127,76 m² 127,76 m² 127,76 m² 127,76 m² 142,02 m² 788,39 m². 16,24 m³ $ 295.230,00 15,33 m³ $ 287.660,00 15,33 m³ $ 287.660,00 15,33 m³ $ 287.660,00 15,33 m³ $ 287.660,00 17,02 m³ $ 287.660,00 94,58 m³ $ 1.733.530,00. $ 1.024.414,30 $ 967.160,98 $ 967.160,98 $ 967.160,98 $ 967.160,98 $ 1.075.059,01 $ 5.968.117,23. APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2). Muros Nivel 1 Muros Nivel 2 Muros Nivel 3 Muros Nivel 4 Muros Nivel 5 Muros Nivel 6. No No No No No No. Muro Interior 12 cm Muro Interior 12 cm Muro Interior 12 cm Muro Interior 12 cm Muro Interior 12 cm Muro Interior 12 cm. 86,02 m 87,03 m 87,03 m 87,03 m 87,03 m 129,87 m 564,01 m. 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m. 176,16 m² 177,50 m² 177,50 m² 177,50 m² 177,50 m² 220,41 m² 1106,55 m². 21,14 m³ $ 218.152,00 21,30 m³ $ 228.068,00 21,30 m³ $ 228.068,00 21,30 m³ $ 228.068,00 21,30 m³ $ 228.068,00 26,43 m³ $ 267.732,00 132,77 m³ $ 1.398.156,00. $ 873.380,74 $ 880.020,51 $ 880.020,51 $ 880.020,51 $ 880.020,51 $ 1.092.798,42 $ 5.486.261,21. APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2) APU (m2). Muros Nivel 1 Muros Nivel 2 Muros Nivel 3 Muros Nivel 4 Muros Nivel 5 Muros Nivel 6. No No No No No No. Muro Lineal Fachada 12 cm Muro Lineal Fachada 12 cm Muro Lineal Fachada 12 cm Muro Lineal Fachada 12 cm Muro Lineal Fachada 12 cm Muro Lineal Fachada 12 cm. 5,03 m 4,97 m 4,97 m 4,97 m 4,97 m 4,97 m 29,89 m 1031,78 m. 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m 0,12 m. 11,20 m² 10,70 m² 10,70 m² 10,70 m² 10,70 m² 11,27 m² 65,29 m² 1960,23 m². 1,34 m³ $ 75.252,00 $ 31.560,32 1,28 m³ $ 75.252,00 $ 31.176,53 1,28 m³ $ 75.252,00 $ 31.176,53 1,28 m³ $ 75.252,00 $ 31.176,53 1,28 m³ $ 75.252,00 $ 31.176,53 1,35 m³ $ 75.252,00 $ 31.176,53 7,83 m³ $ 451.512,00 $ 187.443,00 235,19 m³ $ 3.583.198,00 $ 11.641.821,44. APU (m) APU (m) APU (m) APU (m) APU (m) APU (m). Muros Nivel 1 Muros Nivel 2 Muros Nivel 3 Muros Nivel 4 Muros Nivel 5 Muros Nivel 6. Sí Sí Sí Sí Sí Sí. 38.

(39) Universidad de Los Andes. ICIV 201120 05. 6 Análisis de resultados A partir de las tres mediciones (Tabla 3) se procedió a sacar la cantidad total de trabajo y el tiempo total, a partir de los cuales se calculó un tiempo promedio de construcción de un metro cuadrado de mampostería. Tabla 5. Tiempo promedio por metro cuadrado. Tiempo por m2 (minutos) Promedio. Mampostería. 12,89. Con base en el tiempo promedio de construcción de un metro cuadrado de muro de mampostería y las cantidades de obra determinadas a partir del modelo BIM, Tabla 4, se determinaron nuevos tiempos de construcción. Utilizando los nuevos tiempos de construcción se procedió a realizar una nueva programación de obra, con la cual se simulará el proceso constructivo utilizando Navisworks, Tabla 8. Comparando así la programación de obra determinada por la constructora y la determinada con base en la cantidad de material determinada con Revit Architecture. Sin embargo para poder realizar dicha comparación fue necesario determinar la cantidad real de mampostería por metro cuadrado, pues la que se muestre en la Tabla 4 supone un muro construido sólo de mampostería, es decir sin mortero. Para poder determinar la cantidad de mampostería se determinó el porcentaje promedio de mortero en un metro cuadrado de muro (ver Tabla 6), y con base en esté se corrigieron las cantidades y los costos. Tabla 6. Porcentaje de mortero por metro cuadrado. Porcentaje Mortero por m2 Muro de ladrillo. 1,98%. Muro de Bloque. 1,0%. Promedio. 1,49%. Tabla 7. Comparación entre BIM, programación y real de cantidades, tiempos y costos. Cantidad de material mampostería (m2). Tiempo por m (minutos). 2. Tiempo total (días). Costo Total. Según BIM. 1931,02. 12,89. 51,86. $ 11.470.540,61. Según Programación. 2557,00. 7,88. 42,00. $ 12.832.770,38. Real. 1931,17. 12,89. 51,86. $ 11.204.984,22. 39.