¿Qué es BIM o Building Information Modeling? El modelo de construcción inteligente alimentado por datos

BIM: Más que tecnología, una metodología

Parece ser que existe un error muy común cuando se tiende a pensar que BIM es una mera herramienta informática que sirve para crear un modelo 3D avanzado. Compañías de software que son referentes en el sector, como puede ser Autodesk, definen en cambio el Building Information Modeling, como el fundamento de la transformación digital en el sector AEC, es decir, el sector de la arquitectura, la ingeniería y la construcción. Por lo tanto, no es trata de un programa concreto que todos podemos conocer como Archicad, Revit o Allplan. BIM debe de ser entendido como un proceso holístico de creación y gestión de información de un activo construido.

La clave metodológica consiste en que BIM se basa en un modelo inteligente que está alimentado por datos, con el objetivo de coordinar todo el ciclo de vida de un edificio o infraestructura. Y ese ciclo de vida es completo, desde su diseño inicial, pasando por su mantenimiento o rehabilitación, hasta su demolición o reciclaje.

La Comisión Interministerial BIM, del Ministerio de Transportes y Movilidad Sostenible, subraya que BIM es una forma de trabajo colaborativa que se apoya en estándares y tecnologías que permiten el intercambio de información entre todos los agentes que intervienen en el ciclo de vida de una infraestructura. Su propósito principal es la gestión de la información, especialmente en la obra pública, a través de modelos digitales. Es una metodología que garantiza, por lo tanto, que arquitectos, ingenieros de instalaciones, constructores y Facility managers trabajen en un Entorno Común de Datos (CDE), evitando duplicidades, minimizando errores en fase de obra y optimizando costes operativos.

Y continúa, BIM permite centralizar en un modelo digital toda la información de un activo, en todas sus fases, facilitando una gestión más eficaz y proporcionando una base confiable para la toma de decisiones. Con su implantación y desarrollo se contribuye a disminuir el impacto de la construcción en el medio ambiente reduciendo la generación de residuos y los costes por su gestión.

Dimensiones BIM

BIM es un repositorio de datos. Y una de las mayores ventajas de la metodología BIM, es su capacidad para estructurar la información en diferentes niveles o dimensiones. A medida que escalamos de nivel o dimensión, no solo añadimos complejidad visual, sino que vamos añadiendo capas de datos transversales, que acompañan al edificio a lo largo de todo su ciclo de vida.

Dimensión 3D: Modelo de Información del Edificio

Este es el punto de partida, el origen, y la parte más visual del proceso. La dimensión 3D consiste en la recopilación de los datos geométricos y espaciales de la infraestructura. Aquí se genera el prototipo virtual mediante el uso de objetos paramétricos (muros, tuberías, ventanas, etc.) que contienen la información técnica detallada.

Por lo tanto, el modelo 3D en BIM no es un simple dibujo, sino una base de datos centralizada, que permite la detección temprana de colisiones o conflictos, antes de llegar a la obra, reduciendo drásticamente los modificados y los costes económicos asociados a errores. Por ejemplo, la trayectoria de un conducto de ventilación que hay que modificar por la existencia de una viga, con la que entra en conflicto.

Dimensión 4D: Tiempo y Planificación

La cuarta dimensión introduce el factor del tiempo, ya que vincula el modelo digital 3D con el cronograma de la obra. Para ello se utilizan herramientas informáticas de planificación o módulos específicos de BIM, que crean simulaciones virtuales del proceso constructivo. Esta dimensión permite optimizar la logística de la obra, planificar los acopios de materiales y coordinar de forma segura los diferentes gremios, visualizando el avance de la ejecución fase a fase.

Dimensión 5D: Costes y Control Presupuestario

La quinta dimensión integra la gestión económica del proyecto, ya que todos los elementos están medidos de forma paramétrica en el modelo 3D. Es por ello que es posible volcar las cantidades exactas de material de forma automática en los software de mediciones y presupuestos. Es lo que se conoce como BIM Quantification. Con esta dimensión, cualquier cambio de diseño que se realice en el modelo se puede reflejar automáticamente en la medición y por lo tanto en el presupuesto. Con todo ello, la dimensión 5D proporciona un control de costes en tiempo real. Esto supone la ventaja de poder realizar estimaciones de costes mucho más precisas desde las fases iniciales del proyecto.

Dimensión 6D: Sostenibilidad y Eficiencia Energética

La sexta dimensión es, conocida también como Green BIM, se centra en cambio en la evaluación de la sostenibilidad y el comportamiento medioambiental del edificio. El modelo BIM permite realizar simulaciones energéticas avanzadas, como el análisis de las cargas térmicas, el cálculo de la huella de carbono de los materiales, el análisis de ciclo de vida del edificio o la simulación de la iluminación natural para su aprovechamiento. Existen plataformas BIM que permiten exportar los datos del modelo a herramientas de análisis energético para calcular los consumos futuros y optimizar el diseño de las instalaciones, garantizando el cumplimiento de normativas como el Código Técnico de la Edificación (CTE) y también certificaciones ambientales LEED o BREEAM, entre otras.

Dimensión 7D: Gestión y Mantenimiento

Cuando termina la ejecución de la obra, y se entrega el edificio o infraestructura, el modelo BIM se convierte en el plano As built definitivo, y pasa a convertirse en la dimensión 7D o Facility Management. Consiste, en la gestión del ciclo de vida operativo del edificio y de sus instalaciones. En este sentido, toda la información de los equipos instalados, queda vinculada a los objetos del modelo digital. Instituciones como BuildingSMART promueven el uso de estándares abiertos en esta fase, como IFC o COBIe, ya que garantizan la interoperabilidad entre distintos softwares. El objetivo consiste, en que los gestores del edificio, puedan planificar el mantenimiento preventivo y correctivo de forma eficiente, alargando así la vida útil del inmueble y reduciendo con ello los costes operativos.

BIM en el ciclo de vida de un proyecto

Uno de los mayores éxitos de la metodología BIM consiste en la eliminación de la fragmentación de la documentación en las sucesivas fases del ciclo de vida del edificio. Porque lo cierto es que uno de los problemas habituales en el sector AEC es la pérdida de información de una fase a otra. Suele ser habitual que los planos de proyecto no coincidan con exactitud con los de final de obra y que estos tampoco coincidan exactamente con la documentación facilitada al personal encargado de mantenimiento.

Metodología BIM en fase de proyecto

BIM permite, en fase de diseño o proyecto, que el arquitecto y el ingeniero modele el edificio en forma de maqueta virtual facilitando el trabajo colaborativo a través del CDE. En esta etapa es posible integrar sistemas de climatización, ventilación o fontanería, entre otros, directamente sobre la estructura propuesta por el arquitecto. De esta manera es posible realizar análisis de interferencias de forma automática, calcular de forma precisa las cargas térmicas vinculando las propiedades de los materiales modelados o generar documentación técnica, planos de detalle y mediciones, con la total seguridad de que cualquier cambio en el diseño, actualizará automáticamente el resto de los documentos.

Metodología BIM en fase de construcción

En la fase de construcción BIM se convierte en la herramienta de trabajo para la constructora y el enfoque pasa a la ejecución de la obra, la logística y la certificación. De hecho, el uso de BIM en obra optimiza la planificación temporal y el control de costes, dimensión 4D y 5D, respectivamente. Con la metodología BIM en fase de construcción es posible comparar periódicamente el avance de los trabajos frente el gemelo digital. También es posible integrar BIM con dispositivos móviles a pie de obra, lo cual permite a los operarios resolver dudas técnicas consultando el modelo en una tablet, certificar partidas ejecutadas en tiempo real y registrar cualquier modificación de obra para que el modelo final refleje lo construido con absoluta fidelidad, en la fase As built.

Gestión de ciclo de vida completo

BIM también permite la gestión del ciclo de vida completo. Es lo que se conoce como BIM para Facility Management. Se estima que el 80% del coste total de un edificio se genera durante su fase de operación y mantenimiento. Cuando termina la ejecución de la obra, el contratista entrega al propietario un modelo BIM, el cual contiene todos los datos técnicos necesarios como fichas de mantenimiento, periodos de garantía, esquemas de cableado, etc. Al conectar este modelo con softwares de gestión de activos o plataformas de IoT, el edificio se transforma en un Gemelo Digital. Esto permite predecir averías, optimizar los consumos energéticos de las instalaciones en tiempo real y planificar rehabilitaciones eficientes.

Ventajas de BIM frente a metodologías tradicionales

El trabajo tradicional mediante planos en 2D y flujos de trabajo lineales genera desconexión entre los diferentes agentes de proyecto. La transición hacia el entorno BIM rompe con esta dinámica de trabajo y las ventajas se traducen en mayor rentabilidad, precisión y calidad constructiva. Estas son las ventajes de BIM:

• Centralización de la información y trabajo colaborativo en tiempo real. Cuando se trabaja con metodologías tradicionales, y se produce un cambio, el riesgo de que un documento quede desactualizado es elevado, ya que dicho cambio se debe de realizar manualmente en varios documentos. Con BIM, toda la información reside en una única base de datos centralizada, por lo que cualquier cambio realizado en el modelo digital se actualiza automáticamente en todos los planos y tablas de planificación. Por otro lado, todos los agentes, arquitectura, estructura e instalaciones, trabajan de forma simultánea.

• Reducción de errores y costes imprevistos. Los imprevistos por falta de coordinación, algo habitual en los métodos tradicionales de trabajo, requieren modificados de proyecto. La metodología BIM introduce de forma automática la detección de colisiones o conflictos espaciales en la fase de diseño.

• Precisión en mediciones y presupuestos. BIM automatiza el proceso de medición mediante la extracción de datos paramétricos, evitando la medición manual asociada a los métodos tradicionales. El modelo recoge toda la información necesaria para generar el listado exacto de materiales de manera inmediata. Este flujo de trabajo permite ajustar los presupuestos, optimizar las compras y eliminar el sobredimensionamiento de material.

• Simulación del comportamiento del edificio antes de construir. En los modelos tradicionales sólo existen líneas. En el modelo BIM, en cambio, los elementos contienen la información de sus propiedades físicas y térmicas reales, lo cual permite realizar análisis lumínicos, simulaciones de CFD para estudiar el movimiento del aire, o cálculos precisos del comportamiento térmico de la envolvente. Con BIM se optimiza el diseño para garantizar el cumplimiento estricto de la normativa vigente.

• Transferencia de valor para el Facility Management. El modelo As Built digital interactivo generado mediante la metodología BIM contiene toda la información necesaria, facilitando la gestión operativa desde el primer día de funcionamiento del edificio. Algo impensable con la metodología tradicional que incluye documentación que con el tiempo queda obsoleta.

Implantación de BIM en España

La adopción de BIM en nuestro país ha pasado de ser una recomendación a una exigencia para garantizar la transparencia, la sostenibilidad y la optimización del gasto en infraestructuras públicas.

• Estandarización de BIM. La estandarización de BIM se articula principalmente a través de las normas internacionales UNE-EN ISO 19650, que regulan cómo se debe organizar, gestionar y compartir la información de los activos construidos a lo largo de su ciclo de vida. En Espala la Comisión esBIM es el organismo técnico encargado de coordinar la implantación a nivel nacional, fomentando el uso de estándares abiertos (openBIM) y el uso de formatos universales (IFC) garantizando la interoperabilidad entre los profesionales que trabajan de forma colaborativa.
• BIM en la contratación de BIM. El Plan de Incorporación de la Metodología BIM en la Contratación Pública, establece un calendario de aplicación progresiva en los contratos públicos, desde el 1 de abril de 2024 hasta el 1 de abril de 2030, que en función del valor estimado de contrato, exigirá un determinado nivel de suso de BIM que va aumentando en exigencia técnica, desde el nivel inicial, pasando por nivel medio hasta nivel Avanzado y finalmente nivel integrado.

Desafíos en la implantación de BIM

La transición hacia la metodología BIM no está exenta de retos, ya que implica romper con décadas de flujo de trabajo tradicionales basados en el CAD 2D. Por otro lado,  implantar un modelo colaborativo transversal exige un esfuerzo coordinado más allá de adquirir una licencia de software. Estos son los mayores retos:

• BIM requiere una forma de pensar y estructurar los proyectos completamente distinta. Es decir, pasar de dibujar líneas a construir modelos digitales que incluyen datos, implica una curva de aprendizaje pronunciada. La planes de implantación corporativos, fallan cuando se limita la capacitación al manejo de la interfaz de la herramienta y se ignoran otros aspectos como los flujos de gestión de la información, el intercambio bajo el formato IFC o los protocolos de comunicación en el CDE.
• La inversión económica inicial en software, hardware y procesos es elevada. Especialmente para PYMES, ingenierías locales e instaladores independientes.
• La metodología BIM exige una cultura de confianza y corresponsabilidad. En este sentido los diferentes agentes, arquitecto, ingeniero de instalaciones y constructor, se deben coordinar bajo los principios de transparencia, y esto puede generar reticencias, desaprovechando el potencial de la metodología.
• La información no fluye sin interrupciones desde las grandes constructoras e ingenierías hasta el último eslabón de la obra. Hecho que representa uno de los mayores desafíos logísticos y tecnológicos del sector AEC en nuestro país. El motivo consiste en que el tejido auxiliar compuesto por subcontratas, montadores o mantenedores locales, todavía trabajan de forma mayoritaria en entornos analíticos 2D.

Preguntas frecuentes sobre BIM

¿Cuál es la diferencia entre Revit y BIM?

BIM es la metodología global de trabajo colaborativo basada en la gestión de datos e información a lo largo de todo el ciclo de vida de un edificio. Revit es un software desarrollado por Autodesk para poder aplicar y ejecutar los procesos de esa metodología BIM. Por lo tanto, BIM es el método y Revit, el instrumento.

¿Cuál es la diferencia entre el modelado CAD 3D y BIM?

El CAD 3D representa la geometría visual del edificio mediante líneas, superficies y volúmenes estáticos. BIM, en cambio, añade una base de datos inteligente a esa geometría. Digamos que si quiero representar una tubería, por ejemplo, con el modelo CAD 3D se dibuja un cilindro, pero con BIM, el sistema sabe el material de esa tubería, su rugosidad, su pérdida de carga, su fabricante, coste y a qué sistema de climatización pertenece.

¿Cuáles son las ventajas de BIM frente a CAD?

Con BIM se automatizan los cambios, ya que si se modifica algún elemento, éste se traslada automáticamente a todos los planos, vistas y mediciones. En CAD los cambios se realizan manualmente.

Además BIM permite detectar errores en fase de diseño, ya que el sistema detecta colisiones o conflictos de forma automática, evitando sobrecostes y parones en fase de ejecución.

Por último, BIM permite generar mediciones reales de forma automática del modelo digital, evitando medir directamente sobre planos de CAD tradicionales.