Fabricación de objetos virtuales parametricos inteligentes modelados vía GDL (Gometric Description Lenguage) en formato IFC (Industry Foundation Classes) aplicados en plataformas de diseño y construcción virtual, gestionados en manejo integrado de proyectos y adaptados a la Industria de la Construcción en Panama.

Los proyectos inmobiliarios están subordinados a distintas variables dependiendo de su alcance u objetivo, algunas son imperativas: diseño, cantidades de material, previsión de compras, asignación de rendimientos para presupuestos de obra; especificaciones y planos; control de programación, constructibilidad, cálculos estructurales, instalaciones, riesgos, seguridad, impacto ambiental, control financiero, acústica y más recientemente sostenibilidad, son tan solo algunas de las vertientes. Es básico, lograr un plan de trabajo integral cuya estrecha y coordinada relación entre los distintos agentes, anticipe fallos, solucione errores, sea eficiente. Tradicionalmente cada una de las variables ya mencionadas, al estar relacionadas a diversas especialidades son manejadas de manera independiente, es decir, cada profesional o grupo trabaja de manera prácticamente aislada, para luego ubicar en los planos generales o documentos de construcción su propuesta. El siguiente paso es efectuar los ajustes necesarios en los documentos según las limitantes, conflictos y cambios generados a partir de diversos motivos (interrelaciones, nuevas disposiciones) esto ocurre de manera sostenida en el proceso de planeamiento y toma mucho tiempo, al no tener herramientas de formulación adecuadas incluso muchos problemas son detectados en los períodos de ejecución cuyo impacto negativo al proyecto es aún mas sensitivo.

Problemas clásicos en los desarrollos tradicionales de formulación de proyectos existentes en el mercado actual son:

Arquitectura: pobre información en los documentos de construcción en cuanto a características físicas y funcionales; planos o documentos de construcción bidimensionales y poco actualizados a lo largo del ciclo de vida del proyecto donde no se reflejan de forma segura cambios en presupuesto, programación en cuanto a elementos de diseño; muy bajo nivel de intercambio de información; incompatibilidad de software de las distintas especializaciones (uno de los mayores obstáculos en el intercambio de información); baja interoperabilidad, se estima que este problema afecta en un 3.6% los costos del proyecto. En ingeniería: complicada generación de información relacionada al diseño de las facilidades de los sistemas y el análisis de sus características, los datos generados desde estos análisis a menudo generan cambios en diseño afectando presupuestos y programación; la información generada a raíz de los sistemas de plomería, mecánicos, aire acondicionado, electricidad y demás generan interferencias rara vez detectadas ocasionando costos y ordenes de cambios en etapas de ejecución.

Construcción:
Confusa generación de información actualizada con el trabajo en campo y relacionada a programación, previsión, cantidades necesarias (equipo, materiales, etc) cuyo costo afecta de manera directa el diseño del proyecto; también la baja interoperabilidad de los sistemas de control en campo con los de oficina son un gran obstáculo el 2.5% de los costos adicionales de un proyecto están vinculados a este fenómeno. Dueños e Inversionistas: pobre y poco acertada actualización sobre costos, programación, y sus necesarios ajustes a lo largo del ciclo de vida del proyecto, poca información relacionada al mantenimiento o uso de las facilidades del proyecto. Fabricantes de productos para la construcción: falta de información en cuanto a dimensiones, pesos, apariencia, costos, garantías y futuro mantenimiento, todos estos datos afectan costos y diseños. Los objetos virtuales inteligentes generados con métodos de Diseño y Construcción Virtual (métodos VDC por sus siglas en inglés), con herramientas BIM (Building infomation Model) o modelos de información del edificio y procesados y aplicados a sistemas de administración colaborativa son la vía que hoy día, países industrializados están utilizando para la solución de estos problemas.

La tecnología de diseño y construcción virtual vía BIM se está implantando en los principales programas de CAD (Allplan®, Archicad®, y Revit® Architecture) y su evolución ofrece a los usuarios mejoras sustanciales en el desarrollo completo de sus proyectos. La eficiencia medida en productividad a razón de la implementación de estas innovadoras formas de manejo de proyectos ha provocado reacciones en países desarrollados, en muchos se exige la utilización de sistemas virtuales, incluso existen proyectos de ley en Estados Unidos que se dirigen a ello (Colorado House Bill 1342 “IPD Methods and Public Projects ̈), y la división de facilidades del Estado de Wisconsin requerirá que todos los proyectos de mas de 5 millones de dólares sean diseñados en base a sistemas de desarrollo Virtual BIM, la American Institute of Architects ya incluye entre sus guías de trabajo una  ̈IPD guide ̈ donde se ha hecho una adenda de colaboración BIM dando esto un vuelco no solo en administración sino incluso en la conformación de contratos de construcción y sus implicaciones legales. La aplicación rápida a razón de las nuevas exigencias en países de industrializados es un reto para las empresas que en estos países apenas empiezan a gestionar sistemas BIM y objetos inteligentes y enfrentan los consecuentes costos a razón de curvas de aprendizaje.

El objetivo es la generación de objetos virtuales inteligentes como herramientas integradas de construcción colaborativa aplicados en procesos de diseño y construcción virtual, esto se consigue a través de diversos sistemas de administración de avanzada: IPD (Integrated project delivery) o manejo integrado de proyectos, Lean Construction o construcción eficiente y los ya mencionados programas BIM (Building Information Model) o Programas de Modelos de Información del Edificio en plataformas de diseño y construcción virtual, y los acuerdos colaborativos que son una nueva generación de contratos integrados. El éxito radica en el continuo y expedito intercambio de información desde las etapas iniciales del proyecto. Es necesario en primera instancia lograr un sistema basado en objetos inteligentes paramétricos lo suficientemente robustos y de eficiente interoperabilidad, con este objetivo se utilizan objetos generados en GDL (Geometric Description Language) que es uno de los lenguajes de programación utilizado para la fabricación de los elementos u objetos que se gestionan para el modelo virtual de información de un edificio, por ejemplo, una pared generada en lenguaje GDL puede contener información de tipo de material, rendimientos de mano de obra, cantidades de bloques, cemento, pesos, dimensiones, costos, tiempo, etc. que puede además comportarse de manera inteligente, es decir, puede responder y variar ante condiciones especificas que se apliquen al proyecto y evaluar resultados o impactos. Se crean nuevos objetos GDL generados con información, valores unitarios, especificaciones, regulaciones, usanzas y requerimientos de los sistemas de fabricación de edificios en Panamá en formato IFC, el formato IFC (Industry Foundation Classes) es de especificación abierta y no está bajo el control de ningún fabricante de software. Ha sido desarrollado por la IAI (International Alliance for Interoperability) con el fin de convertirse en un estándar que facilite la interoperatividad entre programas del sector de la construcción. Con este formato, el proceso de introducción de datos se simplifica y cada aplicación informática que interviene en el proyecto solo necesita la introducción de datos necesaria y se pueden aprovechar los datos introducidos en los programa CAD/BIM, con el incremento de seguridad y la reducción de esfuerzo consiguientes. Los objetos Inteligentes paramétricos son vinculados o exportados a diversos programas que manejan las distintas especialidades y se obtienen modelos independientes específicos que llamaremos modelos de disciplina, como los de análisis y diseño estructural por ejemplo donde el modelo es sometido a diversas pruebas (cargas, sismos, vientos, etc.) para generar los elementos necesarios para soporte y adecuada construcción, el de arquitectura donde se define el diseño y disponibilidad de espacios, el mecánico en el que se desarrollan los sistemas húmedos contra incendio o aire acondicionado, el de plomería, sistemas eléctricos y otros.

Toda esta información se compendia de manera inmediata y exacta en los objetos inteligentes, que cambiarán o se ajustarán a los resultados específicos generados en cada una de los modelos de disciplinas, este conjunto de objetos generados en estos modelos se conjugan finalmente en un solo modelo compuesto, que también se altera y adapta según los requerimientos generados por los mencionados modelos de disciplina de cada una de las especialidades y además se retroalimenta de manera constante. En esta plataforma, el modelo compuesto también detecta errores de relación, ubicación, diseño, disposición, y aún mas allá en costos, presupuesto, y tiempo programado, pues el mismo es susceptible a ser afectado según diversos escenarios y puede ser conectado a sequenciadores, programas de control de obra o construcción o administración y programación, eficiencia energética, sostenibilidad e impacto ambiental. Luego de ejecutadas las pruebas al modelo compuesto y a haber logrado el comportamiento o rendimiento esperado, el equipo entero (dueños, ingenieros, arquitectos, operadores, contratistas, subcontratistas, manufactureras y suplidores de material) intercambia información en una sola vista o escenario de todo el proyecto en tiempo real en las etapas posteriores de ejecución, operación o evaluación, donde se sincroniza diseño, planeamiento y programación, cadena de suministros, gestión, gestión de riesgos, presupuestos y costos, estas etapas involucran: cuantificaciones de cantidades para presupuestos, en donde se logran estimaciones muy precisas derivadas de la información depositada en los objetos GDL; presupuestos, aquí se ensamblan los distintos componentes según las estructuras de costos generadas en el formato IFC desde los objetos inteligentes y se vinculan a diversas formulas de cálculo de rendimiento que puede lograrse según los estándares de la Cámara Panameña de la Construcción en cuanto a mano de obra y en base a los requerimientos técnicos, dosificaciones o especificaciones necesarias para cada material o equipo, el presupuesto se redefinirá a razón de cualquier cambio realizado tanto en los modelos de disciplina como en el compuesto afectando valores de manera inmediata; de igual manera se comportará la programación en tiempo del proyecto, pues todos los objetos inteligentes tienen también cargas horas hombre que serán ajustadas según la disponibilidad o asignación de recursos deseada y son vinculados a programas de programación de tiempo cuyas líneas de flujo son optimizadas y comprimidas para revisar factibilidad y lograr planificación de escenarios, análisis de riesgos y conseguir una mejor la predictibilidad, pues la base de datos generada en el modelo compuesto logra reportes inmediatos informando conflictos o problemas ante cualquier escenario aplicado al proyecto y de esta forma tomar mejores decisiones evitando retrasos y errores.

En adición la mitigación de riesgos a razón de acuerdos colaborativos del equipo de trabajo aplicados a Métodos de Construcción Eficiente o Lean y estrategias BIM impulsa a todos los involucrados a resolver de manera eficiente problemas de constructibilidad y diseño a medida que avanza el proyecto logrando un alto grado de eficiencia en todo el proceso de construcción. Estas herramientas y procesos llevados desde los modelos virtuales obliga a los involucrados a mitigar en la mejor posición un riesgo particular y en el momento indicado. La integración de todos los procesos y la mejora en comunicación a través de todo el ciclo de diseño y construcción han probado ser parte esencial de los cambios que se han generado en la administración de obras hoy en día, los objetos inteligentes en plataformas de modelos de Diseño y Construcción Virtual del Edificio y gestionados en plataformas de entrega integrada de proyectos han probado ser elementos clave en miras de lograr ese necesario flujo de información y comunicación. Los objetos virtuales paramétricos inteligentes conforman una maqueta virtual, predictiva- interactiva de los posibles escenarios y conflictos dentro de un proyecto de construcción; esta tecnología permite una mayory acertada comprensión por parte de todos los profesionales involucrados, ya que se presenta dentro del lenguaje visual universal manejado por todos los miembros de un equipo desde los ramos iniciales del diseño hasta una vez finalizada la obra.

Arq. Luis Vargas A.

2010-08-27

Chitré, Herrera, República de Panamá