LA ÓPTIMA GESTIÓN DE LAS INFRAESTRUCTURAS CIVILES ES DE VITAL IMPORTANCIA PARA EL FUNCIONAMIENTO DE NUESTRA SOCIEDAD Y MÁS, TENIENDO EN CUENTA LAS METAS DE DESARROLLO SOSTENIBLE (ODS) QUE LA ONU HA FIJADO PRÓXIMAMENTE PARA TODAS LAS NACIONES. ESTE CONJUNTO DE OBJETIVOS SOSTENIBLES ADQUIERE UNA CADA VEZ MAYOR IMPORTANCIA Y SENSIBILIZACIÓN POR PARTE DE TODA LA SOCIEDAD Y SOBRE TODO POR PARTE DE LAS ADMINISTRACIONES PÚBLICAS QUE SON, EN ÚLTIMA INSTANCIA, LOS PROMOTORES Y GESTORES DE LAS INFRAESTRUCTURAS EN LAS QUE SE APALANCAN NUESTRAS CIUDADES.

La digitalización de las infraestructuras permitirá establecer los cimientos para una óptima gestión futura mucho más eficiente y, por ende, más sostenible. Digitalizar desde el inicio permite tener un enfoque holístico de la infraestructura, contemplándola de forma global en todo su ciclo de vida, desde la planificación inicial, hasta el proyecto, la construcción y el mantenimiento − operación.

Tendencias emergentes como las smarts cities, los smart grids, las redes energéticas, los vehículos autónomos sin conductor, el IoT y la conexión 5G precisan de una base digital de nuestro entorno o, lo que comúnmente empieza a llamarse un Digital Twin (Gemelo Digital), en el cual todo esto tipo de tecnologías se apoyarán en una base de datos hiperconectada.

BIM y GIS como bases de datos combinadas

BIM y GIS tienen algo en común: la ‘I’ de información, la ‘I’ asociada a base de datos. En primer lugar podemos decir que GIS (o SIG, en español) son bases de datos georeferenciadas que abarcan una gran extensión de un territorio, mientras que BIM son bases de datos (sin hablar de metodología) que se centran en una porción mucho más acotada de nuestro entorno y de una actuación o proyecto concretos, teniendo en cuenta que su uso se focaliza más en la gestión de la fase de proyecto y en la fase de construcción.

Si combinamos BIM y GIS, éstos se pueden complementar permitiendo extender el uso de ambos en la totalidad del ciclo de vida. GIS completará a BIM tanto para la parte inicial de planificación, en partes de proyecto, pero sobre todo en la parte de operación y mantenimiento. BIM le otorgará a GIS el aspecto metodológico: la necesidad de establecer un punto de encuentro entre máquinas y personas, la necesidad de disponer y gestionar la información en un espacio de trabajo en común (CDE) en la nube, acotar y establecer los procesos y evolución necesarios, así como las reglas de interacción entre los diferentes agentes que intervienen en los proyectos.

Acuerdos estratégicos y evolución del mercado GIS y BIM para infraestructuras

Las principales compañías desarrolladoras de soluciones de GIS (Esri) y BIM (Autodesk) firmaron a mediados del año 2017 un acuerdo de colaboración que ya está dando sus primeros resultados. Las diferentes soluciones que ofrece Esri, como ARGISPro, y los principales software BIM de Autodesk focalizados en infraestructuras (Infraworks, AutoCAD Civil 3D y Revit) tienen, a día de hoy, mecanismos de integración mutua y bidireccional que pueden aportar sinergias muy provechosas para complementar y ahondar más en los flujos de trabajo.

Los demás desarrolladores de software no se han quedado atrás. Bentley, Tekla, Istram e incluso herramientas GIS de desarrollo abierto como QGIS o GVSigRoads están en la misma senda de complementar los datos: GIS 3D, IFC… de forma que los diferentes usuarios pueden realizar integraciones entre ambos entornos ampliando el abanico de funcionalidades.

GIS y BIM en la fase de planificación y proyecto de las infraestructuras

Muchas personas ya hemos interiorizado el uso diario de datos GIS: el GPS − la navegación a través de dispositivos móviles y las tecnologías de IA (Inteligencia Artificial) − nos indica, por ejemplo, el mejor camino para trasladarnos de una ubicación a otra. Estas acciones cotidianas, y que consideramos indispensables, nos aportan información georeferenciada, pero esto debe aplicarse más allá de los entornos de movilidad. Toca aprovecharlo para los entornos de gestión de proyectos de infraestructuras en su globalidad.

A lo largo de varios años, muchas de las administraciones han ido construyendo bases de datos georreferenciadas y las han publicado en sus diferentes portales, la mayoría de veces, de forma gratuita. Estas bases de datos están evolucionando y mejorando en tiempo y forma desde los últimos años: ahora contienen multitud de datos vectoriales, datos ráster, LIDAR, servicios WMS, WFS… Cada vez más, se dispone de una información más precisa y de mayor calidad. Esta información, sin duda alguna, se puede y se debe aprovechar por parte de los agentes para iniciar la planificación de los proyectos en un entorno digital y desde el comienzo.

Esta información, en los flujos de trabajo, mediante el uso de herramientas GIS específicas, se prepara para el contexto y el ámbito del proyecto, se adapta a las particularidades del mismo y se contextualiza: variaciones geométricas o de datos que posteriormente, y mediante la transmisión de esa información a herramientas de planificación de infraestructuras bajo entornos BIM, permiten analizar y desarrollar mucho mejor y de forma más específica las variantes de un proyecto y tomar, desde una fase lo más temprana posible, las mejores opciones de diseño.

Además, los modelos BIM desarrollados a posteriori en herramientas de desarrollo de infraestructura lineal, pueden analizarse e introducirse de nuevo en las propias herramientas GIS, y en combinación con los geoalgoritmos disponibles, proporcionan una mayor capacidad de análisis de información: análisis ambiental, visibilidad, hidrología, estudios de acústica, geológica −entre otros− del corredor planteado.

En este contexto inicial de planificación y proyecto de infraestructuras, la información que puede proporcionar un análisis con gran cantidad de información (BIG Data), combinada con la anterior puede generar un gran pool de inputs en la toma inicial de decisiones: tanto para la posible nueva construcción como para plantear una reforma o ampliación de las mismas en los puntos de más necesidad. La disponibilidad en primera instancia de datos que ofrecen las compañías operadoras de telecomunicación sobre el comportamiento de los futuros usuarios de la infraestructura y su procesamiento posterior, permitirá alinear mucho mejor la toma de decisiones de carácter técnico, ambiental y de sostenibilidad en todo tipo de proyecto.

BIM y GIS en la fase de mantenimiento de infraestructuras

Solo en el ámbito de las carreteras (sin contar con la red de FFCC o las redes de infraestructura hidráulica), en España existen 166.000km de carreteras (teniendo en cuenta el ámbito estatal, autonómico y provincial) y la inversión en mantenimiento recomendada por la ACEX – Asociación de Empresas de Conservación y Explotación de Infraestructuras – debería aproximarse a los 4.500 millones de euros anuales, lo que supone una media de unos 27.000€/km. Las carreteras estatales de alta capacidad como las Autopistas y Autovías requieren de unos 50.000€/año y km, las autonómicas unos 30.000€/año y km, y las de diputaciones unos 16.800€/año y km.

Disponer de información de calidad y veraz de todo el inventario de elementos de la infraestructura es, sin duda alguna, el punto de partida para mejorar la toma de decisiones durante la fase de operación y mejorar así la eficiencia. Es el cimiento para garantizar la óptima gestión de los recursos y fomentar el ahorro.

Incluso más allá de “operar” se debe realizar el análisis de todos los datos de la infraestructura de una forma global, sobre todo en pro de detectar los puntos conflictivos y críticos de una infraestructura para poder actuar de la forma más diligente posible en su actuación y mejora: no nos podemos permitir que el déficit de mantenimiento ocasione accidentes y pérdidas de vidas humanas.

Para operar las infraestructuras de una forma óptima nuestro Gemelo Digital (Digital Twin) es el que proporcionará los datos a las diferentes soluciones de software y sistemas, que a día de hoy, lo están haciendo mediante su interacción con GIS.

Otro reto al que nos enfrentamos es la necesidad de construir un auténtico catálogo virtual de nuestras infraestructuras. Debemos pensar que en Europa la gran mayoría de ellas ya están construidas, lo que falta ahora es desarrollar su Gemelo Digital para que pueda proporcionar la información a los sistemas de gestión bajo un entorno de integración de todas las bases de datos.

Presente y futuro digital de las infraestructuras

Como comentado anteriormente, el presente pasa por obtener un catálogo virtual de las infraestructuras con el fin de poderlas operar de la forma más sostenible posible y construir de acuerdo a las necesidades actuales y futuras de operación y mantenimiento.

Este catálogo virtual, a medida que la tecnología avance en los próximos años, implicará una mejor capacidad y facilidad a la hora de generarlo y gestionarlo. La mayor precisión de captura de información de satélites, UAV, etc… Avance en el desarrollo de sistemas de Deep Learning y de Inteligencia Artificial para la detección y procesamiento de los elementos capturados proporcionarán las palancas óptimas para su generación de forma eficiente.

Con los datos totalmente integrados y el análisis de la gran cantidad de información que se podrá cruzar y relacionar, los expertos podrán analizar la información y determinar el mejor conjunto posible de soluciones basados en criterios de sostenibilidad. Las infraestructuras, y en general el sector de la construcción, tiene que aplicar lo que otros sectores industriales ya están realizando: el mantenimiento preventivo estructurado en base a la Inteligencia Artificial.

Los BIM Manager de Infraestructuras

Los agentes que están liderando este cambio son los BIM Manager de infraestructuras. En el contexto de BIM y GIS, los proyectos con un ámbito tan holístico y multidisciplinar requieren de un perfil que proporcione las mejores soluciones globales a los retos futuros de las infraestructuras y que sobre todo conozca de primera mano las mejores soluciones de software, para proponer los mejores flujos de trabajo posibles.

A diferencia de los proyectos de edificación, el BIM aplicado a infraestructuras tiene un mayor abanico y ecosistema de herramientas disponibles con un alto grado de interacción entre ellas. En gran medida, los proyectos de infraestructuras requieren de una correcta alineación entre las diferentes plataformas GIS y BIM, y entre los diferentes tipos de herramientas de coordinación, modelado de estructuras, presupuesto, planificación, trasvase de datos de inventario, etc… son necesarias muchas teclas y una gran visión de conjunto: en etapas iniciales es muy importante pensar de aguas abajo a aguas arriba del proceso para proporcionar el mejor encaje de las necesidades y los mejores flujos de trabajo.

Además, los BIM Manager de Infraestructuras deben poner los cimientos a la metodología colaborativa necesaria para configurar tanto los sistemas como las personas implicadas en los proyectos. Este perfil deberá liderar nuevas formas de comunicación y los espacios comunes de información, los CDE. Lo que está claro es que, más allá del conocimiento propio de las herramientas y la técnica, el BIM Manager de Infraestructuras necesita cualidades de liderazgo.

Autor: Agustí Jardí.


Fuente de origen:La digitalización de las infraestructuras: Interacción de BIM y GIS como vectores clave de sostenibilidad. 13 de Enero del año 2020 [consulta: 26 junio 2021]. Disponible en: https://www.e-zigurat.com/blog/es/interaccion-bim-gis-vecotres-sostenibilidad/

RESPONSABLES DE PUBLICACIÓN

Andy Jiff Cruz Loaiza – acruzloaiza@gmail.com | Universidad Continental – Sede Cusco 

Según el Lean Construction Institute (ILC), Lean construction es una filosofía que se orienta hacia la administración de la producción en construcción y su objetivo principal es reducir o eliminar las actividades que no agregan valor al proyecto y optimizar las actividades que sí lo hacen.

Lean Construction es una filosofía que se basa en el Lean Production propuesto por el japonés Taiichi Ohno, encargado de la producción en Toyota Motor, entre los años 50 y 60. Con el desarrollo de las ideas en base al Lean Production, los ingenieros industriales, después de sus investigaciones, refinaron y desarrollaron el proceso de manufactura al cual denominaron Toyota Production System, quienes establecieron su marco teórico y ampliaron el nuevo enfoque de la producción sin pérdidas. A finales del siglo XX, Lauri Koskela investiga sobre el Lean Production y Toyota Production System y es así donde publica su investigación “Aplicación de la nueva filosofía de producción a la construcción” en el cual sostuvo que la producción debía ser mejorada mediante la eliminación de los flujos de materiales y que las actividades de conversión mejorarían la eficiencia. La Filosofía Lean Construction clasifica a los desperdicios o residuos de construcción en 8:

Tipos de desperdicio o residuos
Talento No UtilizadoTransporte
InventarioDefectos
MovimientoSobreproducción
EsperaSobre procesamiento

Fuente: www.evalore.es/

En la filosofía Lean, la planificación y control son procesos que complementan y dinamizan con los objetivos del proyecto, definiendo criterios y creando estrategias necesarias para alcanzar dichos objetivos y asegurar un control en la secuencia prevista de cada actividad.

Al implementar el Lean Construction en Proyectos de Construcción, se requiere que exista un compromiso en la mejora continua de procesos, lo que permite tener una mejora en seguridad, calidad y eficiencia del proyecto al momento de su aplicación. Es por ello que, para tener una correcta implementación de la filosofía Lean, se debe aplicar sus principios de forma correcta en las actividades del proyecto. Koskela propone 11 principios:

  1. Reducción o eliminación de las actividades que no agregan valor
  2. Incremento del valor del producto
  3. Reducción de la variabilidad
  4. Reducción del tiempo del ciclo
  5. Simplificación del proceso.
  6. Incremento de la flexibilidad de la producción.
  7. Transparencia del proceso
  8. Enfoque del control al proceso completo
  9. Mejoramiento continuo del proceso
  10. Balance de mejoramiento de flujo con mejoramiento de conversión
  11. Referenciación.

Estos principios Lean solo pueden ser aplicados de forma eficaz si las personas interesadas se comprometen en mejorar todo el proceso de gestión del proyecto.

Herramientas de Lean Construction

Para que Lean Construction funcione dentro de la Gestión de Proyectos, es necesario el uso de una serie de herramientas que simplifiquen el uso y permitan llevar los principios teóricos a la práctica. Los más usados en obras son:

  • Last Planner System

En cuanto a las herramientas de Lean Construction, fue Ballard quien empezó a trabajar con Koskela luego de oírlo hablar en una conferencia en la Universidad de Berkeley, y juntos conformaron el Grupo Internacional de Lean Construction, surgido durante la primera conferencia sobre sistemas de gestión de proyectos de construcción en 1993 en Helsinki- Finlandia. Fueron Glenn Ballard y Greg Howell quienes crearon el Last Planner System o Sistema del último planificador, que se centra en la gestión de los flujos en el proceso de construcción.

Básicamente, el Last Planner System es un enfoque en el cual el equipo de trabajo de un proyecto prepara planes de trabajo que pueden ser ejecutados con un nivel de fiabilidad alto.

  • Planificación general o programa maestro (Master Plan)

El Máster Plan es la programación de todas las actividades necesarias para realizar la construcción de las especialidades que forman parte de un proyecto de un proyecto. Dicha programación se puede hacer en forma de un diagrama de Gantt, estableciendo los tiempos de todas las tareas necesarias para culminar la etapa de construcción en los proyectos.

  • Planificación intermedia

La planificación intermedia es el segundo nivel en la aplicación del Last Planner System y consiste en desglosar la programación general para evitar perder tiempo y material; se destacan aquellas actividades que deberían hacerse en un futuro cercano. Es aquí donde se controlan la coordinación de diseño, los proveedores, los recursos humanos, los requisitos previos para hacer las actividades y la información para que las cuadrillas de trabajo cumplan con sus objetivos en obra. Para hacer la planificación intermedia deben seguirse los siguientes procesos:

  • Definición del intervalo de tiempo
  • Definición de las actividades que serán parte del plan intermedio
  • Análisis de restricciones
  • Intervalo de trabajo ejecutable
  • Porcentaje de programa cumplido
  • Planificación semanal

Es la última fase de la planificación del Last Planner System y presenta un nivel de detalle mayor antes de la ejecución de un trabajo, el cual es realizada por los encargados de obra, jefes, ingenieros, capataces y todos aquellos que supervisan directamente la ejecución de un proyecto. En dicha planificación se mide el Porcentaje de Actividades Completadas (PAC) para determinar porcentualmente cual fue el número de actividades programadas que realmente se ejecutaron en obra y con ello, medir la efectividad de la planificación semanal, además de tabular las causas por las cuales el PAC no fue del 100%, y corregirlas en la siguiente semana. Para que el plan sea exitoso deben cumplirse los cinco criterios de calidad:

Definición, consistencia, secuencia, tamaño y retroalimentación.

BIM

El BIM como herramienta Lean es el proceso de generación y modelado de datos de la construcción durante todo su ciclo de vida. BIM es visto como un enfoque emergente que le ayudará a la industria de la construcción en la consecución de los objetivos de Lean construction, eliminación de pérdidas, reducción de costos, mejora de la productividad de los equipos de trabajo y resultados positivos para el proyecto.

Referencias bibliográficas:

  1. Muñoz, P. (2021, 17 marzo). Qué es Lean Construction o Construcción sin Pérdidas. Bienestar y Sostenibilidad | Espacios Evalore. https://evalore.es/que-es-lean-construction
  2. Consuegra, J. (2020, 15 julio). Herramientas para LEAN Construction. Reto KÖMMERLING. https://retokommerling.com/herramientas-para-lean-construction/#:%7E:text=La%20herramientas%20para%20LEAN%20Construction,en%20los%20proyectos%20de%20edificaci%C3%B3n.
  3. Torres, L. (2018). Lean Construction y la gestión por proceso en acondicionamiento de agencias de la CMAC. Huancayo S.A. http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/5367/T010_44006923_M.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  4. Porras, H. y otros (2014). Filosofía Lean Construction para la gestión de proyectos

 

Autores del Resumen: 

  • José Antonio Sifuentes Chafloque
  • Flavio Cesar Prudencio Ramos
  • Maira Donayre Casas

Origen del Artículo

Responsable de traducción y/o Publicación:

Institución universitaria: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)

Vivimos en un mundo globalizado en el que la interoperabilidad entre las personas y empresas a nivel mundial forma parte ya de lo cotidiano. Formamos parte de la revolución digital. La teoría de los seis grados (que explica que estamos conectados con cualquier persona del planeta a través de no más de 5 conocidos) se puede ya reducir a cuatro gracias al desarrollo de las telecomunicaciones, y más en concreto a internet. Este es un claro ejemplo de la tendencia cada vez más exponencial a la digitalización mundial mediante el uso de perfiles y plataformas online. La tremenda desgracia del COVID-19 nos ha mostrado también lo conectado que estamos hoy en día unos con otros. Esta conexión se ha materializado en el sector de la arquitectura a través de la metodología BIM.

La Metodología BIM

La metodología BIM, dentro de la revolución digital, forma parte de la globalización en cuanto a los flujos de trabajo y la conexión entre sus agentes. La metodología BIM es un medio por el que se conectan diferentes equipos ubicados en distintos lugares con unos objetivos muy claros, la reducción de plazos, de costes y una mejora sustancial de la calidad, donde la distancia ya no se mide por kilómetros.

BIM-6-grados

Teoría de los 6 grados escrita por el escritor húngaro Frigyes Karinthy en 1929 

La metodología BIM ordena las personas, las herramientas y los procesos. Basándose en un entorno colaborativo para la gestión de proyectos, mediante  una maqueta digital, se permite gestionar los elementos que lo conforma durante todo el ciclo de vida de la misma, siendo mucho más eficiente al incluir a proyectistas, constructores, proveedores y demás agentes que intervienen en dicha edificación. La metodología Lean Construction y las diferentes certificaciones de sostenibilidad y salud como LEED, BREEAM, Passivhaus o WELL son perfectamente compatibles con la metodología BIM. De hecho, BIM pone al servicio de estas certificaciones una serie de herramientas y procesos que facilitan su consecución.

Estamos generando estilos de vidas que implican conectar todo. Con las Smart Cities, y mediante el uso de la metodología BIM y GIS (sistemas de información geográfica para recopilar, gestionar y analizar datos), se consigue conectar tanto a las diferentes edificaciones, como a organizaciones y espacios públicos dentro de las ciudades, dotándolas de herramientas de análisis y lo más importante, conectando a las personas de una forma mucho más colaborativa.

En la metodología BIM, una maqueta digital permite gestionar una edificación durante su vida útil         

BIM-ciclo-de-vida

El BIM-BAM-BOOM

La aplicación de la metodología BIM en el tiempo es fundamental .El “BIM-BAM-BOOM”, acrónimo adoptado por Patrick MacLeamy, representa en términos intuitivos y cuantitativos el peso de las distintas tareas en las tres fases más significativas del ciclo de vida de un edificio.

El BIM representa el modelado inicial del proyecto, el BAM, el montaje del edificio (o building assembly) y el BOOM la fase de operación (o building operation). Patrick MacLeamy asegura que por cada dólar invertido en la fase de diseño se gastan otros veinte durante la fase de ensamblaje o construcción y sesenta durante el período de vida útil del edificio, considerándose unos cincuenta años de vida útil. Conociendo este dato y gestionando a través de una maqueta virtual podemos optimizar costes.

BIM-BAM-BOOM

Beneficios de la metodología BIM

La metodología BIM no sustituye metodologías existentes. Se dota de herramientas más eficientes a lo largo del proceso constructivo con una forma distinta de abordar sus diferentes  fases. La  metodología BIM se basa en el uso de modelos contenedores de información que apoyan la toma de decisiones mediante un proceso de trabajo colaborativo creando una automatización del desarrollo del proyecto mediante la estandarización de elementos y procesos.

La metodología BIM disminuye los costes. Esta metodología supone un incremento de trabajo en las fases iniciales de diseño que permite una gestión de cambios en etapas posteriores minimizando el impacto de las modificaciones e imprevistos que  implicarían un gran coste en esas fases.

MAC LEAMY CURVE

La  metodología BIM permite un fácil acceso a los modelos para todos los usuarios. Con la estandarización de los proyectos BIM, se orienta y da soporte a los distintos equipos técnicos, definiendo los procesos que deben seguir para crear, actualizar y utilizar el modelo de información, permitiendo que estos modelos sean de fácil acceso para todos los usuarios.

La metodología BIM consigue un mayor control del proyecto. El uso de las diferentes herramientas BIM nos dota de un control más exhaustivo de las mediciones, del presupuesto y del proyecto en sí  a lo largo de su desarrollo anticipando posibles problemas durante la obra.

La metodología BIM consigue un mayor control del proyecto anticipando posibles problemas durante la obra  

Los modelos BIM aportan una mayor coherencia en la información. Un modelo BIM es compatible con diferentes softwares de cálculo, análisis, coordinación y visualización, dotando al modelo de una mayor coherencia en la información.  Al tratarse también de un repositorio único de información existe una mayor coordinación entre las diferentes disciplinas (arquitectura, estructura e instalaciones) y con los demás agentes a lo largo de la vida útil del edificio.

Un modelo BIM mejora la toma de decisiones, los plazos y la idoneidad de los cambios. Se reducen las indefiniciones y fallos anticipando posibles problemas en obra con la detección y análisis de colisiones entre elementos.

MODELO BIM PARA LA TOMA DE DECISION

Con un modelo BIM se mejora el almacenamiento y uso de la información. Al ser un repositorio único de información con un único contenedor de dicha información a través el modelo digital BIM, todo está mucho más ordenado y más accesible eliminando fallos por duplicidades, perdida de documentación o simplemente por no localizar la fuente de dicha información.

La Metodología BIM proporciona un soporte en la toma de decisiones. Con un modelo BIM se mejora la capacidad de reacción ante imprevistos y una mejor comunicación entre los agente implicados, asegura la coherencia entre las distintas disciplinas y es un apoyo en la transferencia de información desde el inicio del diseño a la fase de de operación y mantenimiento.

La metodología BIM está muy presente y en contínua evolución. Hoy en día no se puede concebir otra metodología dado a sus múltiples beneficios y la gran interoperabilidad que ofrece a todas las escalas. Dar la espalda a esta metodología no es dar la espalda al futuro, es dar la espalda al presente. Con la incorporación a los modelos de AI (inteligencia artificial), entre otras cosas, ya estaríamos hablando de la 5ª Revolución digital cada vez más presente.

Fuente: Evalore