La coordinación en 3D y la utilización de flujos de trabajo de modelado de información de construcción (BIM) en 3D se ha convertido en una práctica común en la industria de la construcción. Si bien la coordinación 3D se ha convertido en un recurso crucial para que los equipos de construcción visualicen y planifiquen los proyectos, no tiene en cuenta los requisitos cambiantes de un proyecto mientras está en construcción. La «dimensión» adicional en 4D se refiere a la integración del tiempo en el modelo 3D. Esto significa visualizar el proyecto no solo en su forma final de construcción, sino durante todo el ciclo de construcción del proyecto, desde la configuración del sitio hasta su finalización, en un formato dinámico e interactivo. La integración de la información relacionada con el tiempo, como las secuencias de construcción, los períodos de instalación y la programación, permite a los equipos de proyecto anticipar posibles problemas, planificar de manera más eficaz, comunicarse de manera más clara con las partes interesadas, etc. En este artículo, descubriremos las capas de la simulación de construcción en 4D y ofreceremos información sobre su evolución, casos de uso e implementación.
La evolución de la planificación de la construcción: del lápiz y el papel a la 4D
La planificación de la construcción ha sido extraordinaria, caracterizada por la innovación continua y los avances tecnológicos. Inicialmente, la planificación de la construcción se basaba en gran medida en planos y dibujos en 2D. Estos fueron el estándar durante décadas y proporcionaron una representación visual fundamental de los planos de construcción. Sin embargo, tenían limitaciones, especialmente a la hora de transmitir todas las complejidades espaciales y estructurales de un proyecto. Los formatos digitales vinieron después y marcaron una evolución significativa en la planificación de la construcción. Los PDF y otros formatos digitales 2D ofrecían varias ventajas con respecto a sus homólogos en papel, como una mejor accesibilidad y la posibilidad de actualizar rápidamente los planos. Sin embargo, si bien los PDF resolvieron algunos problemas logísticos, aun así presentaban los planos en un formato bidimensional, lo que limitaba su capacidad de transmitir toda la profundidad y el alcance de un proyecto.
La reciente llegada del modelado 3D ha supuesto un importante salto adelante. Ha permitido a los diseñadores y a los equipos de construcción crear representaciones más detalladas y precisas de los edificios. Este cambio no solo mejoró la claridad visual de los planos de construcción, sino que también mejoró la precisión de las mediciones y estimaciones, lo que permitió tomar decisiones mejor informadas en las primeras etapas de un proyecto.
La introducción del tiempo como la cuarta dimensión en las simulaciones de construcción es el siguiente paso natural. Si bien los modelos 3D ofrecían una vista estática del producto final, las simulaciones 4D dieron vida a estos modelos al añadir el elemento del tiempo. Esta integración permitió la visualización de los procesos de construcción a lo largo del cronograma del proyecto, proporcionando una visión dinámica y evolutiva de la progresión del proyecto. Un proyecto de construcción tiene un aspecto muy diferente y sus requisitos son muy diferentes durante la excavación, en comparación con los que se producen cuando se construye el núcleo y la carcasa, o cuando se realiza el acondicionamiento interior.
Los beneficios multifacéticos de la simulación 4D
• Visualización y prevención de conflictos: 4D BIM destaca por su capacidad para hacer realidad los planes de construcción, ofreciendo una vista interactiva en tiempo real del proceso de construcción. Esta visualización dinámica facilita la detección temprana y la resolución de posibles conflictos espaciales, evitando así costosas demoras y rediseños en los proyectos. Al simular diferentes escenarios de construcción, 4D BIM permite a los equipos de proyecto identificar y mitigar los posibles problemas mucho antes de que se manifiesten in situ. Un ejemplo de esto es coordinar el trabajo de Trades for Fitout. Los diferentes oficios, como la electricidad, la fontanería y la carpintería, suelen trabajar simultáneamente. La simulación 4D ayuda a programar estas actividades de manera que se eviten conflictos in situ. Por ejemplo, puede visualizar y secuenciar la instalación de los sistemas de climatización y los equipos eléctricos, garantizando que estos sistemas no interfieran entre sí y que haya suficiente espacio para que ambos equipos trabajen de manera eficiente.
• Asignación de recursos y logística optimizadas: Uno de los desafíos críticos en la construcción es gestionar los recursos y la logística de manera eficiente, ya que la logística puede representar entre el 6 y el 8% de los costos totales de construcción. La simulación 4D desempeña un papel fundamental en la planificación meticulosa de la asignación de mano de obra, materiales y maquinaria. Al planificar todo el proceso de construcción, 4D BIM garantiza una utilización óptima de los recursos, lo que se traduce en un importante ahorro de costes y una reducción de los residuos. Esta planificación estratégica es particularmente crucial en proyectos a gran escala, donde la coordinación de numerosos elementos es esencial para la ejecución exitosa del proyecto. El uso estratégico de la simulación 4D en la gestión de la logística es un paso hacia prácticas de construcción más rentables y sostenibles. Por ejemplo, en obras de construcción urbanas con espacios limitados, donde el espacio para operar con grúas es limitado, la simulación 4D ayuda a planificar meticulosamente los movimientos y elevaciones de las grúas. Esta planificación es esencial para garantizar que la grúa pueda funcionar de manera segura sin invadir los espacios públicos o las propiedades vecinas, y que pueda llegar de manera efectiva a todas las áreas de la obra.
• Planificación mejorada de la entrega y el acceso: La simulación 4D mejora significativamente la planificación de los cronogramas de entrega y el acceso al sitio, que son fundamentales para mantener el flujo de las actividades de construcción. Al integrar la planificación basada en el tiempo con el diseño físico del sitio, 4D BIM ayuda a pronosticar posibles cuellos de botella y a planificar estrategias de acceso alternativas, garantizando así las actividades de construcción ininterrumpidas. Por ejemplo, en proyectos de infraestructura como la construcción de autopistas, es todo un desafío gestionar el acceso al sitio para varios equipos y equipos sin interrumpir el flujo de tráfico. La simulación 4D ayuda a planificar la secuencia de las actividades de construcción y las correspondientes necesidades de acceso al sitio, garantizando un funcionamiento fluido y un mínimo inconveniente para el público.
• Participación de las partes interesadas: En el ámbito competitivo de las ofertas de construcción y la gestión de las partes interesadas, la simulación 4D sirve como una poderosa herramienta de comunicación. Proporciona a las partes interesadas una visualización clara y detallada del proyecto, lo que fomenta una comprensión y un compromiso más profundos. Esta transparencia en la planificación y la ejecución genera confianza y facilita una toma de decisiones más informada entre todas las partes involucradas. Un buen ejemplo de esta aplicación son los proyectos de uso mixto, que pueden implicar planes complejos que pueden resultar difíciles de visualizar y entender para las partes interesadas. 4D BIM proporciona una herramienta dinámica para presentar el desarrollo en fases, mostrando cómo se construirán e integrarán las unidades residenciales, los espacios comerciales, las áreas de oficinas y los servicios públicos. Esta visualización ayuda a las partes interesadas, incluidos los desarrolladores, las empresas, los inversores, los futuros residentes y las autoridades locales, a comprender el alcance, el cronograma y el impacto del proyecto en la comunidad.
• Planificación de la seguridad: La planificación de la seguridad es una preocupación primordial en cualquier proyecto de construcción. 4D BIM contribuye significativamente a mejorar la seguridad in situ al permitir una planificación previa detallada de las actividades de construcción. Esta previsión ayuda a identificar los posibles riesgos de seguridad y a implementar medidas preventivas por adelantado, garantizando así un entorno de trabajo más seguro para todo el personal involucrado. Para un proyecto de construcción de varios pisos, la simulación 4D se puede utilizar para planificar las medidas de seguridad para cada fase de la construcción. Por ejemplo, durante las primeras etapas, puede ayudar a identificar y mitigar los riesgos asociados con los trabajos de excavación y cimentación. A medida que el edificio se eleva, la atención se centra en la protección contra caídas, lo que garantiza condiciones de trabajo seguras en altura.
Implementación de 4D en proyectos de construcción
1. Configuración del sitio
La configuración eficaz del sitio es la base de un proyecto de construcción exitoso. El uso de la simulación 4D desde el principio permite a los gerentes de proyecto planificar y visualizar los diseños del sitio, incluida la ubicación de las estructuras temporales, los equipos y el almacenamiento de materiales, en relación con el cronograma de construcción. Esta planificación integral garantiza que el sitio esté preparado para soportar todas las fases del proceso de construcción de manera eficiente. cmBuilder simplifica el proceso de configuración del sitio al generar automáticamente el contexto del sitio en cuestión de segundos, todo lo que tiene que hacer es introducir la dirección o los valores de longitud y latitud. Puede personalizar el tamaño del mapa y seleccionar un mapa topográfico o plano en función de los requisitos de su proyecto. Puede importar sus dibujos 2D para usarlos como referencia inicial para configurar elementos como los límites del sitio. A continuación, puede utilizar el amplio catálogo de más de 1000 recursos para planificar tareas como el vallado, el acceso y la salida, las oficinas del sitio, las zonas de almacenamiento de materiales, etc.
2. Establezca una imagen clara del entorno circundante
Incorporar una comprensión del entorno circundante es crucial para una planificación y ejecución precisas de un proyecto de construcción. Las tecnologías avanzadas, como los escaneos con drones y las imágenes de satélite, proporcionan información detallada sobre la topografía del sitio, las estructuras vecinas y los factores ambientales. Esta información, cuando se integra en el modelo 4D, ayuda a desarrollar un plan de construcción más realista y práctico. Puedes importar imágenes escaneadas con drones, imágenes ortomosaicas e imágenes de satélite de Google Earth u otros recursos para obtener una imagen nítida de las condiciones límite de tu sitio.
3. Integración de modelos BIM y cronogramas de proyectos
La integración de los modelos BIM con los cronogramas de los proyectos es la base de la simulación 4D. Al importar modelos BIM 3D detallados y alinearlos con el cronograma del proyecto, 4D BIM permite una visualización paso a paso del proceso de construcción. Esta integración es esencial para garantizar que la construcción física se alinee con el cronograma planificado, mejorando así la eficiencia general del proyecto. Importe su modelo BIM 3D a cmBuilder para empezar a planificar o, si no tiene uno, utilice las funciones de masificación integradas para modelar su proyecto. También puedes importar tu cronograma para generar automáticamente todos tus hitos, es decir, las partes clave del proyecto en las que quieres centrarte y planificar. Como alternativa, si no tienes un cronograma, puedes crear el tuyo propio en cmBuilder.
4. Fases de construcción y gestión de recursos
Cada fase de la construcción, desde la construcción inicial hasta la finalización práctica, presenta desafíos y requisitos únicos. 4D BIM permite la planificación y visualización detalladas de cada fase, lo que garantiza que los recursos se asignen y gestionen de manera eficaz durante todo el proyecto. Esto incluye la planificación de recursos temporales, como grúas, montacargas, protección de bordes y otros recursos de construcción, que son fundamentales para las diferentes etapas del proyecto. Al simular estas fases por adelantado, los equipos del proyecto pueden anticipar las necesidades y los desafíos, lo que se traduce en una ejecución más fluida, una finalización puntual del proyecto y un entorno de trabajo más seguro para los equipos de construcción. Los usuarios también pueden crear y evaluar rápidamente diferentes escenarios, por ejemplo, para analizar el impacto de usar una grúa neumática en lugar de una cabeza de martillo, o para considerar la construcción del proyecto con dos grúas en lugar de una, o para evaluar las diferentes opciones de posicionamiento de la grúa, etc.
5. Colaboración
La industria de la construcción es intrínsecamente colaborativa y exige una interacción y coordinación constantes entre las diversas partes interesadas. Cada proyecto reúne a un grupo diverso de profesionales, incluidos arquitectos, ingenieros, contratistas y clientes, cada uno de los cuales aporta su experiencia y perspectiva únicas. En un entorno de este tipo, las herramientas que facilitan una comunicación y una colaboración fluidas no solo son beneficiosas, sino que son esenciales. Este entorno colaborativo fomenta el intercambio de ideas, lo que lleva a soluciones innovadoras y a la mejora continua de las prácticas de construcción. cmBuilder facilita a los equipos de construcción la colaboración en tiempo real, lo que les permite trabajar juntos dentro y fuera de su organización para optimizar la logística y la construcción en todos los aspectos al incorporar a los gerentes de proyectos, superintendentes de sitio, equipos de VDC, profesionales de HSE, contratistas especializados y propietarios de proyectos al proceso de planificación. Además, al integrar las eliminaciones cuantitativas (QTO) en el modelo 4D, los equipos de proyecto pueden garantizar un pedido de material preciso y eficiente, lo que reduce el desperdicio y los costos.
Conclusión
En conclusión, la simulación de construcción 4D representa un cambio de paradigma en la industria de la construcción, ya que ofrece niveles sin precedentes de eficiencia, seguridad y participación de las partes interesadas. Al integrar la dimensión del tiempo con los modelos 3D tradicionales, 4D BIM proporciona una visión completa y dinámica de todo el proceso de construcción, lo que facilita una mejor planificación, toma de decisiones y colaboración. A medida que la industria de la construcción continúa evolucionando, la adopción de tecnologías de simulación 4D no es solo una tendencia, sino un requisito fundamental para cualquier proyecto que busque el éxito en este sector competitivo y acelerado.
El poder de la simulación 4D reside en su capacidad de transformar planos abstractos en líneas de tiempo visuales y tangibles que guían cada paso del proceso de construcción. Desde la optimización de la asignación de recursos y la logística hasta la mejora de la planificación de la seguridad y la participación de las partes interesadas, 4D BIM está remodelando la forma en que abordamos los proyectos de construcción. Al aprovechar todo el potencial de esta tecnología, las empresas de construcción no solo pueden lograr la excelencia operativa, sino también impulsar la innovación y la sostenibilidad en sus proyectos.
De cara al futuro, el papel de la simulación 4D en la construcción cobrará aún más importancia. Con los continuos avances tecnológicos y las crecientes demandas de eficiencia y sostenibilidad, 4D BIM desempeñará sin duda un papel fundamental en la configuración del futuro de la industria de la construcción.
