BIM: historia y definición de la metodología BIM

En este primer apunte sobre este nuevo tema, nos introduciremos al concepto (o mejor dicho, a la forma de trabajo) llamado BIM ya que últimamente es una de las metodologías más utilizadas en la construcción y por ello, necesitamos aclarar varias dudas y mitos al respecto, además de establecer un contexto previo a su existencia.

¿Qué es “B.I.M.” exactamente?

Definimos B.I.M. como “Building Information Modeling“. En español, su traducción literal sería Modelado con Información sobre o para la Edificación. Se le suele conocer también como Modelado de información de Construcción. Por ello, B.I.M. se definiría de manera más exacta como una metodología de trabajo colaborativo para la creación y gestión de un proyecto de construcción y/o edificación durante todo su ciclo de vida. El objetivo de BIM es concentrar toda la información del proyecto en un “modelo 3D” digital de información creado por todos sus elementos (Arquitectura, Estructura, Instalaciones, Mecánica, etc.). Este modelo puede contener uno o varios archivos digitales, y se puede trabajar en uno o varios programas a la vez.

Sin embargo, antes de introducirnos concretamente en B.I.M., debemos conocer algunas definiciones y contexto.

Concepto de modelo digital

Un modelo digital corresponde a un archivo de tipo “digital” (o virtual) el cual está realizado en un software 3D especial. Este archivo suele contener información geométrica, vectorial, parámetros e información complementaria. Un modelo 3D tradicional (no BIM) suele contener información de tipo:

  • Geometría y/o líneas.
  • Colores y/o Texturas del modelo.
  • Materiales representados visualmente (color, textura, autoiluminación, relieve, transparencia, reflexión, refracción, etc).
  • Luces: natural, artificiales y/o sombras.
  • Etc.

Ejemplo de modelo digital en 3D, el cual es un departamento tipo realizado en 3DSMAX.

Los modelos 3D tradicionales se suelen generar a partir de líneas y/o curvas del objeto dibujadas previamente en 2D, las cuales suelen imprimirse en un Plano el cual es un Dibujo, ya que está realizado en 2D. A la acción y el trabajo de generar un modelo 3D a partir de un plano 2D o desde cero, le llamaremos Modelar.

En la siguiente secuencia vemos una aplicación de estos conceptos:

Proceso de creación de un modelo 3D. En la primera imagen, vemos el dibujo de una de sus vistas en 2D mediante el programa AutoCAD. En la segunda imagen, el paso de todas las vistas 2D al modelo 3D en el mismo programa y en la tercera imagen, este modelo 3D se refina y representa en el programa 3DSMAX.

Como dijimos antes, los modelos 3D se suelen realizar en programas especializados para este fin como AutoCAD o 3DSMAX. Estos programas suelen tener herramientas adicionales para generar texturas, luz artificial y natural y efectos especiales o video. Todo esto se representa en una imagen final llamada usualmente RENDER. Este puede ser con materiales aplicados o no, según corresponda o según lo que requiera el mandante.

Render del proceso anterior, realizado en 3DSMAX (sin materiales aplicados).

¿Qué Software para 2D y 3D existen?

Los más conocidos son:

a) Usados preferentemente en Arquitectura, construcción e ingeniería:

  • AutoCAD.
  • Microstation.
  • ZW CAD.
  • Rhinoceros.
  • Etc.

b) Usados preferentemente en Arquitectura, arte, animación y cine:

  • 3DSMAX.
  • Rhinoceros.
  • Cinema 4D.
  • Maya.
  • Etc.

Sin embargo, es importante aclarar que estos programas NO son de tipo “B.I.M.”, ya que los modelos generados por estos NO contienen información sobre la construcción de una edificación ni especificaciones técnicas, sino que solamente contienen información geométrica y de representación visual de los modelos y, por ello, se puede dibujar o modelar cualquier cosa en ellos.

¿Qué ocurría antes de la invención del software de dibujo, 3D y BIM?

Antiguamente, los proyectos de Arquitectura se realizaban en grandes talleres y eran dibujados a mano por muchos dibujantes, lo cual solía generar errores debido a la poca precisión de la mano humana, a los ajustes de escala y a los errores involuntarios propios del dibujo a mano. Es por esto que la aparición de AutoCAD revolucionó el mundo, y actualmente es el software de dibujo más utilizado en Arquitectura, construcción e ingeniería.

La gran ventaja de este software es que podemos tener todos los dibujos en un solo archivo, podemos construir los planos de una forma relativamente sencilla y nos evitamos los errores involuntarios, ya que podremos corregir en cualquier momento sin tener que “borrar” el papel, ya que en AutoCAD este es un espacio virtual e “infinito”. Además, es un programa increíblemente preciso, ya que posee unos 16 decimales de precisión que nos evita errores de escala o de dibujo.

¿Cómo nace BIM?

La metodología B.I.M. nace justamente a partir de la popularidad de AutoCAD ya que, al ser un programa tan utilizado, nos ahorró muchos problemas al desarrollar proyectos de edificación. Sin embargo, el programa también posee varias desventajas las cuales son las siguientes:

  • Si dibujamos en 2D, no podremos ver el modelo 3D. Debemos realizarlo aparte.
  • El modelado 3D debe ser preciso para evitar errores al convertirlo a otros programas similares.
  • El modelado 3D debe ser desarrollado por dibujantes o personas con cierta experiencia.
  • Suelen ocurrir errores de dibujo o de conversión al trabajar el archivo en equipo (Teamwork).
  • Si queremos efectos de renderizado mejores, tendremos que ocupar otro software como 3DSMAX.
  • Y la más relevante: NO tenemos información de los parámetros esenciales de un proyecto de edificación como el tipo de material, densidad, diámetros, etc., ya que AutoCAD es esencialmente un programa de dibujo, por lo que sólo tendremos información de tipo geométrico y/o visual.

Es por eso que la empresa Húngara Graphisoft desarrolla, en 1982, un software con metodología BIM llamado ARCHICAD. En este software podremos ir modelando cada componente del edificio y lo podemos visualizar en 2D y 3D al mismo tiempo. Y no sólo eso, sino que además podremos tener toda la información sobre los materiales, tipos de elemento y las partidas de todos los elementos constructivos del proyecto. Es decir, FUE UNO DE LOS PRIMEROS SOFTWARE EXCLUSIVOS PARA PROYECTOS DE EDIFICACIÓN Y OBRAS VIALES. Además, Graphisoft lanza en 1984 otro famoso programa llamado Vectorwors. Mientras que ArchiCAD es el modelo base para la metodología BIM, Vectorworks es un programa más similar al ya conocido AutoCAD.

ArchiCAD 2 para Machintosh, año 1986. Este software es considerado como el padre de la metodología BIM.

Vectorworks para Machintosh (MAC).

En el caso de ArchiCAD, este se define como un “Virtual Building” o “edificio virtual” en el cual inicialmente se generaban el mismo tiempo las planimetrías 2D y el modelo 3D, el cual es sin duda uno de los sellos de esta metodología y que lo diferencia de un programa CAD tradicional.

Respecto a lo que es en verdad BIM, antes debemos aclarar varias cosas puesto que la afirmación más común que se suele plantear (erróneamente) es que BIM se trata de un tipo de “software”, lo cual no es cierto ya que este sólo es el “medio” para desarrollarlo. La verdad es que BIM se puede definir como lo siguiente: es una metodología de planificación, gestión y diseño, mediante la cual se generará el equivalente digital o “virtual” de todo el proyecto, obra o edificio puesto que en este caso tenemos el modelado 3D del edificio propiamente tal, pero con toda la información respecto al proyecto mismo la cual además servirá para gestionarlo durante TODO su ciclo de vida, como por ejemplo:

  • La geometría total del proyecto (estructura, forma, terminaciones).
  • Relaciones entre los espacios.
  • Información del entorno.
  • Tipos de elementos constructivos, propiedades de estos y cantidades que posee el edificio.
  • Análisis de horas/hombre a utilizar en la construcción del edificio.
  • Mantención del edificio una vez que ha sido construido.
  • Planimetría 2D del edificio.
  • Gestión de las lnstalaciones del edificio o MEP (Mechanical, Electrical, Plumbing).
  • Estructura.
  • Etc.

El ciclo de vida de un edificio puede graficarse en la siguiente imagen:

La idea de todo esto es que esta información en tiempo real nos permita a largo plazo disminuir el tiempo de trabajo, además del uso de recursos en el diseño y la construcción de un edificio, y también nos permite predecir los posibles conflictos que puedan ocurrir en las diferentes fases de la construcción de la obra (generalidades, obra gruesa y terminaciones). En este caso, la metodología BIM nos propone un modelo virtual que simula el proyecto completo y nos permite analizar su comportamiento en un entorno virtual y antes de ser construido en la realidad.

ArchiCAD 22 del año 2018, mostrando su interfaz gráfica y un proyecto de ejemplo.

Por esto mismo y a diferencia de un software de dibujo de tipo Vectorial como AutoCAD o Microstation, en un programa que integre BIM ya no sólo tenemos herramientas como líneas, rectángulos o círculos que nos definirán los elementos constructivos del proyecto: además estos poseen herramientas tridimensionales que representan a los elementos constructivos del proyecto mismo como los muros, vigas, losas, techo, etc. Y no solamente eso, sino que estas mismas herramientas además poseen parámetros relativos a las propiedades de estos como por ejemplo el material, si son compuestos o no, altura, grosor, si son estructurales o no, etc.

Ejemplos de este tipo de herramientas es el siguiente:

Herramientas de diseño de ArchiCAD 22 donde se destacan las funciones muro, puerta, ventana, pilar, viga, losa, escalera, baranda y cubierta respectivamente.

En verde, se muestran las herramientas de diseño en ArchiCAD 22. Nótese la selección del muro inferior, marcado en verde y azul.

Herramientas de diseño de REVIT 2024 donde se destacan las funciones muro, puerta, ventana, componente, pilar, viga, losa, escalera, baranda y cubierta respectivamente.

En verde, se muestran la herramienta de muros de REVIT al seleccionar un muro del proyecto en la planta. Nótese la selección del muro, marcada en azul y mostrando cota.

En resumen, la metodología BIM nos permitirá construir las planimetrías 2D de nuestro proyecto y al mismo tiempo generar su modelo 3D, además de definir todas las propiedades constructivas y de visualización de los elementos que lo componen. Ya no tendremos que dibujar las líneas de la planta en 2D y luego modelarlas en 3D como lo haríamos en un programa CAD sino que, en la metodología BIM, podremos dibujar los muros en nuestra planta 2D y al mismo tiempo se construirá tridimensionalmente, así como también se nos definirán las elevaciones y/o corte de nuestros muros de manera simultánea.

Esto lo podemos visualizar mejor en el siguiente ejemplo:

En el ejemplo tenemos un proyecto sencillo que primeramente fue dibujado en AutoCAD 2018 y luego modelado en 3D mediante el mismo programa.

En las siguientes imágenes tenemos el mismo proyecto pero esta vez “dibujado” (o mejor dicho modelado) en planta mediante ArchiCAD 22, donde podemos ver en diferentes ventanas su representación o render, una de sus elevaciones y el modelo 3D, todo al mismo tiempo gracias a la metodología BIM.

De todo lo anterior podemos concluir que la metodología BIM nos permitirá optimizar de gran manera los procesos de diseño y generación de un proyecto al realizar el modelo 2D y 3D “al mismo tiempo” además de aportar datos cruciales respecto a los componentes de este. Sin embargo y por eso mismo, tenemos una pequeña desventaja: debemos establecer de manera OBLIGATORIA todos los parámetros previos de cada elemento o componente que definamos para el modelado de nuestra edificación. Por ejemplo, si queremos construir un muro, debemos configurar previamente sus parámetros como su altura, grosor, tipo de material, o si será compuesto o no entre otros atributos ANTES de insertarlo en el modelo, además de parámetros propios para que este pueda representarse correctamente en planimetrías 2D como plantas y/o cortes. Esto podemos apreciarlo en el siguiente ejemplo:

Definición de la herramienta muro de ArchiCAD 22 seleccionando uno de los muros del proyecto de ejemplo, donde podemos apreciar todos los parámetros de edición de este.

Si bien esta metodología unifica todos los procesos referentes a AEC (Arquitectura, Ingeniería y Construcción), debemos aclarar que esta está pensada exclusivamente para Profesionales del medio como Arquitectos, Ingenieros o constructores y por ello, se debe erradicar ese mito que nos dice que “cualquiera” puede utilizar la metodología BIM ya que, debido a que prácticamente se deben definir todos los aspectos de cada elemento constructivo o disciplina, se debe tener mucha rigurosidad y, sobre todo, el conocimiento adecuado de cada una de las disciplinas para generar una buena modelación del edificio y por ello, un proyecto viable y coherente con su resultado en la realidad.

Otro proyecto modelado pero esta vez en Autodesk REVIT 2024, donde podemos apreciar la modelación y definición de elementos MEP (Mechanical, Electrical, Plumbing) y uno de los planos generados de este tipo de instalaciones.

Lo anterior puede ser graficado en la siguiente imagen, que describe los procesos a realizar mediante BIM (y software complementario según la especialidad) en todo el proceso de un edificio a partir de la programación y concepto, planimetría 2D y el modelo 3D:

Ventajas de la metodología BIM

  • Podemos gestionar las fases de todo el ciclo de vida del edificio.
  • Reducción de costos operativos.
  • Podemos crear los planos y el modelado 3D a la vez.
  • Podemos obtener la información tanto de Arquitectura como de estructura (Structural).
  • Podremos obtener la información de especificaciones técnicas, cubicaciones y datos de componentes para mantención del edificio directamente desde el modelo 3D.
  • Podremos crear todo tipo de instalaciones sanitarias, electricidad, gas, aire acondicionado y calefacción (MEP) los cuales se incorporan al modelo.
  • Podremos representar el proyecto mediante renderizado y en condiciones de luz natural, sin requerir de software especializado.
  • Podremos realizar cualquier modificación al proyecto y trabajar en equipo (Teamwork) de forma más fácil que el diseño tradicional.
  • Podremos realizar otros tipos de gestión como calcular costos y simular ambientes.
  • La metodología BIM nos permite anticipar los posibles conflictos entre las distintas disciplinas, además de gestionar sus costos.

Desventajas de la metodología BIM

  • Requiere de tiempo y alta curva de aprendizaje.
  • Es trabajoso ingresar la información, ya que se deben configurar todos los elementos antes de modelarlos.
  • Es costoso incorporarla ya sea en software, capacitación y operación.
  • Debido a su naturaleza, no se recomienda para proyectos de pequeña escala. Funciona mejor en proyectos complejos (hospitales, edificios públicos, obras viales, etc.).

Empresas de Software más importantes que producen BIM

En el caso de Autodesk REVIT y Graphisoft ArchiCAD, ambos son los más populares en cuanto al trabajo mediante BIM.

Programas BIM más conocidos

  • ArchiCAD.
  • Revit.
  • VectorWorks.
  • Edificius.
  • Allplan.
  • Aecosim.
  • Etc.

Si bien Estos programas nos permiten modelar edificios mediante BIM, debemos recordar que BIM NO es “el” o “los” software en sí, sino que es una metodología de trabajo que involucra a varios actores y todas las disciplinad que participan en el proceso de vida de la edificación.

Resumiendo todo lo anterior, la metodología BIM:

  • NO es un software en específico.
  • NO es adecuado para el dibujo técnico ya que es una metodología de diseño.
  • NO reemplaza al profesional del área sino que es una herramienta a disposición de este.
  • SI está pensado para los profesionales del área.
  • SI es una metodología que encadena todos los procesos AEC (Architecture, Engineering and Construction).
  • Debe definir los parámetros de todos los elementos constructivos del proyecto.
  • Debe ser implementado por etapas para que la metodología funcione de manera correcta.

En futuros apuntes iremos revisando los diferentes parámetros y herramientas de los programas REVIT o ARCHICAD para ir conociendo un poco más sobre esta metodología y sus aplicaciones en un proyecto de Arquitectura.

Bibliografía consultada:

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