Introducción a la coordinación 3D

Mucho más que detectar clashes

El uso BIM por antonomasia

¿Los modelos que generamos están coordinados? ¿Qué es un modelo coordinado? Estas son las preguntas que nos hacemos en todos y cada uno de los proyectos BIM a los que nos enfrentamos, y si no es así, no estás entregando modelos con calidad.

En este post vamos a analizar el principal uso BIM que todos los proyectos deben atender: la coordinación 3D. De hecho es una de las razones por las que hacemos proyectos en BIM.

Desarrollamos modelos BIM para tener una visión clara del proyecto en su conjunto, pero hay condiciones de contorno que hacen que no la tengamos:

• Errores de diseño. Aquellos inherentes al proceso de diseño. Asunciones incorrectas, ensayo-error.
• Preparación. No se dispone de elementos de contexto sensibles para la coordinación de otros elementos o no están coordinados.
• Aislamiento. No se tienen en cuenta los elementos que todavía no están modelados ni los de otras disciplinas.
• Complejidad. Elementos sin la geometría ajustada, uso de “placeholders”.
• Herencia 2D. Inserción en los modelos de proyecciones de elementos o modelado sin usar secciones ni 3D.
• Nivel de desarrollo. Distintos niveles de desarrollo en los elementos a coordinar.
• Uso de diferentes formatos. Incapacidad para consumir la información relevante para la coordinación.
• Falta de especialistas. No se dispone de personal capaz para desarrollar el proyecto con garantías.
• Plazos. Falta de tiempo para modelar adecuadamente.

El aislamiento puede que sea lo más problemático. Garantizando la colaboración y el acceso a la información de los otros equipos hacemos que la coordinación mejore en gran medida, pero no por tener todos los modelos cargados en tiempo real en todos los equipos intervinientes vamos a coordinar mejor, esto es un error muy común. De hecho probablemente tengamos más ruido que afecte a la toma de decisiones.

El ruido, a su vez, es lo que más miedo genera en los equipos de diseño a la hora de compartir sus modelos. Se muestran reticentes a la colaboración en tiempo real por el impacto que pueden generar sus modelos en otros. La publicación periódica para la federación de modelos mitiga este efecto, más si va acompañada de instrucciones de purgado y limpieza.

Un modelo federado son varios modelos agregados en uno. Es la imagen más completa que podemos tener (en un momento concreto) del proyecto. Es un solo modelo que tiene en su interior a todos los demás y no necesita de ellos para ser ejecutado. El término modelo BIM congelado o congelación de modelos se usa para indicar que no se va a trabajar más en un modelo de trabajo, sería raro usarlo como sinónimo de federado pero pueden confundirse los términos. Podríamos decir que un modelo federado se genera a partir de modelos congelados con el fin de someterlos a análisis de coordinación.

Esto no quiere decir que no debamos tener en cuenta la coordinación a la hora de modelar, en absoluto. Hay que tener en cuenta los elementos necesarios que garanticen que nuestras instancias están coordinadas, por lo que es necesario establecer una jerarquía.

Planificar la coordinación

Tan importante es lo que vamos a coordinar como definir lo que no se va a coordinar. El alcance de la coordinación es crucial. Los modelos “clash free” (sin colisiones) lo son siempre con respecto a determinadas normas y no a otras. Por tanto es fundamental planificar la coordinación, saber cómo se van a chequear los modelos para modelar consecuentemente.

En proyectos nos encontramos con las siguientes formas de planificar la coordinación que tienen que ver principalmente con los diferentes alcances y los plazos:

• Chequeo final. Los equipos de diseño desarrollan sus modelos hasta un tiempo antes de la entrega, se integran todos los modelos en uno federado, se analiza y se resuelven los problemas para entregar el resultado. Útil en escenarios de proyectos con pocos equipos intervinientes. Genera poca visibilidad de los errores y mucha incertidumbre aumentando el riesgo de entregar un modelo sin coordinar.

• Chequeos periódicos. Hitos de chequeos que comparten todos los equipos. La más usada en proyectos dada su solidez y adaptación a las diferentes fases del proyecto. Aportan valor desde etapas tempranas lo que favorece la adaptación a cambios en proyecto.

• Monitorización diaria. Requiere de un despliegue diario (mejor si es desasistido) de las herramientas de chequeo. No en todas las fases se debe chequear lo mismo. Puede servir para controlar la producción.

Lo más habitual es encontrarse en un escenario de hitos de revisión o chequeos periódicos. Es necesario por tanto definir estos hitos y asegurar que tras la revisión se efectúa la resolución. Se debe dar continuidad a los chequeos, por eso estos modelos han de ser acumulativos, esto es que en el siguiente chequeo se vuelve a comprobar lo anterior. Cada hito de revisión debe cumplir de manera autónoma un ciclo PDCA, las planificaciones basadas en sprints funcionan muy bien en este contexto.

Las capas de la siguiente pirámide representan diferentes niveles de coordinación. Es necesario resolver los problemas de base antes de poder resolver estratos superiores. Primero se debe realizar una coordinación disciplinar para después acometer la interdisciplinar.

La siguiente lista es una versión algo más detallada que la de la pirámide:

1. Elementos del modelo de infraestructura/estado actual, elementos existentes, carreteras, aceras, redes municipales…
2. Elementos del modelo de estructura.
3. Los elementos permanentes (ni mobiliario ni acabados) de los modelos de arquitectura.
4. Salas técnicas y patinillos, equipos base y aparatos sanitarios.
5. Equipos terminales y coordinación en falsos techos (luminarias, rociadores, terminales de aire…)
6. Redes de tuberías por gravedad, saneamiento, condensados… son las que tienen menos maniobrabilidad.
7. Conductos de aire en especial los de gran tamaño y las conexiones en las salas técnicas.
8. Bandejas de cable, atendiendo a la tensión que circula por ellas (primero media, baja y por último bandejas IT).
9. Tuberías de presión y ramales principales.
10. Derivaciones, conexiones y dispositivos.

Con esta jerarquía se pueden planificar los diferentes hitos de chequeo, por ejemplo en la lista detallada establecemos 10 hitos, mientras que en la pirámide serían 6. Para ello siempre es de ayuda la matriz de colisiones (clash matrix).

La matriz de colisiones es una tabla en la que se muestran los chequeos que han de llevarse a cabo en las diferentes fases de la coordinación. Debe indicar el conjunto de elementos que se tiene que analizar pero también lo que no se va a analizar. Incluye información de prioridades y fechas de chequeo.

En la imagen se puede ver como a cada conjunto de categorías (columna D) que representan conjuntos de búsqueda (columna C) para el programa de chequeo de colisiones tiene asignada una prioridad (columna A) que hace automática la asignación a los hitos de revisión (H,M,L), dejando fuera un buen puñado de chequeos sin importancia (0).

Tipos de colisiones

Podemos clasificar los tipos de colisiones de la siguiente manera atendiendo a la naturaleza de la colisión:

• Colisiones duras (Hard clashes): Básicamente un elemento ocupando el mismo espacio que otro, total o parcialmente. Si consideramos la geometría de los elementos espaciales tipo habitaciones, espacios, áreas o zonas se pueden usar este tipo de colisiones para comprobar contenido que no debe estar ahí, por ejemplo que no haya cuadros eléctricos en cuartos húmedos. Es importante en estas colisiones definir la tolerancia que suelen ser siempre menores a los 3 cm.

• Colisiones blandas (Soft clashes): Aquellas colisiones que tienen que ver con espacios que no forman parte directamente de la geometría de los elementos pero que son relevantes en cierto modo. Por ejemplo el espacio de accionamiento de una puerta abatible, o el espacio de reserva por encima de una bandeja eléctrica para meter cable o para garantizar que no pasan tuberías por encima no son espacios modelados pero sí que deben ser comprobados. Es importante en estas colisiones definir “clearances” o espacios de reserva para los diferentes elementos.

• Colisiones 4D: Son las que generan dos elementos que comparten espacio y tiempo. Principalmente las generadas por elementos temporales, ya que los permanentes los consideramos en las colisiones genéricas. Para este tipo de colisiones es importante definir y modelar los elementos y espacios reservados para medios auxiliares como andamios o puntales. Podríamos decir que las colisiones duras o blandas son un tipo especial de estas. Importante definir el intervalo de tiempo en los que se quiere efectuar el análisis ya que es un proceso que consume muchos recursos computacionales (son múltiples análisis cada semana, día, hora…).

Colisiones de espacios de trabajo: Las que se generan por el solapamiento de dos espacios de trabajo que no se pueden realizar al mismo tiempo en el mismo lugar. Un ejemplo claro puede ser un enlucido que hay que ejecutar tras un guarnecido y que coinciden en el espacio tiempo. Son derivadas de ejercicios de planificación basada en modelo (Model Based Scheduling). Es importante en estos análisis haber vinculado correctamente los espacios con las tareas previamente y dividir la obra en partes que permitan cumplir con las 5S Lean.

Colisiones de rutas e izados: Cuando trasladamos un equipo de un sitio a otro o cuando el espacio de riesgo que genera la operación de algún equipo o medio auxiliar colisiona con espacios de trabajo o con elementos instalados.

Tan importante es lo que choca como lo que no choca. Por eso también es útil en ocasiones establecer una clasificación atendiendo al resultado del análisis:

• Positivas: Elementos que colisionan
• Negativas: Elementos que no colisionan

Siendo las negativas útiles para garantizar la existencia de contenido en espacios, por ejemplo comprobar las salas de clima que no tienen sumideros, que un determinado tipo de habitación tiene siempre falsos techos o garantizar que cerca de determinados elementos debe haber otros.

Coordinar = Detectar + Resolver

Como en los ciclos Plan-Do-Check-Act de Deming, se debe actuar tras los chequeos. No podemos decir que un modelo está coordinado porque lo hemos entregado con un chequeo de colisiones adjunto. Coordinar es detectar, pero también resolver.

Una máxima: se resuelve antes una incidencia que se consume fácilmente por la persona que la tenga que resolver.

Para ello disponemos de herramientas para agilizar el consumo de las colisiones una vez generadas, pero lo mejor sin ninguna duda es disponer de un entorno de gestión de incidencias colaborativo, y un flujo de trabajo ajustado a tal efecto.

Para planificar la manera de generar las incidencias lo mejor es tener en mente la forma en la que se van a consumir. Eso nos dará la respuesta a cómo generar las colisiones, cómo agruparlas y cómo transmitirlas.

Software de detección de colisiones

Revit interference check

Desde Revit podemos resolver colisiones de manera dinámica entre modelos a nivel de categorías. Incluso con modelos vinculados. Es una gran herramienta para la coordinación disciplinar, pero también como primer acercamiento a la coordinación interdisciplinar para la persona que está modelando. Está a un clic de distancia y te lleva a la vista donde está la colisión.

Navisworks Clash Detective

¡Qué decir del viejo Navis! Gran agregador de modelos, suele venir en la Building Design Suite de Autodesk con Revit. Como herramienta para hacer “Hard Clash” detection es especialmente rápido. Algo notable y que no todo el mundo sabe (como muchas otras cosas que encierra) es que puedes realizar detección de colisiones con nubes de puntos, muy útil para la instalación de nuevos elementos en edificios existentes.

Solibri Check Rulesets

Como herramienta para detectar colisiones blandas, driblar falsos positivos y discriminar entre diferentes direcciones o tipos de colisión más allá de las propiedades de los elementos es insuperable. Además es extremadamente útil para comprobar el cumplimiento de estándares. La única pega es que solo come IFCs, lo que hace que como agregador se coloque detrás de Navis. En la imagen inferior vemos como se pueden indicar zonas válidas de colisiones en vigas, espacios de reserva y distintos tipos de cálculos de distancias entre elementos.

Synchro Dynamic Clash Detection

La mejor opción si se quieren hacer detección de colisiones 4D. Ya como herramienta de planificación deja al Timeliner de Navis en otro nivel, acercándose más a las propuestas de las herramientas de planificación clásicas como MS Project o Primavera, pero es que también permite dividir la geometría y es un gran agregador de modelos. La principal herramienta para el Model Based Scheduling cuenta con herramientas sofisticadas para gestionar espacios de trabajo y asociarlos a animaciones que hacen que también sea la mejor opción a la hora de simular rutas e izados.

Conclusiones

Zapatero a tus zapatos, cada herramienta para lo suyo. Si queremos que nuestra planificación vaya “a favor de software” es necesario conocer los pormenores de las herramientas antes. No podemos nunca tenerlo todo controlado, pero sí dirigir la mirada a lo más importante. Las pruebas siempre con gaseosa, en entornos controlados. Hay que conocer primero las soluciones clásicas para después innovar y evitar reinventar la rueda una y otra vez.

Espero que os haya resultado interesante e informativo. Muchas gracias, si has llegado hasta aquí puedes dejar un comentario expresando tus opiniones, siempre es un gran día para aprender algo nuevo.

Autor: Julio García