desarrollo de un aplicativo web didÁctico para la

120
1 DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS BIM EN CLASES DE DISEÑO EN CONCRETO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS Y PRESUPUESTO HECTOR DAVID SALAZAR TORRES ANDRES VILLAMIL VALLEJO PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2015

Upload: others

Post on 04-Dec-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

1

DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE

HERRAMIENTAS BIM EN CLASES DE DISEÑO EN CONCRETO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS Y

PRESUPUESTO

HECTOR DAVID SALAZAR TORRES

ANDRES VILLAMIL VALLEJO

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

2015

Page 2: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

2

DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE

HERRAMIENTAS BIM EN CLASES DE DISEÑO EN CONCRETO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS Y

PRESUPUESTO

HECTOR DAVID SALAZAR TORRES

ANDRES VILLAMIL VALLEJO

TRABAJO PRESENTADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

DIRECTORES

IC, Msc. ADRIANA GÓMEZ CABRERA

IC, Msc. EDGAR E. MUÑOZ DÍAZ

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

2015

Page 3: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

3

AGRADECIMIENTOS

Primero que nada, le agradecemos a Dios por brindarnos la oportunidad de encontrarnos en

donde estamos y permitirnos salir adelante con este trabajo.

Les agradecemos a nuestros directores del trabajo de grado el Ing. Edgar Muñoz y la Ing. Adriana

Gómez por su colaboración, asesoría y espíritu de servicio durante todo el desarrollo del trabajo

de grado como también a los estudiantes y profesionales que respondieron las encuestas y las

evaluaciones y a la Pontifica Universidad Javeriana por poner a nuestra disposición información

que fue de ayuda para la realización del mismo, a través de la dirección de recursos físicos.

De igual modo, agradecemos a nuestras familias por su apoyo único e incondicional, antes,

durante el tiempo en que desarrollamos el trabajo de grado, y después de este. Sin ellos todo

hubiera sido más difícil y posiblemente el resultado no hubiera sido el mismo. Han sido parte

fundamental e indispensable durante nuestra formación como Ingenieros Civiles.

Y por último y no menos importante, a nuestros amigos, compañeros y hermanos con los cuales

formamos una familia dentro de este largo trayecto en el que duro nuestra carrera.

A todos ustedes, gracias.

“El dinero viene y va sabemos eso, pero lo más importante en la vida siempre serán las personas en

esta habitación, aquí, y ahora.”

Salud mi familia.

Page 4: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

4

TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 10

2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................... 10

3. OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 12

3.1. Objetivo general ........................................................................................................................ 12

3.2. Objetivos específicos ................................................................................................................. 12

4. ESTADO DEL ARTE .............................................................................................................................. 12

4.1. Enseñanza multimedia ............................................................................................................... 12

4.1.1. Historia de los sistemas multimedia ................................................................................... 12

4.1.2. Aprendizaje multimedia en el mundo ................................................................................ 13

4.2. Metodología BIM ....................................................................................................................... 14

4.2.1. Países que se encuentran implementando el BIM .............................................................. 16

4.2.2. Empresas que adoptan la metodología BIM en Colombia ................................................... 18

4.2.3. Trabajos desarrollados en la Universidad Javeriana usando el BIM ..................................... 21

5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................... 23

5.1. Teorías del aprendizaje .............................................................................................................. 23

5.1.1. Metodología de la enseñanza activa .................................................................................. 24

5.1.2. Teoría de la carga cognitiva, diseño multimedia y aprendizaje............................................ 24

5.1.3. Teoría cognitiva del aprendizaje multimedia. Principios de Mayer. ..................................... 25

5.1.4. Teoría de David Ausubel .................................................................................................... 26

5.2. Metodología BIM ....................................................................................................................... 27

6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................................. 28

7. METODOLOGÍA .................................................................................................................................. 29

7.1. Elaboración del modelo BIM ...................................................................................................... 29

7.2. Diseño de las ayudas didácticas .................................................................................................. 37

7.2.1. Videos explicativos ............................................................................................................ 40

7.2.2. Presentaciones dinámicas .................................................................................................. 41

7.2.3. Encuestas y validación de la herramienta ........................................................................... 41

7.3. Capítulo: Inicio ........................................................................................................................... 44

7.3.1. Video: ¿Qué es BIM? ......................................................................................................... 44

7.3.2. Presentación: Contenido e información de la página WEB .................................................. 46

7.4. Capítulo: Consideraciones Iniciales ............................................................................................. 47

7.4.1. Video: Softwares con herramientas BIM ............................................................................ 48

7.4.2. Presentación: Estudios preliminares .................................................................................. 49

7.4.3. Validación del capítulo....................................................................................................... 50

7.5. Capítulo: Análisis Estructural ...................................................................................................... 54

Page 5: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

5

7.5.1. Vídeo: Análisis Estructural en software con herramientas BIM ........................................... 55

7.5.2. Presentación: Contenido teórico sobre el Análisis Estructural y su aplicación en el software.

57

7.5.3. Validación del capítulo....................................................................................................... 59

7.5.4. Evaluación conceptos teóricos ........................................................................................... 62

7.6. Capítulo: Evaluación de Rigidez .................................................................................................. 64

7.6.1. Vídeo: Evaluación de Rigidez en software con herramientas BIM ....................................... 64

7.6.2. Presentación: Contenido teórico sobre la Evaluación de Rigidez y su aplicación en el

software. 65

7.6.3. Validación del capítulo....................................................................................................... 66

7.6.4. Evaluación conceptos teóricos ........................................................................................... 70

7.7. Capítulo: Diseño Estructural ....................................................................................................... 72

7.7.1. Vídeo: Diseño Estructural en software con herramientas BIM ............................................ 72

7.7.2. Presentación: Contenido teórico sobre el Diseño Estructural y su aplicación en el software.

74

7.7.3. Validación del capítulo....................................................................................................... 76

7.7.4. Evaluación conceptos teóricos ........................................................................................... 80

7.8. Capítulo: Programación de Obra y Presupuesto .......................................................................... 81

7.8.1. Vídeo: Programación de Obra y Presupuesto en software con herramientas BIM ............... 82

7.8.2. Presentación: Contenido teórico sobre la Programación de Obra y Presupuesto y su

aplicación en el software. ................................................................................................................... 85

7.8.3. Validación del capítulo....................................................................................................... 86

7.8.4. Evaluación conceptos teóricos ........................................................................................... 90

7.9. Validación de profesionales e ingenieros consultores ................................................................. 92

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................................................. 97

9. VISITA A EMPRESAS .......................................................................................................................... 100

9.1. Construcciones Planificadas S.A ............................................................................................... 100

9.2. Aycardi Estructural S.A.S. ......................................................................................................... 100

10. PROBLEMAS Y SOLUCIONES ......................................................................................................... 102

10.1. Modelación del entrepiso en Robot Structural ..................................................................... 102

10.2. Limitaciones en el diseño estructural de los elementos de concreto en Robot Structural ...... 104

10.3. Cantidades de acero de refuerzo en Navisworks Manage ..................................................... 106

10.4. Organización de familias en Revit ......................................................................................... 109

11. CONCLUSIONES............................................................................................................................ 112

12. TRABAJOS FUTUROS .................................................................................................................... 116

13. REFERENCIAS ............................................................................................................................... 117

Page 6: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Herramienta multimedia de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara, Cuba. .................... 13

Figura 2 Herramienta multimedia de la Universidad Javeriana de Bogotá, Colombia. ................................... 14

Figura 3 Elementos publicados por años en ISI – Web of knowledge desde el año 2005 (Web of knowledge,

2015).......................................................................................................................................................... 15

Figura 4 Elementos publicados por país en ISI – Web of knowledge desde el año 2005 (Web of knowledge,

2015).......................................................................................................................................................... 15

Figura 5 Elementos publicados por país en ISI – Web of knowledge en el año 2014 (Web of knowledge,

2015).......................................................................................................................................................... 16

Figura 6 Países que se encuentran adoptando el BIM en el sector de la construcción. ................................. 17

Figura 7 Render proyecto T7 y T8 – Vista: Calle 26 Occidente (Construcciones Planificadas, 2015). .............. 18

Figura 8 Modelos del proyecto T7 y T8: A) Modelo completo. B) Estructura. C) Hidrosanitario. D) Redes.

(Construcciones Planificadas, 2015). ........................................................................................................... 19

Figura 9 Imágenes de la herramienta clash detection del software Navisworks del proyecto (Construcciones

Planificadas, 2015)...................................................................................................................................... 19

Figura 10 Modelos del proyecto en desarrollo del edificio de la facultad de ingeniería de la Universidad

Javeriana: A) Modelo completo. B) Modelo arquitectónico. C) Modelo estructural. D) Modelo redes de

ventilación. (EKOBIM S.A.S, 2015:Dirección de recursos físicos Universidad Javeriana, 2015) ...................... 20

Figura 11 Modelo 5D en Navisworks (Betancur y González, 2013). .............................................................. 21

Figura 12 Render del proyecto de construcción (Mojica y Valencia, 2012). .................................................. 22

Figura 13 Modelo terminado (Gómez et al., 2014). ..................................................................................... 22

Figura 14 Superestructura e Incorporación de cimentación (Gaitán y Gómez, 2014). ................................... 23

Figura 15 Edificio de educación continua y consultoría de la Universidad Javeriana. .................................... 28

Figura 16 Vista satelital del edificio (Google Maps, 2015). ........................................................................... 29

Figura 17 Estructura del edificio durante su construcción en el año 2013 (Google Maps, 2015). .................. 29

Figura 18 Visualización del modelo tridimensional elaborado en Revit. ....................................................... 30

Figura 19 Visualización del terreno limpio y después de la excavación del modelo en Revit. ........................ 31

Figura 20 Visualización del modelo tridimensional y el terreno excavado elaborado en Revit. ..................... 31

Figura 21 Diseño de la zapata del eje E-1 realizado en el software Robot Structural..................................... 32

Figura 22 Acero de refuerzo calculado en Robo Structural e integrado al modelo hecho en Revit. ............... 32

Figura 23 Simulación en el tiempo del proceso constructivo y de costos del modelo en Navisworks. ........... 33

Figura 24 Página inicial del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com ................................... 38

Figura 25 Organización de los temas dentro del aplicativo WEB. ................................................................. 39

Figura 26 Formato de encuesta usada para la validación de resultados de los estudiantes. .......................... 42

Figura 27 Formato de encuesta usada para la validación de resultados de los profesionales e ingenieros

consultores................................................................................................................................................. 43

Figura 28 Formato de encuesta usada para la evaluación de conceptos teóricos de los estudiantes. ............ 43

Figura 29 Algunas etapas del ciclo de vida de un edifico .............................................................................. 44

Figura 30 Diferencia entre BIM y un modelo tridimensional (3D). ................................................................ 45

Figura 31 Algunos países que están adoptando el BIM en el sector de la construcción ................................. 45

Figura 32 Empresas en Colombia que han adoptado la metodología BIM. ................................................... 46

Figura 33 Proyectos desarrollados en la Pontificia Universidad Javeriana. ................................................... 46

Figura 34 Presentación dinámica del capítulo Inicio del trabajo de grado. ................................................... 47

Figura 35 Capítulo de Consideraciones Iniciales del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

.................................................................................................................................................................. 48

Figura 36 Software usados en el trabajo de grado de la Building Design Suite de Autodesk.......................... 48

Page 7: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

7

Figura 37 Los estudios preliminares que contiene la presentación dinámica del capítulo de Consideraciones

Iniciales ...................................................................................................................................................... 50

Figura 38 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales. .................... 51

Figura 39 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales. .......................... 52

Figura 40 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales. .......................... 52

Figura 41 Capítulo de Análisis Estructural del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com ....... 55

Figura 42 Predimensionamiento de los elementos estructurales en el software cumpliendo con la norma

sismo resistente. ........................................................................................................................................ 56

Figura 43 Aplicación de cargas verticales y horizontales en los software Revit y Robot Structural

respectivamente......................................................................................................................................... 56

Figura 44 Diagramas de momento de los elementos estructurales en Robot Structural. .............................. 57

Figura 45 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Análisis Estructural. . 58

Figura 46 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural. .............................. 59

Figura 47 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural. ................................... 60

Figura 48 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural. ................................... 60

Figura 49 Resultados de la evaluación del capítulo de Análisis Estructural. .................................................. 63

Figura 50 Capítulo de Evaluación de Rigidez del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com ... 64

Figura 51 Desplazamiento de la estructura en el software Robot Structural y las consideraciones que

establece la norma sobre el cálculo de la deriva. ......................................................................................... 65

Figura 52 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Evaluación de Rigidez.

.................................................................................................................................................................. 65

Figura 53 Comparación de los resultados obtenidos en SAP 2000 y Robot Structural en cuanto a los

desplazamientos de los puntos del diafragma rígido. .................................................................................. 66

Figura 54 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez. .......................... 67

Figura 55 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez. ............................... 68

Figura 56 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez. ............................... 68

Figura 57 Resultados de la evaluación del capítulo de Evaluación de Rigidez. .............................................. 71

Figura 58 Capítulo de Diseño Estructural del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com ........ 72

Figura 59 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para una columna del modelo........................... 73

Figura 60 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para una viga del modelo. ................................. 73

Figura 61 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para un elemento de la cimentación superficial

del modelo. ................................................................................................................................................ 73

Figura 62 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Diseño Estructural. .. 75

Figura 63 Explicación en Prezi del cálculo del acero de refuerzo en Robot Structural para una columna del

modelo. ...................................................................................................................................................... 76

Figura 64 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural. ............................... 77

Figura 65 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural. .................................... 78

Figura 66 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural. .................................... 78

Figura 67 Resultados de la evaluación del capítulo de Diseño Estructural. ................................................... 81

Figura 68 Capítulo de Programación de Obra y Presupuesto del aplicativo WEB didáctico en

www.bimciviljaveriana.com ........................................................................................................................ 82

Figura 69 Programación de obra de los elementos del proyecto en el software Navisworks Manage 2015. .. 83

Figura 70 Cantidades de obra de concreto en el softwares Navisworks Manage. ......................................... 83

Figura 71 APUs utilizados para el cálculo del presupuesto en el video explicativo. ....................................... 84

Figura 72 Presupuesto del proyecto variando en el tiempo según la realización de las actividades

constructivas en Navisworks Manage.......................................................................................................... 84

Figura 73 Los conceptos teóricos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Programación de

Obra y Presupuesto. ................................................................................................................................... 86

Figura 74 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto. . 87

Page 8: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

8

Figura 75 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto. ....... 88

Figura 76 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto. ....... 88

Figura 77 Resultados de la evaluación del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto. ...................... 91

Figura 78 Perfil profesional de los encuestados ........................................................................................... 92

Figura 79 Respuesta pregunta 1 de la encuesta a profesionales .................................................................. 92

Figura 80 Respuesta pregunta 2 de la encuesta a profesionales .................................................................. 93

Figura 81 Respuesta pregunta 3 de la encuesta a profesionales .................................................................. 93

Figura 82 Respuesta pregunta 6 de la encuesta a profesionales .................................................................. 93

Figura 83 Respuesta pregunta 4 y 5 de la encuesta profesionales ................................................................ 94

Figura 84 Respuesta pregunta 7 de la encuesta a profesionales .................................................................. 95

Figura 85 Respuesta pregunta 8 de la encuesta a profesionales .................................................................. 95

Figura 86 Resultados generales de la pregunta 1 a 3 de las encuestas para la validación. ............................. 97

Figura 87 Resultados generales de la pregunta 4 de las encuestas para la validación. .................................. 98

Figura 88 Resultados generales de la pregunta 5 de las encuestas para la validación. .................................. 99

Figura 89 Especificaciones del proyecto Provenza Imperial y Hotel Grand (Aycardi Estructural, 2015). ....... 101

Figura 90 Errores del software Robot Structural al calcular la vigueta del modelo. ..................................... 102

Figura 91 Email de respuesta por parte de Autodesk al problema mencionado. ........................................ 103

Figura 92 Vigueta enviada por la empresa Autodesk. ................................................................................ 103

Figura 93 Diseño a flexión y a cortante del entrepiso en la presentación dinámica del capítulo Diseño

Estructural. ............................................................................................................................................... 104

Figura 94 Plano de despiece realizado en el software Robot Structural de la viga en estudio para el trabajo de

grado........................................................................................................................................................ 105

Figura 95 Mención de la visualización de los traslapos en el video explicativo del aplicativo WEB didáctico.

................................................................................................................................................................ 105

Figura 96 Cantidades de acero y concreto de la zapata del modelo. .......................................................... 106

Figura 97 Primer email de Autodesk generando el caso del problema. ...................................................... 107

Figura 98 Email por parte de Autodesk ..................................................................................................... 107

Figura 99 Tercer email del Autodesk referente a este problema. ............................................................... 108

Figura 100 Parámetros para el cálculo de cantidades de acero en el software Revit................................... 109

Figura 101 Familia de la columna rectangular realizada para todas las columnas del modelo ..................... 110

Figura 102 Columnas rectangulares en el software Navisworks Manage. ................................................... 111

Page 9: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

9

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Análisis de precio unitario de un Kilogramo de acero de refuerzo de 37000 PSI usado en el

trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015). ............................................ 34

Tabla 2 Análisis de precio unitario de un Kilogramo de acero de refuerzo de 60000 PSI usado en el

trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015). ............................................ 34

Tabla 3 Análisis de precio unitario de un m3 de zapata en concreto usado en el trabajo de grado

obtenido de la base de datos (Construdata, 2015). ...................................................................... 35

Tabla 4 Análisis de precio unitario de un m3 de viga de amarre en concreto usado en el trabajo de

grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).............................................................. 35

Tabla 5 Análisis de precio unitario de un m3 de columna en concreto usado en el trabajo de grado

obtenido de la base de datos (Construdata, 2015). ...................................................................... 36

Tabla 6 Análisis de precio unitario de un m3 de viga aérea en concreto usado en el trabajo de

grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).............................................................. 36

Tabla 7 Presupuesto del esqueleto de la estructura del modelo obtenido de las cantidades de obra

y los APU de cada actividad. ......................................................................................................... 37

Page 10: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

10

1. INTRODUCCIÓN

En este trabajo se presenta el concepto de Building Information Modeling (BIM) asociado a una

nueva metodología de trabajo en el sector de la construcción. El propósito es mostrar y dar a

conocer a los estudiantes que se encuentran cursando las materias de diseño en concreto y

programación de obra y presupuesto esta nueva metodología que ha llegado a reducir los costos

de los proyectos hasta en un 30% y que cada día está adquiriendo mayor importancia como tema

de investigación (Eastman et al., 2008).

Para lograr presentar adecuadamente el concepto BIM y de sus aplicaciones en las etapas de

concepción, diseño y estimación de tiempos y costos en edificaciones, se elaboró una página WEB

con videos explicativos y presentaciones dinámicas que permite de una manera autónoma

conocer sobre los temas mencionados anteriormente, junto con un estudio de caso relacionado

con un edificio de concreto reforzado. Para cada uno de los conceptos incluidos se desarrolla una

presentación de los conceptos teóricos y un ejemplo práctico a través de metodologías BIM.

Tras haber implementado el aplicativo WEB didáctico, fue validado por los estudiantes de las

clases y algunos profesionales familiarizados con el tema BIM y gracias a sus comentarios y

sugerencias sobre la presentación del contenido, fue posible realizar los ajustes y las correcciones

pertinentes para mejorar el aplicativo y poder seguir facilitando la enseñanza de la metodología

BIM a los estudiantes. De igual modo, se realizó una evaluación sobre conceptos teóricos a los

estudiantes para evaluar que el estudiante si este aprendiendo del contenido presente en el

aplicativo.

2. JUSTIFICACIÓN

Hoy en día resulta imposible ignorar los avances tecnológicos que tiene disponibles el sector de la

construcción, puesto que se han desarrollado herramientas innovadoras que facilitan y hacen más

eficiente el trabajo en la construcción (Patiño et al., 2014), sin embargo se continúa trabajando de

manera tradicional (Prieto, 2011) e imponiendo una oposición en algunos casos a adoptar este

nuevo tipo de herramientas (Eadie et al., 2013).

Una de las herramientas es Building Information Modeling – BIM, que es el proceso de la

generación y gestión de datos e información de modelos virtuales que permite a los usuarios

integrar y reutilizar esta información para diferentes etapas del ciclo de vida de un edifico (Sang

et al., 2014). Al utilizar esta tecnología se logra obtener mejores resultados y beneficios en la etapa

de pre-construcción, construcción y post-construcción (Eastman et al., 2008).

En la actualidad existen países que ya se encuentran implementando esta nueva herramienta

mostrando grandes beneficios y una mejor calidad en la realización de sus proyectos de

Page 11: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

11

construcción, como lo es el caso de Singapur, Australia y Estados Unidos (Smith, 2014). En este

último, se realizaron encuestas a contratistas, ingenieros y arquitectos sobre el mercado de uso de

herramientas BIM, y una de las principales conclusiones fue que la mayoría de los usuarios

experimentaron un impacto positivo en la productividad de su empresa (Salman, 2011).

BIM está planteando el reto de cambiar la forma de realizar los diseños y procesos constructivos

rompiendo el paradigma tradicional en la construcción, por esta razón es importante que los

futuros profesionales posean conocimiento de esta herramienta (Elmualim y Gilder 2013), con el

fin de cumplir con las expectativas de las empresas que solicitan personal no solamente

especializado en el uso de esta herramienta, sino más bien personal versátil que sea capaz de

integrar el conocimiento de la construcción y el uso de BIM eficazmente (Ku y Taiebat, 2011).

Se han realizado investigaciones sobre la implementación de las herramientas BIM en institutos de

educación superior, evidenciando que el conocimiento sobre este tipo de herramientas es muy

reciente. Como motivo de esto, se han implementado diferentes métodos de enseñanza en estos

institutos, sin embargo no existe aún una metodología para poder enseñar a los estudiantes y

tampoco se cuenta con personal debidamente capacitado para acelerar la curva de aprendizaje

(Wu y Issa, 2014).

Por lo tanto, el propósito de este proyecto al implementar un aplicativo didáctico a través de una

página WEB, es darles a conocer a los estudiantes el concepto de BIM y sus aplicaciones teniendo

en cuenta los conceptos teóricos vistos en las clases, ampliando de este modo la capacidad de

poder enseñar a los estudiantes otros temas relacionados con la materia.

Es necesario que los estudiantes de la Pontificia Universidad Javeriana conozcan y se familiaricen

con este tema ya que hoy en día existen empresas dentro del sector de la construcción que se

encuentran adoptando o migrando hacia esta nueva metodología y es de interés de estas

empresas que los estudiantes que egresen de las universidades ya se encuentren familiarizados

con lo que significa BIM al igual que con los software necesarios para llevar a cabo esta

metodología.

Con este aplicativo WEB didáctico, se desea contribuir dando a conocer información de la

aplicación de conceptos teóricos mediante el uso de las herramientas BIM a los estudiantes que se

encuentran cursando las materias de diseño en concreto y programación de obra y presupuesto, al

igual que a otros estudiantes que se encuentren interesados en investigar sobre este tema. Esto se

logra desarrollando el contenido del aplicativo con videos y presentaciones bien elaboradas con

fundamentos teóricos y en español, a diferencia del contenido que se puede encontrar en internet

sobre el uso de los software BIM que se usa para este trabajo de grado.

Page 12: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

12

3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general

Desarrollar un aplicativo WEB didáctico para la enseñanza activa de las herramientas BIM (Building

Information Modeling) en las asignaturas de diseño en concreto, programación de obra y

presupuesto de un edificio de concreto.

3.2. Objetivos específicos

- Elaborar un modelo BIM del edificio de concreto reforzado seleccionado, incluyendo el

análisis y diseño estructural, programación de obra y presupuesto.

- Implementar un aplicativo WEB didáctico como apoyo para las asignaturas de diseño en

concreto, programación de obra y presupuesto basándose en el modelo BIM elaborado.

- Validar el aplicativo WEB didáctico, mediante una evaluación sobre sus ventajas docentes

realizada por los estudiantes de Ingeniería Civil, profesores e ingenieros consultores.

4. ESTADO DEL ARTE

4.1. Enseñanza multimedia

4.1.1. Historia de los sistemas multimedia

Según García (2001), a mediados de los años 40 se puso en marcha el ENIAC (Electrical Numerical

Integrator and Computer), fue uno de los primeros ordenadores rápidos y flexibles desarrollado

para el cálculo de tablas balísticas lo cual requería cálculos tediosos. Los diseñadores de este

primer ordenador lo hicieron programable, es decir lo prepararon para que fuera capaz de realizar

otros cálculos diferentes de los que había sido inicialmente programado. Sobre los años 60

aparece el ordenador personal (PC), en 1976 se comercializa el ordenador Apple I y en 1982

aparece en oficinas, industrias y viviendas, tras el lanzamiento del producto por IBM.

Por esta razón, al llegar los primeros ordenadores eran poco útiles puesto que era costosos, no

eran muy fiables y pocas personas sabían utilizarlo. Las primeras aplicaciones de los ordenadores

fue el trabajo con números, luego vino el uso para manipular información alfabética y más tarde la

idea de la enseñanza asistida por ordenador.

Hoy en día el rápido desarrollo de la tecnología y de la informática está proporcionando

herramientas revolucionarias en todos los campos de la ciencia. La tecnología multimedia ha

Page 13: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

13

llegado a todos los campos esenciales de nuestra sociedad. Como por ejemplo al trabajo,

cultura, ocio y por supuesto a la educación.

Una de las principales ventajas de la herramienta multimedia en el campo de la educación es que

permite al usuario desplazarse, adelantarse, consultar y repetir los conceptos que le son

presentados y que más le han interesado al usuario (García, 2001).

4.1.2. Aprendizaje multimedia en el mundo

El aprendizaje multimedia se ha utilizado en diferentes áreas del conocimiento tales como

biología, medicina, lengua extranjera e ingeniería, entre otras impulsando al estudiante a que se

convierta en el centro del proceso del aprendizaje.

En el campo de la biología la universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara, Cuba, propuso una

herramienta multimedia educativa para perfeccionar el proceso de enseñanza y aprendizaje de la

asignatura biología celular en la carrera de Licenciatura en tecnología de la salud, la cual promueve

la aplicación de la informática para facilitar la comprensión de los contenidos en sus estudiantes

(Díaz et al., 2012).

Figura 1 Herramienta multimedia de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara, Cuba.

En el campo de la lengua extranjera se realizó una investigación pedagógica por parte de la

universidad tecnológica del choco Diego Luis Córdoba orientada a comprobar el grado de

efectividad de la multimedia como herramienta para el aprendizaje autónomo del vocabulario de

inglés por parte de los niños. La investigación tuvo como hallazgo que el 77.8% del vocabulario

objeto de estudio fue correctamente identificado por los niños a partir de la escucha, mientras

que el 67.4% de las palabras fueron pronunciadas correctamente (Moreno, 2011).

En el área de la medicina la facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste en

Argentina, realizo una investigación que tenía como objetivo comparar el aprendizaje sobre el

tratamiento de la diabetes entre dos grupos de estudiantes avanzados de medicina, uno con clase

tradicional y otro utilizando Internet. Una de las principales conclusiones que se obtuvieron fue

Page 14: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

14

que la herramienta permite un estudio independiente y más activo, acceder con facilidad a textos

o revistas médicas online, llegar con materiales visuales a un mayor número de alumnos, entre

otros (Mihai y Navarro, 2005).

Finalmente en el área de la ingeniera, en la Pontificia Universidad Javeriana se desarrolló en el año

2013 un trabajo de grado que contemplaba “El desarrollo de un aplicativo web para relacionar el

proceso constructivo con el diseño estructural, aplicado a un edificio en concreto reforzado”. En

este trabajo se realizaron videos que mostraban de una forma apropiada la relación que existía

entre el diseño estructural que concebía el ingeniero estructural a partir del cálculo y el análisis de

los elementos con su correspondiente proceso constructivo o colocación en obra.

Dentro de este trabajo de grado se tuvieron en cuenta varias temáticas vistas en la clase de diseño

en concreto tales como: cimentación (superficial y profunda), columnas, vigas, muros, entrepisos,

entre otros.

Figura 2 Herramienta multimedia de la Universidad Javeriana de Bogotá, Colombia.

La herramienta fue validada por los estudiantes que se encontraban cursando la materia en su

momento. Tras haber realizado un análisis de la herramienta, el 53% de los estudiantes

encuestados calificaron a esta página WEB como muy buena, y el 26% como excelente (Suárez,

2013). Estos resultados comprobaron que la herramienta desarrollada en aquel trabajo de grado

cumplió satisfactoriamente las expectativas de los estudiantes.

4.2. Metodología BIM

Para realizar un diagnóstico de la importancia que tiene la metodología BIM en el mundo, se

realizó una búsqueda en ISI – Web of knowledge de artículos científicos con el título Building

Information Modeling (Web of knowledge, 2015), y se obtuvo 168 resultados de artículos

referentes a temas de construcción, arquitectura e ingeniería en los últimos 10 años.

Page 15: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

15

Figura 3 Elementos publicados por años en ISI – Web of knowledge desde el año 2005 (Web of knowledge, 2015).

Como se evidencia en la Figura 3, el tema de la metodología BIM está adquiriendo importancia a

nivel de investigación puesto que la cantidad de artículos publicados aumenta significativamente

en los últimos años.

Los países que han mostrado mayor interés en la investigación de esta temática han sido Estados

Unidos, Australia, Inglaterra, Corea del Sur, China, entre otros. En la Figura 4 se muestra el número

de publicaciones por países que se ha realizado desde el año 2005 referente a la investigación de

la metodología BIM en relación a temas de construcción, arquitectura e ingeniería.

Figura 4 Elementos publicados por país en ISI – Web of knowledge desde el año 2005 (Web of knowledge, 2015).

0

5

10

15

20

25

30

35

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

mer

o d

e ar

tícu

los

Año

Elementos publicados cada año

05

1015202530354045

me

ro d

e a

rtíc

ulo

s

País

Publicaciones por país desde el año 2005

Page 16: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

16

Como se puede observar en la Figura 3, tan solo en el 2014 se realizaron 37 publicaciones. En la

Figura 5 se muestra los diferentes países que realizaron publicaciones referentes a BIM en el año

2014.

Figura 5 Elementos publicados por país en ISI – Web of knowledge en el año 2014 (Web of knowledge, 2015).

Es posible apreciar que el BIM está siendo tema de interés a nivel mundial, debido al interés que

existe en los diferentes países.

4.2.1. Países que se encuentran implementando el BIM

El BIM aparte de ser un tema de investigación recientemente, como se diagnosticó anteriormente,

también se ha venido adoptando por algunos países en el sector de la construcción.

Se realizó una investigación en internet y en libros sobre los proyectos que han implementado la

metodología BIM en el mundo y que cuentan con información relevante para poder mostrar a los

estudiantes de las clases de diseño en concreto y programación de obra y presupuesto este

contenido, como también a otros estudiantes que se encuentren interesados en la investigación

de estos temas.

A continuación se da menciona algunos de los países que han adoptado el BIM en entidades

gubernamentales.

- En Estados Unidos la Guardia Costera (USCG) y la Administración Federal de los Estados

Unidos (GSA) ya requiere sus proyectos utilizando la metodología BIM (Eastman et al.,

2008).

- En el Reino Unido, el gobierno anuncio en junio del 2011 su intención de requerir BIM en

todos los proyectos de construcción a partir del año 2016 (24 Studio LAB, s.f).

0

2

4

6

8

10

12

mer

o d

e ar

tícu

los

País

Publicaciones por país en el año 2014

Page 17: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

17

Existen países que se encuentran adoptando el BIM en el sector de la construcción sin que sea un

requisito por parte de las entidades gubernamentales, entre ellos se encuentra países como

Sudáfrica, Noruega, Finlandia, China y Australia.

Figura 6 Países que se encuentran adoptando el BIM en el sector de la construcción.

A continuación se mencionan algunos proyectos de diferentes partes del mundo que han usado la

metodología BIM.

- Estados Unidos: el estadio MetLife del estado de Nueva Jersey fue desarrollado usando

herramientas BIM (Tekla. [Tekla Software], 2010).

- Reino Unido: El edificio Leadenhall de 48 pisos y 225 metros de altura fue construido con

la aplicación de herramientas BIM (24 Studio LAB, s.f).

- Sudáfrica: El estadio Soccer City fue remodelado para el mundial de futbol 2010. Se

modelo toda la estructura metálica y se coordinó la logística que debió implementarse

para realizar la obra (Proyectos BIM S.A.S., s.f).

- Noruega: El proyecto Bjørvika en la ciudad de Oslo, es el proyecto de construcción más

complejo que jamás se haya construido en Noruega (Vianova, s.f. a). Se realizó el proyecto

usando un modelo BIM por que fue necesario la coordinación, comunicación y

colaboración de todas las disciplinas para llevar el proyecto acabo.

- Finlandia: La ampliación del metro Länsimetro integro varias disciplinas de diseño como:

ingenieros estructurales, eléctricos, mecánicos y arquitectos (Vianova, s.f. b). Este modelo

BIM se realizó con el objetivo de que permitiera usar su información para llevar un control

del mantenimiento de la línea de metro por los próximos 100 años.

- China: El edificio Shangai Tower conto con la metodología BIM para su diseño y

construcción lo que le ayudo a mejorar la eficiencia, reducir errores, y optimizar la

colaboración (Autodesk, 2011).

Page 18: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

18

- Australia: El edificio 1 Bligh Street en la ciudad de Sydney conto con el diseño de tres

modelos BIM diferentes para la estructura, la arquitectura y las redes, debido a su gran

complejidad. Sin embargo los tres modelos fueron coordinados para la puesta en marcha

de la etapa de construcción del proyecto (Jones y Bernstein, 2014).

4.2.2. Empresas que adoptan la metodología BIM en Colombia

CONSTRUCCIONES PLANIFICADAS S.A.

La historia de la empresa inicia en el año 1959, cuando se creó la Organización Luis Carlos

Sarmiento Angulo Ltda. (OLCSAL), la cual se dedicaba a la urbanización y construcción de vivienda

por más de 40 años, alcanzo a ser la más grande del país en unidades vendidas por año.

En la actualidad Construcciones Planificadas S.A, es una empresa que integra toda la cadena de

servicios inmobiliarios, incluyendo gerencia, diseño, promoción, construcción e interventoría de

proyectos inmobiliarios con más de 50 años de experiencia (Construcciones Planificadas, 2015).

En cuanto a la implementación de herramientas BIM, la empresa Construcciones Planificadas S.A

realizo una inversión tecnológica al interior de su empresa para poder utilizar las herramientas

BIM como lo es software Revit y Navisworks para poder empezar a realizar sus proyectos en BIM

de alguna forma (Fonseca, 2015).

Esta empresa realizo su primer proyecto Torre 7 y Torre 8 utilizando BIM (T7 y T8) de 16 pisos

donde realizaron los diferentes diseños arquitectónicos utilizando el software Revit, lo que les

permitió realizar el proyecto de una manera más eficaz y la documentación del proyecto más clara

y precisa.

Figura 7 Render proyecto T7 y T8 – Vista: Calle 26 Occidente (Construcciones Planificadas, 2015).

Page 19: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

19

Para este mismo proyecto, también fue posible realizar actividades diferentes dentro del modelo

BIM como lo son: los diseños mecánicos, hidrosanitarios y de redes (Figura 8) para la coordinación

de estas disciplinas y su implementación en la obra.

Figura 8 Modelos del proyecto T7 y T8: A) Modelo completo. B) Estructura. C) Hidrosanitario. D) Redes. (Construcciones Planificadas, 2015).

A partir de los resultados positivos que se obtuvieron en la realización del proyecto T7 y T8

continuaron con la realización de otros proyectos como por ejemplo el Hotel Grand Hyatt, Bogotá

junto con una inversión en el área tecnológica para sacar el máximo provecho de los software y

realizar otras actividades como por ejemplo la detección de conflictos o clash detection (Figura 9)

que permite realizar el software Navisworks al integrar los diferentes modelos de las disciplinas

que intervienen en el proceso. Esto es una gran ventaja puesto que permite tomar decisiones

oportunas sobre los problemas que puedan ocurrir en la obra, como por ejemplo modificar la

ubicación de las instalaciones o redes que generen conflicto en el modelo BIM (Fonseca, 2015).

Figura 9 Imágenes de la herramienta clash detection del software Navisworks del proyecto (Construcciones Planificadas, 2015).

Page 20: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

20

EKOOBIM S.A.S

Ekoobim S.A.S es una empresa privada de ingeniería fundada en el año 2014. Esta empresa es una

empresa pequeña en relación con el promedio de las empresas del país que prestan servicios de

ingeniería (EKOBIM S.A.S, 2015).

Esta empresa se encuentra realizando el modelo BIM del edificio de la nueva facultad de

Ingeniería de la Universidad Javeriana (Dirección de recursos físicos Universidad Javeriana, 2015).

Figura 10 Modelos del proyecto en desarrollo del edificio de la facultad de ingeniería de la Universidad Javeriana: A) Modelo completo. B) Modelo arquitectónico. C) Modelo estructural. D) Modelo redes de ventilación. (EKOBIM S.A.S,

2015:Dirección de recursos físicos Universidad Javeriana, 2015)

Este modelo cuenta con información en la parte: arquitectónica, estructural, eléctrica, de

incendios, ventilación, entre otras.

Page 21: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

21

4.2.3. Trabajos desarrollados en la Universidad Javeriana usando el BIM

El concepto de la metodología BIM y las modelaciones paramétricas de edificios o procesos

constructivos han sido de tema de investigación dentro de la Universidad Javeriana y han sido

objeto de investigaciones y trabajos de grado, a continuación se mencionan trabajos realizado

bajo la dirección de la Ing. Adriana Gómez.

En el año 2013 se llevó a cabo un trabajo de grado sobre “la aplicación de metodologías

BIM en etapas de demolición, excavación y cimentación de estructuras en concreto” el cual

contemplaba como objetivo evaluar las ventajas y desventajas de la metodología BIM en

la estimación de cantidades de obra y simulación en el tiempo de los procesos de

demolición, excavación y cimentación del edificio de artes de la Pontificia Universidad

Javeriana utilizando la herramienta Autodesk Building Desing Suite (Betancur y González,

2013).

Figura 11 Modelo 5D en Navisworks (Betancur y González, 2013).

En este trabajo de grado se evidencio algunas de las ventajas del uso de BIM y de software

de la herramienta Autodesk Building Desing Suite, algunas de ellas se mencionan a

continuación.

- La modelación del terreno y la simulación de las actividades de excavación se pudo llevar

acabo en el programa Revit de una forma más exacta que habiendo realizado el mismo

procesos en el software AutoCAD Civil 3D.

- La sincronización de la información de un proyecto al aplicar la metodología BIM desde la

concepción de un proyecto permite tener una mayor organización de la información y

modelos mucho más cercanos a la realidad del proyecto.

- Se logró implementar las variables de tiempo y de costo en el modelo usando el programa

Navisworks y se representó exitosamente un modelo 5D.

Otro trabajo de grado realizado en la Universidad Javeriana correspondió a “la

implementación de las metodologías BIM como herramienta para la planificación y control

del proceso constructivo de una edificación en Bogotá”, teniendo como objetivo

implementar metodologías BIM para la planeación del proceso constructivo de

Page 22: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

22

cimentación, estructura y muros de una edificación en Bogotá, aplicado a programación y

presupuesto utilizando la herramienta Autodesk Building Design Suite para determinar las

ventajas y beneficios que conlleva la utilización de un modelo 5D en la ejecución de un

proyecto (Mojica y Valencia, 2012).

Figura 12 Render del proyecto de construcción (Mojica y Valencia, 2012).

En el año 2014 se realizó en la Universidad Javeriana una trabajo de grado de maestría con

el objetivo de establecer diferentes propuestas de mejoramiento al proceso de planeación

de tiempos y costos en la etapa de cimentación de un edificio, a partir de la integración de

herramientas como simulación de eventos discretos, programación con líneas de balance y

metodologías Building Information Modeling – BIM. En este trabajo se realizó la animación

virtual de las diferentes alternativas a contemplar a partir de metodologías BIM en base a

la filosofía de Lean Construction y se concluye que la integración de las herramientas

utilizadas es de gran utilidad en la planeación y toma de decisiones oportunas en un

proyecto de construcción (Gómez et al., 2014).

Figura 13 Modelo terminado (Gómez et al., 2014).

Se realizó un trabajo de grado de maestría en la Universidad Javeriana en el año 2014 que

tenía como objetivo implementar metodologías innovadoras para la planificación de la

construcción de un puente de concreto en Colombia. Para este trabajo se aplicó la

metodología BrIM (Bridge Information Modeling) que es la misma metodología BIM pero

aplicada a puentes. En este trabajo se investigó sobre la aplicación de la metodología para

mejorar el rendimiento y desarrollo de la planificación constructiva de un tipo de puente y

Page 23: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

23

se dividió el proyecto en 3 etapas, siendo una de ellas la simulación del modelo virtual

teniendo en cuenta los procesos constructivos, la cuantificación de materiales y costos. Se

concluye dentro de este trabajo que al realizar modelos paramétricos pueden ser

herramientas valiosas para la planificación, diseño y construcción que permitan mejorar la

calidad de la construcción, reducir costos y acortar los tiempos de diseño. Sin embargo

mencionan que deben existir bases en cuanto al uso de los software BrIM y experiencia en

la representación y dibujo de los componentes del puente para implementar de una

manera adecuada esta metodología (Gaitán y Gómez, 2014).

Figura 14 Superestructura e Incorporación de cimentación (Gaitán y Gómez, 2014).

5. MARCO TEÓRICO

5.1. Teorías del aprendizaje

Dentro de las teorías del aprendizaje se mencionan los conceptos de multimedia y aprendizaje

multimedia, los cuales se definen a continuación:

- Multimedia: Los productos basados en sistemas multimedia ofrecen combinaciones de

texto, audio y vídeo en un mismo documento que son coordinadas, producidas,

controladas y mostradas por un ordenador (García, 2001).

- Aprendizaje Multimedia: El aprendizaje multimedia es aquel en el que un sujeto logra la

construcción de representaciones mentales ante una presentación multimedia, es decir,

logra construir conocimiento (Latapie, 2007).

A finales de la década de 1980, con el auge de la multimedia y las nuevas posibilidades que

brindaba el computador en cuanto a gráficas y sonido, varios investigadores comenzaron a

estudiar de qué manera estas herramientas podrían favorecer el aprendizaje (Andrade, 2012).

En la actualidad las tecnologías son muy utilizadas en los procesos de educación, sin embargo

existen numerosas opiniones ya que para algunos es peligroso utilizarlas, debido a que creen que

afecta la calidad del proceso educativo, mientras que otros las perciben como necesarias para que

el estudiante pueda manejar de manera adecuada nuevas herramientas tecnológicas. Pero sin

importar si son o no necesarias, son herramientas que se encontraran siempre presentes.

Page 24: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

24

Las personas aprenden mejor cuando los mensajes multimedia están diseñados de manera que

sean compatibles con el funcionamiento de la mente humana y con principios basados en la

investigación (Mayer, 2005).

5.1.1. Metodología de la enseñanza activa

Los métodos de enseñanza que promueven el aprendizaje activo se contemplan dentro de la

teoría constructivista del aprendizaje.

Según esta teoría, los estudiantes son los responsables del proceso de aprendizaje y son ellos

quienes toman la decisión de como aprender, mientras que el profesor es sólo un guía que

orienta, incentiva y retroalimenta a los estudiantes (Ruiz et al., 2006).

Según Ruiz et al. (2006), existen tres tipos de modelos pedagógicos: heteroestructurantes,

interestructurantes y autoestructurantes.

El modelo heteroestructurante se basa en que el estudiante obtiene su conocimiento a través del

docente, es decir el docente es el encargado de trasmitir conceptos, ideas, diferente información

al estudiante. El segundo modelo pedagógico interestructurante, la persona a cargo del proceso

de aprendizaje es tanto el estudiante como el docente, es una responsabilidad compartida.

Finalmente en el modelo autoestructurante, el estudiante tiene una responsabilidad autónoma de

su propio aprendizaje y el docente es un acompañante de la acción educativa. En este último

modelo busca una educación intelectual guiada, orientada y retroalimentada por el docente.

5.1.2. Teoría de la carga cognitiva, diseño multimedia y aprendizaje

El ser humano es un sistema de procesamiento de información, Según Andrade (2012), su premisa

de mayor relevancia donde soporta su estudio es que los estudiantes tienen una limitada

capacidad de memoria de trabajo cuando se enfrentan con nueva información. Además de esto si

el estudiante se sobre carga de información su aprendizaje se verá afectado.

La información procedente del entorno es recibida y procesada por medio de canales totalmente

independientes tales como visual y auditivo, si el medio en que se presenta la información se

utilizan varios canales al mismo tiempo o se evita sobre cargar uno de ellos la memoria de trabajo

se pude ver en gran medida beneficiada.

La información que reciben los estudiantes es procesada por el cerebro en tres diferentes

maneras:

La primera es la memoria sensorial, es la encargada de recibir el estímulo de los sentidos y lo

almacena por muy corto tiempo. Su función es convertir los estímulos auditivos y visuales en

información auditiva y visual. El segundo es la memoria de trabajo esta permite retener y

manipular la información durante periodos de tiempo cortos. Esta memoria está relacionada con

las actividades que estamos realizando de manera consecutiva. Finalmente la tercera memoria

Page 25: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

25

hace referencia a la de largo plazo, esta memoria es ilimitada y se encarga de almacenar diversa

información, tales como conceptos, imágenes, recuerdos, procedimientos, entre otros.

A continuación, se describen algunos principios que tienen en cuenta la teoría de la carga

cognitiva:

Principio problemas con solución libre: Este establece una disminución en la carga cognitiva, con el

objetivo de que cada estudiante llegue a su propia respuesta, es decir que son problemas con

diferentes soluciones.

Principio de ejemplos de problemas resueltos: En este principio los estudiantes toman como

ejemplo estos problemas, y extraen o toman prestado esa información con el fin de que se pierda

menos tiempo de llegar a la solución y se le dedique mayor tiempo al entendimiento y

aprendizaje.

Principio de completar problemas: Este principio plantea que el estudiante resuelva problemas

parcialmente completos sin incrementar la carga cognitiva.

Principio de modalidad: En el principio de modalidad busca hacer uso de múltiples canales

sensoriales y reemplazar las descripciones escritas por descripciones habladas, de tal manera que

la memoria de trabajo no se sobrecarga, ya que la información auditiva y visual es procesada de

manera independiente. Los diseñadores han hecho uso de este principio con el fin de crear

programas educativos multimedia, presentar evaluaciones en línea apoyadas por computador.

Principio de imaginación: Este principio propone al estudiante que repase mentalmente los

conceptos y procedimientos sin hacer uso de materiales de aprendizaje con los que ha trabajado.

De esta forma el estudiante se ve en obligación a ser consciente de los procedimientos que debe

utilizar para dar solución a los problemas y almacenarlos en la memoria de trabajo.

Entre otros principios.

5.1.3. Teoría cognitiva del aprendizaje multimedia. Principios de Mayer.

Según la teoría del aprendizaje multimedia (Mayer, 2005) existen tres principales supuestos:

- Canales duales: El ser humano para el procesamiento de la información posee canales

separados tanto visual como auditivo.

- Capacidad limitada: El ser humano tiene limitada la capacidad de procesar información en

cada canal tanto auditivo como visual a la vez.

- Procesamiento activo: Los seres humanos se involucran en el aprendizaje activo

procesando la información recibida relevante, organizarla en representaciones mentales

coherentes y relacionarlas con otros conocimientos.

Page 26: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

26

A continuación se propone diferentes principios indispensables para garantizar el aprendizaje de

los estudiantes a través de una herramienta multimedia, según la teoría cognitiva del aprendizaje

multimedia.

- Principio multimedia: Las personas aprenden de una mejor manera si la información que

se les presenta contiene palabras e imágenes que solamente palabras.

- Principio de contigüidad espacial: Las personas aprenden de una manera más adecuada si

las imágenes y las palabras se presentan cerca una de la otra en una pantalla o página.

- Principio de contigüidad temporal: Las personas tienen mayor capacidad de aprendizaje si

las palabras e imágenes son presentadas simultáneamente.

- Principio de coherencia: Las personas tienen mayor capacidad de aprendizaje si se excluye

de la presentación palabras, imágenes o sonidos irrelevantes.

- Principio de modalidad: Las personas aprenden mejor cuando las palabras se presentan

con narración, en lugar de como texto en pantalla.

- Principio de redundancia: Las personas tienen mayor capacidad de aprendizaje si se

presenta la información con narración que con narración y palabras.

5.1.4. Teoría de David Ausubel

David Ausubel señala que el conocimiento que el estudiante posea en su estructura cognitiva

relacionada con el tema que se pretende estudiar es el causa más importante para que el

aprendizaje sea exitoso (Ausubel, 1986).

Ausubel, propuso que el individuo aprende a través del “Aprendizaje Significativo”, este hace

referencia a la incorporación de la nueva información a la estructura cognitiva del individuo. Esto

permite crear una asimilación entre el conocimiento ya existente del individuo en su estructura

cognitiva con la nueva información, facilitando el aprendizaje.

Se propone tres principales criterios:

Aprendizaje receptivo: El profesor es el únicamente el responsable del aprendizaje, el material es

organizado y este ahorra tiempo al estudiante.

Page 27: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

27

Criterios de organización de contenidos: La información presentada debe ser lo más clara posible, y

se debe tener en cuenta un adecuado manejo del tiempo para que la retención de la información

sea óptima.

Contenidos significativos: Es de gran importancia el proceso de secuencia de la información y que

los contenidos verbales tengan sentido.

5.2. Metodología BIM

BIM (Building Information Modeling): Es el proceso de la generación y gestión de datos e

información de modelos virtuales que permite a los usuarios integrar y reutilizar esta información

para diferentes etapas del ciclo de vida de un edifico (Sang et al., 2014).

Algunas de las ventajas que se han identificado en la adopción, aplicación y uso de la metodología

BIM en los proyectos de construcción se mencionan a continuación (Eastman et al., 2008):

- Coordinación de las diferentes etapas de un proyecto de construcción, en especial la

coordinación de planos con el proceso constructivo.

La metodología BIM facilita el trabajo simultáneo de las múltiples disciplinas que intervienen en un

proyecto. Si bien la coordinación de los diferentes tipos de planos se logra realizar de una manera

tradicional, es mucho más eficiente y más practico trabajar con uno o varios modelos

tridimensionales coordinados, esto permite reducir el tiempo de diseño y significativamente los

errores y omisiones dentro de él.

- Herramienta de dibujo capaz de encontrar incompatibilidad en planos

Como los planos 2D y las visualizaciones 3D son elaboradas a partir de un único modelo

tridimensional, es más fácil observar e identificar inconsistencias presentadas, ya que al integrar

todas las disciplinas y compararlas en una misma interfaz se puede realizar una revisión

sistemática y visual. Esto permite que los conflictos entre los elementos del proyecto sean

identificados antes de que sean detectados en la obra. Esta coordinación entre los diferentes

participantes reduce significativamente los errores del proyecto.

- Obtener cantidades y costos de la obra de una manera más precisa

El modelo tridimensional es desarrollado de una manera directa en vez de ser generado a través

de múltiples planos o vistas 2D, esto permite cuantificar de una manera precisa cada uno de los

elementos que constituyen el proyecto sin necesidad de realizar un cálculo adicional a partir de los

planos 2D. Si llega a existir alguna modificación en los diseños, al realizaron los cambios, el modelo

tridimensional actualizará las cantidades de obra inmediatamente y mostrara los resultados en

tiempo real. En las etapas tempranas del diseño la estimación de costos son básicas

principalmente, a medida que el diseño progresa y se modifica, las cantidades serán mucha más

detallas y por consiguiente al realizar una estimación de costos esta será más detallada.

Page 28: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

28

- Visualización del proyecto terminado

En cualquier etapa del proyecto se pueden extraer cortes y vistas en planta precisos y consistentes

para una vista específica del proyecto, reduciendo significativamente el tiempo y numero de

errores asociados con la generación de planos de construcción para cualquiera de las disciplinas.

- Modificar diseños en menores tiempos

Si se llega a realizar algún cambio en el diseño el modelo se actualizara automáticamente y de

igual modo se actualizara las vistas de corte o de planta del mismo, gracias a la existencia de un

único modelo tridimensional.

- Integración de diferentes disciplinas

El modelo BIM que se elabore no solo realizar las etapas de concepción, diseño y estimación de

tiempos y costos de una edificación, también es posible realizar estudios y diseños de otras

disciplinas como lo son: el análisis de sostenibilidad, el diseño mecánico, eléctrico y de plomería

(MEP), estudio bioclimático, entre otros.

6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Figura 15 Edificio de educación continua y consultoría de la Universidad Javeriana.

El proyecto analizado en este trabajo de grado es el edificio de educación continua y consultoría

ubicado en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana, el cual limita en el norte con la calle

40 y al oriente con la carrera 7ª. La construcción del edificio consta con aproximadamente 1600

m2, 3 niveles. El diseño de este edificio se pensó partiendo de la base que es un edificio que va a

recibir público externo, personas que quisieran hacer algún curso de educación continua con la

universidad, empresarios que quieran buscar cursos para grupos de profesionales de sus

empresas. La persona a cargo de la edificación fue la arquitecta Liliana Pinto (Dirección de recursos

físicos Universidad Javeriana, 2015).

Page 29: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

29

Figura 16 Vista satelital del edificio (Google Maps, 2015).

El edificio se encuentra compuesta por 3 niveles con oficinas y salas de reuniones, la estructura es

un sistema aporticado y con un entrepiso aligerado en una sola dirección y cimentación superficial.

Los elementos estructurales fueron construidos con concreto reforzado y con estructura metálica

compuesta por diferentes tipos de perfiles.

Figura 17 Estructura del edificio durante su construcción en el año 2013 (Google Maps, 2015).

7. METODOLOGÍA

7.1. Elaboración del modelo BIM

Para la elaboración del modelo BIM en concreto reforzado, se usaron los planos estructurales del

edificio “Calle 40” donde funcionan las oficinas de la EDUCACIÓN CONTINUA Y CONSULTORÍA,

planos que fueron dados por la oficina de Desarrollo de planta física de la Dirección de Recursos

Físicos de la Pontificia Universidad Javeriana. Este edificio cuenta con 3 plantas y se encuentra

construido en concreto reforzado y en estructura metálica.

Page 30: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

30

La información entregada de parte de la oficina de RECURSOS fue la siguiente:

- Planos Estructurales

- Planos Arquitectónicos

Para efectos del trabajo de grado, los planos estructurales de este edificio se modificaron y se optó

por solo usar el material de concreto reforzado para la elaboración de los elementos estructurales

en el modelo BIM ya que la estructura del edificio contaba con perfiles metálicos en columnas,

vigas y viguetas, lo cual se encuentra por fuera del alcance del trabajo de grado puesto que solo se

contempló el uso de concreto reforzado.

Adicionalmente, algunos aspectos fueron modificados como:

- Omisión de las ménsulas de las columnas, ya que estas soportan la cubierta realizada en

estructura metálica y esta no se tuvo en cuenta para realizar el modelo BIM porque el

análisis y diseño de cubiertas no fue tenido en cuenta dentro del alcance del trabajo de

grado.

- La cimentación superficial, ya que algunos elementos no eran geométricamente regulares,

por lo que implicaba crear los elementos de una forma independiente en el programa

Revit y se deseaba realizar un modelo más general y aplicable para la clase de diseño en

concreto.

Figura 18 Visualización del modelo tridimensional elaborado en Revit.

Los planos arquitectónicos fueron útiles para desarrollar la modelación del terreno y la simulación

de la excavación, como se muestra en la Figura 19.

Page 31: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

31

Figura 19 Visualización del terreno limpio y después de la excavación del modelo en Revit.

De esta forma se elaboró el modelo BIM del edificio con las siguientes características:

- Terreno y excavación

- Material: concreto reforzado

- Tres (3) pisos

- Cimentación superficial

- Sin sótano

Figura 20 Visualización del modelo tridimensional y el terreno excavado elaborado en Revit.

El modelo elaborado se utilizó posteriormente para realizar un análisis y diseño estructural en los

programas Revit 2015 y Robot Structural 2015 teniendo en cuenta la Norma ACI 318-08 del

software Robot y se adaptaron con los parámetros establecidos en la Norma Sismo Resistente de

Colombia; NSR-10 (Reglamento Colombiano de construcciones sismo resistentes, 2010). También

se tuvo en cuenta los conceptos teóricos impartidos en la clase de diseño en concreto. En el

trabajo de grado se realizó el diseño estructural de una columna (eje C-1), de una viga (eje E entre

ejes 1 y 6) y de una zapata (eje E-1) con el fin de conocer el manejo del software y mostrarlo

posteriormente en el capítulo de Diseño Estructural del aplicativo WEB didáctico. En la Figura 21

se muestra el diseño obtenido para una zapata en el software Robot Structural.

Page 32: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

32

Figura 21 Diseño de la zapata del eje E-1 realizado en el software Robot Structural.

Adicionalmente, se realizó en el modelo el diseño de otras dos columnas y una viga que contaban

con diferentes características con aquellos que fueron tenidos en cuenta para la ayuda didáctica,

esto con el fin de que cuando se integrara el refuerzo en el software Revit, fuera posible replicar el

refuerzo de los elementos diseñados a todos los elementos del edificio y de esta forma usarlo en

el capítulo de Programación de Obra y Presupuesto (Figura 22).

Figura 22 Acero de refuerzo calculado en Robo Structural e integrado al modelo hecho en Revit.

Tras haber realizado el diseño estructural de los elementos de concreto reforzado, se realizó la

programación de obra de las actividades constructivas como lo es la excavación del terreno, la

colocación de acero de refuerzo y realización de los elementos de concreto en el programa

Navisworks Manage 2015, sin acabados ni elementos no estructurales. Previamente realizada la

modelación del terreno sin ninguna actividad constructiva como también el terreno excavado y la

modelación del edificio del proyecto en el software Revit a través de los planos arquitectónicos,

Page 33: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

33

para poder realizar la etapa de programación de obra y presupuesto se tuvo la necesidad de cargar

los tres archivos referentes al modelo del edificio, modelo del terreno existente y modelo del

terreno excavado en el software Navisworks Manage.

Figura 23 Simulación en el tiempo del proceso constructivo y de costos del modelo en Navisworks.

Posteriormente de haber realizado la programación de obra de las actividades constructivas se

continuó con:

- El cálculo de cantidades de obra de los elementos estructurales con base en los resultados

obtenidos en Navisworks Manage 2015 y Revit 2015.

- El cálculo del presupuesto del esqueleto estructural del edificio, sin acabados y sin

elementos no estructurales con base en los análisis de precios unitarios obtenidos de la

base de datos Construdata (Bogotá 174) consultada el día 28 de Mayo del 2015

(Construdata, 2015).

Page 34: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

34

Tabla 1 Análisis de precio unitario de un Kilogramo de acero de refuerzo de 37000 PSI usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Tabla 2 Análisis de precio unitario de un Kilogramo de acero de refuerzo de 60000 PSI usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Page 35: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

35

Tabla 3 Análisis de precio unitario de un m3 de zapata en concreto usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Tabla 4 Análisis de precio unitario de un m3 de viga de amarre en concreto usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Page 36: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

36

Tabla 5 Análisis de precio unitario de un m3 de columna en concreto usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Tabla 6 Análisis de precio unitario de un m3 de viga aérea en concreto usado en el trabajo de grado obtenido de la base de datos (Construdata, 2015).

Page 37: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

37

Tabla 7 Presupuesto del esqueleto de la estructura del modelo obtenido de las cantidades de obra y los APU de cada actividad.

Tras haber realizado los procedimientos anteriores, se culminó el modelo BIM que se utilizaría

para la elaboración de las ayudas didácticas.

7.2. Diseño de las ayudas didácticas

Para el desarrollo y diseño de la página WEB, se tuvo ayuda de un profesional capacitado en

diseño y edición de páginas. La página WEB se desarrolló en la aplicación Joomla, esta aplicación

permite crear sitios de forma totalmente gráfica e interactiva. En cuanto al lenguaje de la

aplicación esta utiliza PHP.

Por otro lado, para que los estudiantes y profesionales pudieran acceder al contenido de la página

y realizar la validación, se compró un dominio con un periodo de vigencia de un año a través de la

página www.godaddy.com. Para el acceso a la página se le asignó el nombre de

www.bimciviljaveriana.com.co

Page 38: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

38

Figura 24 Página inicial del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

Teniendo en cuenta las diferentes investigaciones que se realizaron en las teorías de aprendizaje y

enseñanza activa en el marco teórico, estas se tuvieron en cuenta para el desarrollo del aplicativo

WEB didáctico que se implementó en las materias de diseño en concreto y programación de obra y

presupuesto de la carrera de ingeniería Civil.

El aplicativo WEB didáctico se basó en la teoría de aprendizaje de David Ausubel y se tuvo en

cuenta el criterio de organización de contenidos, organizando la información lo más clara posible.

En el aplicativo esto se llevó acabo organizando el contenido de las presentaciones dinámicas, los

videos explicativos y el texto en una misma pantalla evitando al máximo el desplazamiento vertical

del aplicativo.

Por otro lado en cuanto a la duración de los videos explicativos se tuvo en cuenta este mismo

criterio puesto que es necesario un adecuado manejo del tiempo para que la retención de la

información fuera óptima.

De la misma manera se aplicó el criterio de contenidos significativos, organizando la información

del aplicativo en secuencias ordenadas que tuvieran sentido. En el trabajo de grado se definió el

orden de la siguiente manera: Consideraciones Iniciales, Análisis Estructural, Evaluación de Rigidez,

Diseño Estructural y por último Programación de Obra y Presupuesto (Figura 25).

Page 39: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

39

Figura 25 Organización de los temas dentro del aplicativo WEB.

La teoría cognitiva del aprendizaje multimedia (Mayer, 2005) fue la más utilizada para el desarrollo

del aplicativo WEB puesto que los principios ya mencionados en el marco teórico tienen como

base garantizar el aprendizaje de los estudiantes a través de una herramienta multimedia, que es

el objetivo general del trabajo de grado. A continuación se presentan los principios utilizados en el

desarrollo del aplicativo WEB didáctico.

- Principio multimedia: Se utilizó palabras e imágenes para el desarrollo de las

presentaciones dinámicas y videos explicativos para cada uno de los capítulos del

aplicativo WEB.

- Principio de contigüidad espacial: Se utilizó palabras e imágenes cerca una de la otra,

tanto en las presentaciones dinámicas como en los videos explicativos.

- Principio de contigüidad temporal: Las imágenes y palabras se presentan simultáneamente

en los videos explicativos y presentaciones dinámicas.

- Principio de coherencia: Se realizó en lo posible excluir sonidos, palabras e imágenes

irrelevantes al contenido principal de los videos explicativos y presentaciones dinámicas.

- Principio de modalidad: La información presentada en los videos y presentaciones fue

narrada pero se tuvo la necesidad de agregar palabras para hacer mayor énfasis y

retención de la información.

- Principio de redundancia: El principio de redundancia no se aplicó en su totalidad, puesto

que se tuvo la necesidad de agregar texto, para especificar detalles que no se narraban

como también hacer mayor énfasis en la información que se presentaba. Esto aplica en

mayor énfasis a las presentaciones dinámicas que a los videos explicativos.

Finalmente teniendo en cuenta el artículo “Herramientas de aprendizaje activo en las asignaturas

de ingeniería estructural” (Ruiz et al., 2006) se tomó el modelo autoestructurante, en que el

estudiante tiene la responsabilidad autónoma de su propio aprendizaje; el estudiante tiene la

posibilidad de ingresar al aplicativo WEB en horarios fuera de clase por interés propio en aprender

Page 40: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

40

los conceptos y la aplicación de la metodología BIM enfocada a su respectiva clase. Mientras que

el docente es un acompañante de la acción educativa.

Para validar la enseñanza activa de los estudiantes se realizaron encuestas y evaluaciones con el

fin de conocer el conocimiento que los estudiantes adquirieron y promover la participación activa

a partir del aplicativo WEB.

7.2.1. Videos explicativos

En cuanto a la producción de los videos se usó el programa Camtasia Studio 8 y pistas de audio

descargadas del sitio WEB www.neosounds.com que permite descargar audio de manera gratuita

para presentaciones no comerciales.

Estos videos se realizan con el fin de mostrar la aplicación de las herramientas BIM, a través de la

combinación de capturas de pantallas, imágenes (de fuente propia) y narración del contenido por

parte de los autores (Principio multimedia y de modalidad de la teoría de Mayer), con un

adecuado manejo del tiempo para mantener la atención del espectador (criterio de organización

de contenidos de David Ausubel). Estos videos tratan temas relacionados con las materias de

diseño en concreto y programación de obra y presupuesto.

Los videos que se realizaron para el desarrollo del trabajo de grado son:

- ¿Qué es BIM?

- Softwares con herramientas BIM

- Aplicación de Revit 2015 en el análisis estructural de la estructura de un edificio en

concreto.

- Aplicación de Robot Structural 2015 en la evaluación de rigidez de la estructura de un

edificio en concreto.

- Aplicación de Robot Structural 2015 en el diseño estructural de la estructura de un edificio

en concreto.

- Aplicación de Navisworks Manage 2015 en la programación de obra, cálculo de cantidades

de obra y el cálculo de presupuesto de la estructura de un edificio en concreto.

Para la publicación de los videos, se utilizó la plataforma Youtube con una licencia estándar, la cual

permitió subir los videos a Internet y su posterior publicación en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co.

Page 41: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

41

7.2.2. Presentaciones dinámicas

Las presentaciones dinámicas fueron realizadas con la ayuda de Prezi que es una aplicación

multimedia que permite la creación de presentaciones de una forma dinámica y original,

permitiendo incorporar texto, imágenes, efectos, música (obtenida de www.neosounds.com) y

narraciones (Principio multimedia y de modalidad de la teoría de Mayer). Para el trabajo de grado

fue necesario crear una cuenta en el sitio www.prezi.com para poder acceder a la aplicación y

realizar las presentaciones dinámicas y posteriormente publicarlas en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co. Las presentaciones dinámicas realizadas se mencionan a

continuación:

- Contenido del aplicativo WEB didáctico

- Estudios preliminares para un edificio en concreto

- Conceptos del Análisis estructural para un edificio en concreto

- Conceptos de la Evaluación de rigidez para un edificio en concreto

- Conceptos del Diseño estructural para un edificio en concreto

- Conceptos de la Programación de Obra y Presupuesto.

7.2.3. Encuestas y validación de la herramienta

Para el desarrollo de las encuestas que se les realizaron a los estudiantes y a los profesionales y las

evaluaciones que se le realizaron a los estudiantes, se contó con la herramienta de Google Drive,

que permite crear archivos de formularios de Google a través de una cuenta de correo electrónico,

compartirlos en línea y la posterior retroalimentación de los resultados.

Encuesta a estudiantes

Estos formularios fueron realizados en forma de encuesta para cada capítulo, con calificaciones de

1 a 5 (1: Malo, 5: Excelente) y con espacios para la opinión sobre el contenido y la presentación de

la herramienta, teniendo en cuenta tanto los videos como las presentaciones en Prezi. Estas

encuestas se realizaron para los estudiantes que se encontraban cursando las asignaturas de

diseño en concreto y de programación de obra y presupuesto en el primer semestre del año 2015.

Page 42: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

42

Figura 26 Formato de encuesta usada para la validación de resultados de los estudiantes.

Estas encuestas se realizaron con el fin de tener en cuenta la opinión de los estudiantes en cuanto

a la información que se presentaba en cada capítulo y realizar posteriores correcciones para

validar y mejorar la página WEB.

Encuesta a profesionales e ingenieros consultores

Para validar el aplicativo WEB didáctico se realizó una única encuesta para los profesionales

diferente a la que se realizó para los estudiantes, ingenieros consultores, constructores y docentes

con el fin de evaluar el conocimiento referente a BIM de cada uno y su pensamiento sobre la

implementación y enseñanza de la metodología BIM a los estudiantes en asignaturas de la carrera

de Ingeniería Civil, como también su opinión frente al desarrollo y contenido del aplicativo WEB

didáctico y la forma como se presenta la información a los estudiantes.

Page 43: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

43

Figura 27 Formato de encuesta usada para la validación de resultados de los profesionales e ingenieros consultores.

Evaluación a estudiantes

Las evaluaciones a los estudiantes también se realizaron en archivos de formularios de Google y se

realizaron preguntas sobre conceptos básicos que los estudiantes deben adquirir en las clases y

que también se encuentran presentes en la presentación dinámica y/o en el video explicativo

respectivo a cada capítulo.

Figura 28 Formato de encuesta usada para la evaluación de conceptos teóricos de los estudiantes.

Estas evaluaciones se realizaron con el fin de evaluar el contenido teórico del aplicativo,

permitiendo identificar si los conceptos teóricos habían sido bien explicados y conocer si el

aplicativo promueve el aprendizaje de los estudiantes.

Page 44: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

44

7.3. Capítulo: Inicio

En la pantalla de inicio del aplicativo WEB, se encuentra información sobre los autores, directores

del trabajo de grado y se pueden ver cada uno de las opciones del aplicativo las cuales contienen

videos explicativos como también presentaciones dinámicas que incorporan imágenes,

información tanto auditiva como información visual.

En este capítulo se hace inicialmente una explicación sobre lo que es el concepto de Building

Information Modeling (BIM) y se muestra el contenido de los conceptos teóricos que se

desarrollaran en cada uno de los capítulos desarrollados en el trabajo de grado.

7.3.1. Video: ¿Qué es BIM?

En el video explicativo se define el concepto de BIM, que es el proceso de la generación y gestión

de datos e información de modelos virtuales en las diferentes etapas del ciclo de vida de un edifico

(Sang et al., 2014).

Figura 29 Algunas etapas del ciclo de vida de un edifico

Se aclara la diferencia que hay entre un modelo tridimensional y lo que es BIM realmente. El BIM

es todo un proceso que integra y coordina el trabajo de diferentes disciplinas como lo es la

ingeniería, la arquitectura y la construcción permitiendo a los demás usuarios integrar y reutilizar

esta información de la misma manera (Nielsen y Madsen, 2010). Mientras que el modelo

tridimensional es solo el resultado de todo el proceso coordinado de la metodología BIM

(video2brain, 2014).

Page 45: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

45

Figura 30 Diferencia entre BIM y un modelo tridimensional (3D).

Dentro del video explicativo se enuncian algunas de las ventajas que tiene el uso del BIM en

proyectos de construcción.

En el video también se encuentran información descrita en capitulo ESTADO DEL ARTE de este

trabajo de grado, respecto al uso de BIM en el mundo (Smith, 2014) y dos estudios de caso. Del

mismo modo se presenta información respecto a las publicaciones científicas en revistas

indexadas como ISI – Web of Knowledge.

Figura 31 Algunos países que están adoptando el BIM en el sector de la construcción

Page 46: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

46

Figura 32 Empresas en Colombia que han adoptado la metodología BIM.

En este vídeo también se hace mención a dos empresas en Colombia que se encuentran

adoptando el BIM (Figura 32), como lo es Construcciones Planificadas S.A y EKOOBIM S.A.S para la

realización de sus proyectos, como se muestra en el capítulo 4.2.2 de este trabajo de grado.

Finalmente se muestran algunos de los proyectos que se han realizado en la Pontificia Universidad

Javeriana incursionando en el uso de herramientas BIM (capítulo 4.2.3 de este trabajo de grado),

aplicado a diferentes temáticas de la construcción.

Figura 33 Proyectos desarrollados en la Pontificia Universidad Javeriana.

En el DVD número 1, identificado como “Capítulo: Inicio” incluido en este trabajo de grado, se

encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se explica con más detalle lo que es

BIM, sus ventajas y en qué países se está adoptando. También se puede visualizar en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co.

7.3.2. Presentación: Contenido e información de la página WEB

La presentación dinámica de este capítulo, hace referencia al contenido que se encontrará en cada

uno de los diferentes capítulos del trabajo de grado. Se realiza un resumen de cada una de las

temáticas tratadas dentro de cada capítulo y se nombra el software que se utiliza para aplicar los

conceptos teóricos en el software con herramientas BIM.

Page 47: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

47

Figura 34 Presentación dinámica del capítulo Inicio del trabajo de grado.

En el DVD número 1, identificado como “Capítulo: Inicio” incluido en este trabajo de grado, se

encuentra el archivo de la presentación mostrando en detalle cada uno de los temas presentados

en el aplicativo WEB. También se puede visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co.

7.4. Capítulo: Consideraciones Iniciales

En el aplicativo se encuentra el capítulo Consideraciones Iniciales, en el cual se encuentra un video

explicativo que muestra el contenido de los diferentes software que se utilizan en el trabajo de

grado, y también se encuentra una presentación dinámica que menciona y explica los estudios

preliminares que deben ser tenidos para un proyecto de construcción.

Page 48: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

48

Figura 35 Capítulo de Consideraciones Iniciales del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

7.4.1. Video: Softwares con herramientas BIM

En el video explicativo se expone las diferentes empresas que desarrollan software que utilizan

herramientas BIM, entre ellos se encuentran las empresas Graphisoft, Nemetschek y Autodesk

entre muchas demás empresas. La empresa Autodesk, desarrollo la Building Design Suite, que

cuenta con varios software para el modelado de información de construcción y diseño asistido por

computadora, para diseñar, visualizar, simular y construir elementos de una forma más efectiva

(Autodesk, s.f). Para el desarrollo del trabajo de grado, se usó tres software de esta suite, los

cuales son Revit, Robot Structural y Navisworks Manage.

Figura 36 Software usados en el trabajo de grado de la Building Design Suite de Autodesk.

En el video se exhibe cada uno de los software usados y su utilidad dentro del desarrollo del

trabajo de grado.

Page 49: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

49

En el DVD número 2, identificado como “Capítulo: Consideraciones Iniciales” incluido en este

trabajo de grado, se encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se explica con

más detalle las utilidades de cada uno de los software usados y un resumen en alta velocidad de lo

que se hizo en cada uno de ellos con el modelo BIM elaborado anteriormente. También se puede

visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/consideraciones-

iniciales.

7.4.2. Presentación: Estudios preliminares

Con respecto a la presentación dinámica de este capítulo se mostró los estudios preliminares que

deben ser tenidos en cuenta en un proyecto de construcción (Muñoz, 2013). Los estudios

preliminares que se exponen en la presentación son:

- La localización de la amenaza sísmica:

Como primera etapa es necesario localizar la zona de amenaza sísmica donde se va a realizar el

proyecto. Según la Norma Sismo Resistente.

- El suministro de los planos arquitectónicos

El estudio arquitectónico del edificio, depende básicamente del uso de la edificación y de las

necesidades del propietario. Con el uso de la metodología BIM, ya no solo se requerirán los planos

arquitectónicos sino que será necesario que se suministre el modelo tridimensional del proyecto.

- El estudio de suelos del proyecto

El estudio de suelos se debe realizar según las normas establecidas en el capítulo H de la Norma de

Sismo Resistente y cumplir con las especificaciones mínimas en cuanto a diseño geotécnico e

investigaciones acerca del subsuelo.

- El estudio topográfico del proyecto

El estudio topográfico es de gran importancia para establecer los niveles y dimensiones del lote,

definiendo si es necesario excavar o rellenar el terreno para construir la edificación.

Page 50: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

50

Figura 37 Los estudios preliminares que contiene la presentación dinámica del capítulo de Consideraciones Iniciales

En el DVD número 2, identificado como “Capítulo: Consideraciones Iniciales” incluido en este

trabajo de grado, se encuentra el archivo de la presentación que muestra en detalle cada uno de

los temas presentados dentro de este capítulo, los conceptos teóricos y la descripción de la

aplicación de estos conceptos en los software usados. También se puede visualizar en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/consideraciones-iniciales.

7.4.3. Validación del capítulo

En la Figura 38, se muestra las respuestas de la pregunta 1, 2 y 3 de los estudiantes que

respondieron la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales.

Page 51: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

51

Figura 38 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales.

En la Figura 38 con respeto a la pregunta 1 se puede observar que de los 30 estudiantes

encuestados, 16 de ellos consideran que la manera como se presentó la información fue buena y

12 de ellos respondieron que fue excelente y tan solo 2 estudiantes respondieron que fue

aceptable. En la pregunta 2, 21 estudiantes respondieron que estuvo bien la manera como se

explicó el contenido del capítulo y el resto de los estudiantes respondieron que fue excelente.

Mientras que en la pregunta 3, la mitad de los estudiantes respondieron que el nivel de claridad

fue excelente, 12 de ellos respondieron que estuvo bien el nivel de claridad y tan solo 3

estudiantes respondieron que la claridad de la explicación fue aceptable.

Según los resultados descritos anteriormente, se puede decir que el capítulo de Consideraciones

Iniciales se presentó y se explicó de una buena manera y el contenido dentro del video y la

presentación dinámica fue clara y satisfactoria.

En la Figura 39 y en la Figura 40, se muestra la respuesta de los estudiantes en cuanto a la

duración de la presentación dinámica y el vídeo explicativo respectivamente del capítulo de

Consideraciones Iniciales.

16

21

15

0

5

10

15

20

25

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica los estudios preliminares

de un proyecto de construcción?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación del uso de los

diferentes softwares que se

utilizan en el proyecto?

Page 52: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

52

Figura 39 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales.

Figura 40 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Consideraciones Iniciales.

Según los resultados obtenidos de la encuesta del capítulo de Consideraciones iniciales en cuanto

a la duración tanto de la presentación dinámica como del video explicativo, el 77% y el 63% de los

estudiantes respectivamente respondieron que la duración fue precisa. Un porcentaje menor al

37% respondió que fueron cortas y tan solo un 3% expreso que el contenido era extenso en

cuanto a la presentación dinámica.

20%

77%

3%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

37%

63%

0%

Duración de la vídeo explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 53: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

53

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios dentro del capítulo de Consideraciones Iniciales hasta el día

5 de mayo se obtuvo tan solo un comentario de los 30 usuarios que respondieron que fuera

significativo acerca de la información presentada dentro del capítulo.

Comentario: “No se encontraron incoherencias, pero hace falta más información principal de BIM

como que se puede aplicar para determinar los tiempos de construcción, detectar errores en

planos, que pueden trabajar sobre el mismo proyecto para disminuir errores y que facilita la

determinación de cantidades de obra y presupuesto, entre otros.”

Respuesta: Se corrigió el video de que es BIM en el cual se explica de manera más amplia la

coordinación de planos y la ventaja que ofrece el modelo tridimensional como herramienta de

dibujo, pero en cuanto a la determinación de las cantidades de obra y presupuesto se explica

dentro del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios del capítulo de Consideraciones Iniciales de los 30 usuarios

que respondieron, 19 de ellos realizaron comentarios sobre alguna modificación o cambio para los

videos explicativos y presentaciones dinámicas. A continuación se citan algunos de ellos y se

presenta su solución o respuesta.

Comentario: “Las flechas rojos me parecen que no están muy bien hechas para este tipo de

presentaciones”.

Respuesta: Dentro del desarrollo de la ayuda didáctica se contempló usar flechas azules y rojas

que permitieran distinguir de forma visual el contenido teórico y el contenido práctico de los

software.

Comentario: “No, ya que se utilizaron diferentes recursos que no todo el mundo usa, por ejemplo

prezi, fue claro y conciso, me gusto, aunque es un poco largo”.

Solución: Se continuó usando el mismo diseño de utilizar presentaciones en prezi y se trató de

reducir el tiempo de las presentaciones de los demás capítulos.

Comentario: “Cuando se están explicando los programas, es importante que se termine de explicar

con detalle uno, para empezar con el otro y no hablar de todos al mismo tiempo pues puede

generar confusiones en el usuario”.

Respuesta: El video del capítulo de Consideraciones Iniciales es una pequeña introducción al uso

de los software, su objetivo es mostrar lo que se puede hacer en cada uno de ellos.

Comentario: “Tal vez un poco más de profundización en cuanto al uso y el manejo de los

Programas y sus ventajas”.

Page 54: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

54

Solución: A pesar que el objetivo no es explicar en detalle el uso del software se muestra en

cámara rápida los procesos necesarios para ser tenidos en cuenta para utilizar el software. En

cuanto a las ventajas se enuncio en los videos que faltaban por finalizar.

Comentario: “Mostrar grandes Tablas extraídas de la Norma NSR-10 me parece que es

sobrecargar la presentación se debería solo extraer lo necesitado Ej: para los coeficientes Aa y Fv

solo mostrar el correspondiente a Bogotá”.

Solución: Se tuvo en cuenta este comentario y se modificó los videos y presentaciones que

contenían grandes tablas y se redujo su tamaño mostrando únicamente la información relevante o

necesaria.

Comentario: “Me Parece relevante que se explique cuáles son las diferentes empresas que

desarrollan softwares o programas para la modelación en la rama de estructuras pero me parece

que se queda un poco corto el video en mostrar cuales son los verdaderos beneficios y bondades

que conlleva usar estas herramientas”.

Respuesta: El objetivo del video del capítulo de Consideraciones Iniciales es mostrar lo que se

puede hacer en cada uno de los software. Los beneficios y explicación en detalle de sus

características y aplicaciones se enuncian en los demás capítulos.

Comentario: “Hacerla un poquito más emocionante, el tono de voz está muy pasivo y tiende a

aburrir”.

Solución: Debido al tiempo, recursos y falta de experiencia en el tema de la narración del video, es

difícil cambiar la voz pero se hizo lo posible por mejorar.

Comentario: “Tal vez, al final cuando se habló de Colombia mencionar algo de lo que hemos visto

en clase de Presupuestos. De empresas que usan de cierta manera algunos de los procesos la

metodología BIM y cuales son”.

Solución: Se realizó una visita técnica a una empresa que implementa BIM en sus proyectos y se

obtuvo información acerca de estudios de caso que fueron incluidos en el trabajo de grado.

7.5. Capítulo: Análisis Estructural

En el capítulo de Análisis Estructural del aplicativo WEB, se encuentra un video explicativo y una

presentación dinámica que tratan sobre el análisis estructural que se realiza sobre los elementos

estructurales del edificio en concreto reforzado. Se exponen también conceptos teóricos de la

clase de diseño en concreto.

Page 55: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

55

Figura 41 Capítulo de Análisis Estructural del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

7.5.1. Vídeo: Análisis Estructural en software con herramientas BIM

En este capítulo, el video explicativo muestra los ajustes iniciales que deben realizarse en el

software Revit para poder empezar a trabajar en un proyecto, ajustes como: la definición de las

unidades de trabajo, los materiales que se usaran en el proyecto, los archivos CAD que se desean

importar y la creación de ejes y niveles del proyecto.

Se mencionan las características del edificio que se modelara durante el desarrollo de los videos

explicativos y las presentaciones dinámicas, que resulta el mismo edificio que se describió en la

elaboración del modelo BIM en el capítulo 7.1 de este trabajo de grado.

De igual modo, en el video se muestra el predimensionamiento de los elementos estructurales

como vigas y columnas cumpliendo con los requisitos de la Norma Sismo Resistente (NSR-10) y se

realiza el correspondiente dibujo del modelo junto con un modelo analítico.

Page 56: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

56

Figura 42 Predimensionamiento de los elementos estructurales en el software cumpliendo con la norma sismo

resistente.

Para poder realizar el análisis estructural, en el video se muestra como se definen los casos y las

combinaciones de cargas en el software y también su posterior aplicación de las cargas verticales

en Revit y las cargas horizontales en Robot Structural con su correspondiente explicación

abarcando los conceptos teóricos de la evaluación de cargas.

Figura 43 Aplicación de cargas verticales y horizontales en los software Revit y Robot Structural respectivamente.

Page 57: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

57

Finalmente se muestra en el video la capacidad que tiene Robot Structural de elaborar los

diagramas de cortante y de momento de los elementos estructurales, los cuales serán necesarios

para un posterior diseño estructural (capítulo 7.7).

Figura 44 Diagramas de momento de los elementos estructurales en Robot Structural.

En el DVD número 3, identificado como “Capítulo: Análisis Estructural” incluido en este trabajo de

grado, se encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se explica con más detalle

el predimensionamiento de los elementos estructurales, la definición de casos y combinaciones de

carga, su aplicación en el modelo y el análisis de resultados. También se puede visualizar en el sitio

WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/analisis-estructural.

7.5.2. Presentación: Contenido teórico sobre el Análisis Estructural y su aplicación en el

software.

En este capítulo, la presentación dinámica expone los aspectos básicos que deben ser tenidos en

cuenta para realizar un buen análisis estructural tales como:

- Los materiales

Es necesario conocer las propiedades mecánicas de los materiales como su resistencia y su módulo

de elasticidad, que son indispensables para el análisis y diseño estructural.

- El predimensionamiento

Es de gran importancia realizar un predimensionaminto de la estructura en todo proyecto de

construcción, este depende del criterio y experiencia del ingeniero estructural, además es de

necesario tener en cuenta y cumplir con las dimensiones mínimas para elementos sismo

resistentes, establecidas por la norma sismo resistente (NSR-10) en título C.

Page 58: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

58

- La evaluación de cargas

Se debe tener en cuenta los dos tipos de cargas: cargas verticales y cargas horizontales. En las

cargas verticales se contemplan la carga muerta y la carga viva y en las cargas horizontales se

contempla la carga de sismo únicamente para el desarrollo del trabajo de grado, ya que estos

conceptos están enfocados a aquellos estudiantes que se encuentran cursando la materia de

diseño en concreto.

- Las combinaciones cargas

La norma de sismo resistencia (NSR-10), establece las diferentes combinaciones necesarias para el

diseño de elementos estructurales, cimentación y evaluación de deriva. Las combinaciones

presentadas en esta sección de la presentación dinámica, al igual que en la sección anterior, están

enfocados a aquellos estudiantes que se encuentran cursando la materia de diseño en concreto.

Figura 45 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Análisis Estructural.

En el DVD número 3, identificado como “Capítulo: Análisis Estructural” incluido en este trabajo de

grado, se encuentra el archivo de la presentación que muestra en detalle cada uno de los aspectos

básicos presentados dentro de este capítulo, los conceptos teóricos y la aplicación de los

Page 59: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

59

conceptos en los software usados. También se puede visualizar en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/analisis-estructural.

7.5.3. Validación del capítulo

En la Figura 46, se muestra las respuestas de la pregunta 1, 2 y 3 de los estudiantes que

respondieron la encuesta del capítulo de Análisis Estructural.

Figura 46 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural.

En la Figura 46 con respeto a la pregunta 1 se puede observar que de los 31 estudiantes

encuestados, 19 de ellos consideran que la manera como se presentó la información fue excelente

y 11 de ellos respondieron que fue buena y tan solo 1 estudiante respondió que fue aceptable. En

la pregunta 2, 15 estudiantes respondieron que estuvo excelente la manera como se explicó el

contenido del capítulo, 12 de ellos respondió que la información fue buena, 3 de ellos respondió

aceptable y tan solo 1 considero regular. Mientras que en la pregunta 3, 16 de los estudiantes

respondieron que el nivel de claridad fue excelente, 12 de ellos respondieron que estuvo bien el

nivel de claridad y tan solo 3 estudiantes respondieron que la claridad de la explicación fue

aceptable.

Según los resultados descritos anteriormente, se puede decir que el capítulo de Análisis

Estructural se presentó y se explicó de una manera excelente y el contenido dentro del video y la

presentación dinámica fue clara y satisfactoria.

19

1516

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica el contenido referente al

análisis estructural en todo

proyecto de construcción de un

edificio?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación del análisis

estructural y su aplicación en los

software con herramientas BIM?

Page 60: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

60

En la Figura 47 y en la Figura 48, se muestra la respuesta de los estudiantes en cuanto a la

duración de la presentación dinámica y el vídeo explicativo respectivamente del capítulo de

Análisis Estructural.

Figura 47 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural.

Figura 48 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural.

Según los resultados obtenidos de la encuesta del capítulo de Análisis Estructural en cuanto a la

duración tanto de la presentación dinámica como del video explicativo, el 77% y el 74% de los

estudiantes respectivamente respondieron que la duración fue precisa. Un porcentaje menor al

16% respondió que fueron cortas y tan solo un 13% expreso que el contenido era extenso en

cuanto a la presentación dinámica.

10%

77%

13%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

16%

74%

10%

Duración de la vídeo explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 61: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

61

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios dentro del capítulo de Análisis Estructural hasta el día 5 de

mayo no se obtuvo ningún comentario de los 31 usuarios que respondieron, acerca de alguna

incoherencia significativa encontrada en la información presentada dentro del capítulo. A

continuación se enuncian algunos comentarios positivos realizados por los usuarios.

Comentario: “Me parece presentado de una manera adecuada ya que es conciso y preciso”.

Comentario: “Ningún todo quedo bien explicado en las presentaciones”.

Comentario: “No, todo estuvo claro y coherente.”

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios del capítulo de Análisis Estructural de los 31 usuarios que

respondieron, 11 de ellos realizaron comentarios sobre alguna modificación o cambio para los

videos explicativos y presentaciones dinámicas. A continuación se citan algunos de ellos y se

presenta su solución o respuesta.

Comentario: “El video explicativo no logra abarcar toda la capacidad que tienen los software para

realizar este tipo de trabajos, pero como video explicativo tiene el contenido necesario.”

Respuesta: El video explicativo busco abarcar la información necesaria para realizar un análisis

estructural es por este motivo que no se entró en detalle mostrar las demás funciones de los

software.

Comentario: “El uso de extensas tablas extraídas de la Norma Sismo resistente no es adecuado ya

que en varias ocasiones su contenido no se pude visualizar en la pantalla de un computador”.

Solución: Se tuvo en cuenta este comentario y se modificó los videos y presentaciones que

contenían expensas tablas extraídas de la norma sismo resistente con el fin de visualizar

únicamente la información relevante y con mayor claridad.

Comentario: “Se debería explicar a profundidad en que cosiste BIM”.

Respuesta: Se realizó una visita técnica a empresas que utilizan el BIM en sus proyectos y nos

brindaron información sobre proyectos en los que utilizaron BIM y nos contaron las ventajas que

tuvieron al utilizar esta metodología. Esta información fue incluida en el trabajo de grado.

Comentario: “Es un poco rápido como muestra el desarrollo de los programas, pero un poco más

lento sería mucho más claro de lo que ya es”.

Solución: Se reducirá un poco la velocidad del desarrollo de los programas para que aquella

persona que desee indagar en el uso del software lo pueda observar detenidamente e identificar

los procesos o pasos que se realizaron. No se explica de manera detalla puesto que estos videos

no son un manual del usuario.

Page 62: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

62

Comentario: “La voz debe ser llamativa a la persona que ve el video para poder prestar atención,

no hablar como si se leyera, sino como si se estuviera exponiendo frente a un auditoria (tonos)”.

Respuesta: Debido al tiempo, recursos y falta de experiencia en el tema de la narración del video,

es difícil cambiar la voz pero se hizo lo posible por mejorar.

7.5.4. Evaluación conceptos teóricos

Las siguientes preguntas se realizaron a los usuarios con el fin de validar el capítulo de Análisis

Estructural.

1. Es aquella carga que hace parte del peso propio del edificio, compuesta por vigas,

columnas, entre otras

Carga muerta

Carga viva

Carga de sismo

Todas son correctas

2. ¿De qué estudios dependen los ejes, niveles y ubicación de las vigas y columnas que

conforman el esqueleto estructural de una edificación?

Estudio Arquitectónico

Estudio Topográfico

a y c son correctas

Ninguna es correcta

3. ¿Qué tipo de cargas conforman el grupo de cargas horizontales?

Carga Muerta, Carga Viva y Carga de sismo

Carga de sismo, Carga de viento y Empuje de tierras

Ninguna es correcta

4. ¿De qué depende el coeficiente de disipación de energía R?

Localización de amenaza sísmica, Tipo de estructura

Tipo de estructura, irregularidad en planta e irregularidad en alzado

Tipo de estructura, irregularidad en planta, irregularidad en alzado y redundancia

5. El concreto es un material compuesto de un medio conglomerante, este asume grandes

esfuerzos a compresión y de igual manera a tensión.

Verdadero

Falso

Page 63: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

63

6. Entre mayor sea el espesor del entrepiso mayor es la fuerza sísmica sobre el edificio.

Verdadero

Falso

7. El peso del entrepiso teniendo en cuenta viguetas, losa, muros divisorios y casetón,

corresponden generalmente al mayor porcentaje de la masa total de un edificio.

Verdadero

Falso

8. La manera en la que se puede optimizar el peso del entrepiso es reduciendo el espesor del

entrepiso, siempre y cuando se cumpla los requisitos mínimos establecidos en la norma

sismo resistente como lo es el control de la deflexión máxima.

Verdadero

Falso

9. La aplicación de la fuerza de sismo siempre se realiza utilizando el método de la fuerza

horizontal equivalente.

Verdadero

Falso

Figura 49 Resultados de la evaluación del capítulo de Análisis Estructural.

La Figura 49 muestra el porcentaje de aciertos de los 14 estudiantes evaluados en el capítulo de

Análisis Estructural, se puede observar que en general los resultados que obtuvieron los

93%

43%

86%

57%

100%

93% 93%

100%

57%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9

% d

e ac

iert

os

No. de la pregunta

Page 64: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

64

estudiantes al realizar la evaluación fueron buenos ya que el porcentaje promedio de aciertos fue

más del 80% demostrando así que los estudiantes si han adquirido conocimiento a través del uso

del aplicativo WEB didáctico.

En la pregunta 2 de la evaluación de este capítulo se evidencio una dificultad por parte de los

estudiantes, ya que muchos no consideraron el estudio topográfico como un estudio necesario

para la ubicar los ejes y niveles del proyecto y conformar el esqueleto estructural.

7.6. Capítulo: Evaluación de Rigidez

En este capítulo, se presenta en el aplicativo WEB un video explicativo y una presentación

dinámica los cuales muestran los conceptos básicos que deben ser tenidos en cuenta para realizar

la evaluación de rigidez de un edificio en concreto reforzado.

Figura 50 Capítulo de Evaluación de Rigidez del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

7.6.1. Vídeo: Evaluación de Rigidez en software con herramientas BIM

El video explicativo de este capítulo expone la definición del concepto de deriva y la forma como

se analiza. De igual modo, el video presenta la forma de conocer los desplazamientos máximos de

los puntos de los diferentes diafragmas rígidos que permiten realizar un posterior cálculo de

deriva. También se muestra las consideraciones que establece la norma para la deriva de un

edificio.

Page 65: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

65

Figura 51 Desplazamiento de la estructura en el software Robot Structural y las consideraciones que establece la

norma sobre el cálculo de la deriva.

En el DVD número 4, identificado como “Capítulo: Evaluación de Rigidez” incluido en este trabajo

de grado, se encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se explica con más

detalle el concepto de la deriva, como se calcula en el programa Robot Structural y como se

analiza según la norma sismo resistente. También se puede visualizar en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/evaluacion-de-rigidez.

7.6.2. Presentación: Contenido teórico sobre la Evaluación de Rigidez y su aplicación en

el software.

La presentación dinámica de este capítulo al igual que el video explicativo, expone la definición del

concepto de deriva y además presenta los aspectos por las cuales es necesario realizar la

evaluación de rigidez para controlar: la deformación inelástica de elementos estructurales y no

estructurales, la estabilidad global de la estructura y el daño a elementos estructurales y no

estructurales.

Figura 52 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Evaluación de Rigidez.

Page 66: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

66

También se explica la forma que establece la norma sismo resistente para el cálculo de la deriva de

una estructura en concreto reforzado y se muestra los resultados obtenidos de los

desplazamientos en Robot Structural de las fuerzas aplicadas anteriormente en el modelo. Como

una medida adicional, se mostró la comparación realizada frente a los desplazamientos obtenidos

en el software SAP 2000 (que es de uso de los estudiantes de la materia de diseño en concreto) y

aquellos obtenidos en el software Robot Structural para garantizar que los resultados obtenidos

concuerdan con un análisis realizado de la forma tradicional como se ha venido realizando en las

clases de la Universidad.

Figura 53 Comparación de los resultados obtenidos en SAP 2000 y Robot Structural en cuanto a los desplazamientos

de los puntos del diafragma rígido.

En el DVD número 4, identificado como “Capítulo: Evaluación de Rigidez” incluido en este trabajo

de grado, se encuentra el archivo de la presentación que muestra en detalle la definición del

concepto de deriva, su cálculo y los resultados obtenidos del modelo elaborado. También se

puede visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/evaluacion-de-

rigidez.

7.6.3. Validación del capítulo

En la Figura 54, se muestra las respuestas de la pregunta 1, 2 y 3 de los estudiantes que

respondieron la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez.

Page 67: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

67

Figura 54 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez.

En la Figura 54 con respeto a la pregunta 1 se puede observar que de los 16 estudiantes

encuestados, 7 de ellos consideran que la manera como se presentó la información fue excelente

y 6 de ellos respondieron que fue buena y tan solo 3 estudiantes respondieron que fue aceptable.

En la pregunta 2, 8 estudiantes respondieron que estuvo excelente la manera como se explicó el

contenido del capítulo, 4 de ellos respondió que la información fue buena, 3 de ellos respondió

aceptable y tan solo 1 considero regular. Mientras que en la pregunta 3, 12 estudiantes

respondieron que el nivel de claridad fue tanto bueno como excelente, 3 de ellos respondieron

que estuvo aceptable el nivel de claridad y tan solo 1 estudiante respondió que la claridad de la

explicación fue regular.

Según los resultados descritos anteriormente, se puede decir que el capítulo de Evaluación de

Rigidez se presentó y se explicó de una manera excelente y el contenido dentro del video y la

presentación dinámica fue clara y satisfactoria.

En la Figura 55 y en la Figura 56, se muestra la respuesta de los estudiantes en cuanto a la

duración de la presentación dinámica y el vídeo explicativo respectivamente del capítulo de

Evaluación de Rigidez.

7

8

6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica el contenido referente a la

evaluación de rigidez en todo

proyecto de construcción de un

edificio?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación de la

evaluación de rigidez y su

aplicación en el software con

herramientas BIM?

Page 68: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

68

Figura 55 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez.

Figura 56 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez.

Según los resultados obtenidos de la encuesta del capítulo de Evaluación de Rigidez en cuanto a la

duración tanto de la presentación dinámica como del video explicativo, el 81% y el 56% de los

estudiantes respectivamente respondieron que la duración fue precisa. Un porcentaje menor al

44% respondió que fueron cortas y ningún estudiante expreso que el contenido era extenso tanto

en la presentación dinámica como en el video.

19%

81%

0%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

44%

56%

0%

Duración de la vídeo explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 69: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

69

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios dentro del capítulo de Evaluación de Rigidez hasta el día 5

de mayo se obtuvo tan solo un comentario de los 16 usuarios que respondieron que fuera

significativo acerca de la información presentada dentro del capítulo.

Comentario: “No, pero me hubiera gustado que ahondaran un poco más al respecto.”

Respuesta: Debido al alcance del trabajo de grado y el tiempo de realización del mismo, se

explicaron solo los conceptos básicos de cada capítulo necesarios para la comprensión del

contenido que allí se muestra. Puede de ser de tema de investigación para trabajos futuros

profundizar más en este tema.

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios del capítulo de Evaluación de Rigidez de los 16 usuarios que

respondieron, 6 de ellos realizaron comentarios sobre alguna modificación o cambio para los

videos explicativos y presentaciones dinámicas. A continuación se citan algunos de ellos y se

presenta su solución o respuesta.

Comentario: “Se entiende el concepto de BIM, pero en el video no se muestra la diferencia de

calcular la deriva con un software normal como lo es SAP 2000 y software con herramientas BIM .”

Solución: En cuanto a la evaluación de deriva ambos programas realizan el procedimiento

eficazmente la gran diferencia del software BIM es que permite integrar las demás etapas de un

proyecto de construcción como lo es la etapa arquitectónica con el fin de no tener que realizar

otro modelo para realizarla, esto se incluyó dentro del video.

Comentario: “En general estuvo bien la explicación y el orden del vídeo, sin embargo le falta

explicar de forma más detallada algunas cosas”.

Respuesta: En el vídeo explicativo se muestra la aplicación de los conceptos teóricos para realizar

la evaluación de rigidez y en la presentación dinámica se explica de una forma más detallada y

amplia como realizar esta evaluación.

Comentario: “La velocidad de las imágenes o del vídeo del manejo de los programas. Me gustaría

que fuera un poco más lento”.

Solución: Se tuvo en cuenta este comentario y se trató de realizar los videos un poco más

despacio.

Comentario: “Considero que es más sencillo si las cosas se explican en vídeo, de una manera más

precisa. Por presentaciones la idea es buena pero no tan llamativa como un vídeo”.

Respuesta: En el diseño de la ayuda didáctica se pensó que se tuviera ambas opciones tanto video

como presentación dinámica ya que si los conceptos se realizaban por medio de video esto

tendería a ser aburrido y poco didáctico.

Page 70: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

70

Comentario: “Me parece un video muy corto el cual se pudo haber adjuntado al tema de Análisis

Estructural”.

Respuesta: El comentario es válido pero esto se realizó de manera independiente debido a que la

evaluación de rigidez es una etapa totalmente aparte del análisis estructural, además no se

pretendía cargar la presentación dinámica de análisis estructural ya que esta tendería a ser

extensa y aburrida.

Comentario: “No veo inconvenientes con el video, aunque me gustaría saber más de cómo se

utiliza el software”.

Respuesta: La manera como se presenta la información tiene como objetivo que sea didáctica y

que el usuario conozca las ventajas de los software BIM, es por eso que no se muestra un paso a

paso de cómo se realiza cada actividad ya que funcionaría como un manual del uso de los software

y ese no es el objetivo del trabajo de grado. Sin embargo el usuario podría ver los videos

explicativos y las presentaciones dinámicas con detalle, para conocer más sobre el uso del

software.

7.6.4. Evaluación conceptos teóricos

Las siguientes preguntas se realizaron a los usuarios con el fin de validar el capítulo de Evaluación

de Rigidez.

1. Cuantas combinaciones se encuentran establecidas en la norma sismo resistente para el

cálculo de la deriva.

1

2

4

8

2. La evaluación de rigidez se realiza para controlar:

Deformación inelástica de elementos estructurales y no estructurales

Estabilidad global de la estructura

Daño a elementos estructurales y no estructurales

Todas son correctas

3. Para estructuras en concreto reforzado la deriva no debe ser mayor al 1 % de la altura del

piso

Verdadero

Falso

Page 71: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

71

4. La deriva de un piso es el desplazamiento horizontal relativo entre dos puntos colocados

sobre la misma línea vertical de dos pisos consecutivos, dividido la altura del edificio.

Verdadero

Falso

5. Si la deriva excede el 1% de la altura del piso es necesario rigidizar la estructura,

disminuyendo las secciones de los elementos estructurales.

Verdadero

Falso

Figura 57 Resultados de la evaluación del capítulo de Evaluación de Rigidez.

La Figura 57 muestra el porcentaje de aciertos de los 11 estudiantes evaluados en el capítulo de

Evaluación de Rigidez, se puede observar que en general los resultados que obtuvieron los

estudiantes al realizar la evaluación fueron buenos ya que el porcentaje promedio de aciertos fue

del 81% demostrando así que los estudiantes si han adquirido conocimiento a través del uso del

aplicativo WEB didáctico.

En la pregunta 4 de la evaluación de este capítulo se evidencio una dificultad por parte de los

estudiantes, ya que la pregunta definía el concepto de deriva como el desplazamiento horizontal

relativo entre dos puntos colocados sobre la misma línea vertical de dos pisos consecutivos, divido

la altura del edificio. Este enunciado es falso puesto que la división se realiza entre la altura del

piso el cual se está calculando y no entre la altura del edificio.

91%

73%

100%

45%

100%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5

% d

e ac

ierr

tos

No. de la pregunta

Page 72: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

72

7.7. Capítulo: Diseño Estructural

En el capítulo de Diseño Estructural del aplicativo WEB se incluyó al igual que en los demás

capítulos, un video explicativo y una presentación dinámica en las cuales se abarca el tema y los

conceptos básicos que se deben tener para realizar el diseño de los elementos estructurales como:

columnas, vigas, entrepiso y cimentación.

Para el desarrollo de este capítulo, ya se tuvo en cuenta los comentarios y sugerencias que

realizaron los estudiantes en la validación de los anteriores 3 capítulos.

Figura 58 Capítulo de Diseño Estructural del aplicativo WEB didáctico en www.bimciviljaveriana.com

7.7.1. Vídeo: Diseño Estructural en software con herramientas BIM

En este capítulo, el video muestra cómo se realiza el diseño de los diferentes elementos

estructurales tales como: una columna (Figura 59), una viga (Figura 60) y una zapata (Figura 61),

definiendo las combinaciones de carga, las opciones de cálculo y las opciones de armado para

cada elemento teniendo como base la norma americana ACI 318-08 que se encuentra en el

software Robot Structural y adaptando algunos parámetros de la norma sismo resistente

colombiana (NSR-10), se mostró igualmente la generación de los planos de despiece según el

diseño que defina el ingeniero estructural para cada uno de los elementos estructurales ya

mencionados.

Page 73: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

73

Figura 59 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para una columna del modelo.

Figura 60 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para una viga del modelo.

Figura 61 Acero de refuerzo calculado en Robot Structural para un elemento de la cimentación superficial del modelo.

Page 74: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

74

Dentro del video explicativo de este capítulo se menciona el papel que tiene el ingeniero

estructural que realiza los diseños usando los software que se mencionan, siendo estos tan solo un

herramienta de apoyo que debe ser controlada, verificada y corroborada por el ingeniero a cargo

del diseño.

Tras haber realizado el correspondiente diseño de los elementos de concreto reforzado en el

software Robot, se procede a mostrar cómo se realiza la integración del diseño estructural con el

modelo elaborado previamente en Revit (el cual fue base para realizar el diseño) para contar con

la información en un único modelo lo cual servirá para el realizar la programación de obra y el

cálculo de cantidades y presupuesto del proyecto que se muestra en el capítulo 7.8 del trabajo de

grado.

En el DVD número 5, identificado como “Capítulo: Diseño Estructural” incluido en este trabajo de

grado, se encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se explica con más detalle

los conceptos básicos para realizar el diseño estructural de los elementos, como: columnas, vigas y

cimentación superficial en el programa Robot Structural según la norma sismo resistente (NSR-10)

y la elaboración de los planos de despiece. También se puede visualizar en el sitio WEB

www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/diseno-estructural.

7.7.2. Presentación: Contenido teórico sobre el Diseño Estructural y su aplicación en el

software.

En la presentación dinámica de este capítulo se pueden observar los conceptos impartidos en la

clase de diseño en concreto necesarios para realizar el diseño del refuerzo a flexión y a cortante de

los elementos estructurales tales como: columnas, vigas, entrepiso y cimentación superficial.

Page 75: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

75

Figura 62 Los aspectos básicos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Diseño Estructural.

- Columnas

Las columnas son elementos estructurales generalmente sometidos a cargas axiales de

compresión o tensión, capaz de asumir fuerzas internas como: cortante, flexión y torsión.

- Vigas

Las vigas son elementos que conforman el esqueleto estructural del edificio, se encuentran

sometidas a cargas de compresión o tensión, y es un elemento que debe ser capaz de asumir

fuerzas internas como flexión, cortantes, torsión entre otros.

- Entrepiso

Los entrepisos son elementos rígidos que separa un piso de otro y poseen diferentes

propiedades como resistencia, ser impermeables, peso optimo, resistencia al fuego entre

otros. Su principal función es resistir cargas gravitacionales y transmitirlas al esqueleto del

edificio.

- Cimentación Superficial

Son los elementos estructurales que tienen como principal función transmitir los esfuerzos de

la estructura al suelo y distribuir estos esfuerzos de manera tal que no supera la capacidad

portante del suelo sobre el cual se ubica la estructura.

Dentro de la presentación se muestra las opciones que presenta el software Robot Structural para

realizar el diseño de los elementos de concreto reforzado y se expone de igual modo el

correspondiente despiece.

Page 76: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

76

Figura 63 Explicación en Prezi del cálculo del acero de refuerzo en Robot Structural para una columna del modelo.

En el DVD número 5, identificado como “Capítulo: Diseño Estructural” incluido en este trabajo de

grado, se encuentra el archivo de la presentación que muestra en detalle los conceptos básicos

para la elaboración del diseño estructural de los elementos estructurales como: columnas, vigas,

entrepiso y cimentación superficial en el modelo BIM, según la norma NSR-10. También se puede

visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/diseno-estructural.

7.7.3. Validación del capítulo

En la Figura 64, se muestra las respuestas de la pregunta 1, 2 y 3 de los estudiantes que

respondieron la encuesta del capítulo de Diseño Estructural.

Page 77: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

77

Figura 64 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural.

En la Figura 64 con respecto a la pregunta 1 se puede observar que de los 19 estudiante

encuestados, 12 de ellos consideran que la manera como se presenta la información de este

capítulo fue buena y 7 de ellos la consideraron excelente. En la pregunta 2, 11 estudiantes

respondieron que estuvo buena la manera como se explicó el contenido del capítulo, 7

estudiantes lo consideraron excelente y tan solo un estudiante lo considero aceptable. Para la

pregunta 3, 10 estudiantes contestaron que el nivel de claridad fue bueno, 7 de ellos respondieron

que estuvo excelente, y 2 estudiantes respondieron que fue aceptable.

En la Figura 65 y la Figura 66, se muestra la respuesta de los estudiantes en cuanto a la duración

de la presentación dinámica y el vídeo explicativo respectivamente del capítulo de Diseño

Estructural.

12

11

10

0

2

4

6

8

10

12

14

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica el contenido referente al

diseño estructural de elementos

de concreto reforzado?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación del diseño

estructural y su aplicación en los

software con herramientas BIM?

Page 78: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

78

Figura 65 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural.

Figura 66 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural.

Según los resultados obtenidos de la encuesta del capítulo de Diseño Estructural en cuanto a la

duración tanto de la presentación dinámica como del vídeo explicativo, el 95% de los estudiantes

respondieron que la duración fue precisa en ambos casos. El 5% restante de los estudiantes

respondieron que la duración del video explicativo fue corta (Figura 66), mientras que este mismo

porcentaje respondió que la duración de la presentación dinámica fue extensa (Figura 65).

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios dentro del capítulo de Diseño Estructural hasta el día 3 de

Junio no se obtuvo ningún comentario de los 19 usuarios que respondieron, acerca de alguna

0%

95%

5%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

5%

95%

0%

Duración del video explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 79: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

79

incoherencia significativa encontrada en la información presentada dentro del capítulo. A

continuación se enuncian algunos comentarios positivos realizados por los usuarios.

Comentario: “Excelente herramienta y explicación.”

Comentario: “Me parece que está bien explicado y el hecho de que la presentación sea dinámica,

la hace mucho mejor.”

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios del capítulo de Diseño Estructural de los 19 usuarios que

respondieron, 5 de ellos realizaron comentarios sobre alguna modificación o cambio para los

videos explicativos y presentaciones dinámicas. A continuación se citan algunos de ellos y se

presenta su solución o respuesta.

Comentario: “La velocidad con la que hablan es muy rápida, demás todo muy bien”.

Solución: Se ajustó la velocidad de la voz y se editó el vídeo para que fuera un poco más lento y se

pudiera apreciar mucho mejor el uso de la herramienta.

Comentario: “Un poco más de información acerca de la integración del proyecto en el sistema

BIM”.

Respuesta: En el capítulo de Programación de Obra y Presupuesto se mostró como se puede

integrar el modelo realizado en el software Revit con el software Navisworks Manage para realizar

otras actividades necesarias en un proyecto de construcción como la programación de obra y el

cálculo de cantidades y presupuesto.

Comentario: “De pronto sería bueno explicar cómo manejar la herramienta algo breve”.

Respuesta: La manera como se presenta la información tiene como objetivo que sea didáctica y

que el usuario conozca las ventajas de los software BIM, es por eso que no se muestra un paso a

paso de cómo se realiza cada actividad ya que funcionaría como un manual del uso de los software

y ese no es el objetivo del trabajo de grado. Sin embargo el usuario podría ver los videos

explicativos y las presentaciones dinámicas con detalle, para conocer más sobre el uso del

software.

Comentario: “La verdad, todos los vídeos de estos temas me han gustado mucho, sería muy útil

aprenderlos a utilizar pero se necesitan más vídeos para ver a mayor profundidad las ventajas de

estos software”.

Respuesta: Es gratificante ver que este aplicativo WEB didáctico despertó interés en los

estudiantes en cuanto a la metodología BIM y el uso de sus herramientas, sin embargo para este

trabajo de grado se contempló mostrar el uso de estas herramientas para un proyecto en

específico que solo abarque los temas básicos de las asignaturas de diseño en concreto y

programación de obra y presupuesto.

Page 80: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

80

7.7.4. Evaluación conceptos teóricos

Las siguientes preguntas se realizaron a los usuarios con el fin de validar el capítulo de Diseño

Estructural.

1. Las columnas son elementos estructurales que son sometidos únicamente a cargas axiales y de

compresión, capaces de asumir fuerzas internas como: cortante, flexión y torsión.

Falso

Verdadero

2. Los puntos que componen el diagrama de interacción son basados en:

Cuantía mínima

Cuantía balanceada

Análisis de compactibilidad de deformaciones

Zona de amenaza sísmica

3. La ubicación del refuerzo transversal en las columnas depende de la zona de amenaza sísmica

donde se encuentre el proyecto, y de los resultados de la evaluación de resistencia, ductilidad y

detallado que realice el ingeniero estructural.

Falso

Verdadero

4. El diseño del refuerzo de las vigas sismo resistentes depende de:

El diseño a cortante

El diseño a flexión

La zona de la amenaza sísmica

Todas las anteriores

5. El refuerzo transversal de las vigas asume la totalidad de las fuerzas cortantes a las que es

sometida.

Falso

Verdadero

6. En el diseño de vigas se debe garantizar secciones sub-reforzadas para que falle primero:

El concreto

El acero

El concreto y el acero simultáneamente

7. El entrepiso por no ser un elemento sismo resistente, no es necesario realizar su diseño estructural.

Falso

Verdadero

8. La principal función del entrepiso es:

Soportar fuerzas horizontales de sismo y darle mayor rigidez a la estructura.

Resistir cargas gravitacionales y transmitirlas al esqueleto del edificio.

Ser elementos impermeables y resistentes al fuego.

9. La cimentación tiene como principal función transmitir los esfuerzos de la estructura al suelo y

distribuir estos esfuerzos de tal manera que no supere la capacidad portante del suelo.

Falso

Verdadero

Page 81: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

81

10. Para el diseño a flexión de las zapatas, el refuerzo longitudinal debe contar con una cuantía mayor a:

0.0020

0.0033

0.0100

0.0160

Figura 67 Resultados de la evaluación del capítulo de Diseño Estructural.

En la Figura 67 se muestra el porcentaje de aciertos de los 19 estudiantes evaluados en el capítulo

de Diseño Estructural, se puede observar que en general los resultados que obtuvieron los

estudiantes al realizar la evaluación fueron buenos ya que el porcentaje promedio de aciertos fue

del 87%, demostrando así que los estudiantes si han adquirido conocimiento a través del uso del

aplicativo WEB didáctico.

En la pregunta 2 de la evaluación de este capítulo, se evidencio una dificultad por parte de los

estudiantes, ya que muchos respondieron esta pregunta teniendo en cuenta los puntos que

conformaban el diagrama de interacción más no la base misma de estos puntos que es el análisis

de compactibilidad de deformaciones.

7.8. Capítulo: Programación de Obra y Presupuesto

Al igual que en los anteriores capítulos, en el capítulo de Programación de Obra y Presupuesto se

elaboró un video explicativo y una presentación dinámica que exponen los conceptos teóricos de

la administración de proyectos, la programación de obra, el cálculo de cantidades y el cálculo del

presupuesto del proyecto, además de mostrar igualmente la aplicación de estos conceptos en el

software Navisworks Manage y su integración con los anteriores etapas del desarrollo del

proyecto.

84%

53%

95%89% 89%

95% 95%100%

89%84%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

% d

e ac

iert

os

No. de la pregunta

Page 82: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

82

Para el desarrollo de este capítulo, ya se tuvo en cuenta los comentarios y sugerencias que

realizaron los estudiantes en la validación de los anteriores capítulos.

Figura 68 Capítulo de Programación de Obra y Presupuesto del aplicativo WEB didáctico en

www.bimciviljaveriana.com

7.8.1. Vídeo: Programación de Obra y Presupuesto en software con herramientas BIM

Dentro del video explicativo de este capítulo se tienen en cuenta la programación de obra, el

cálculo de cantidades y el cálculo del presupuesto del proyecto aplicado en el software

Navisworks.

Se muestra en el video que fue posible realizar la programación de obra a través de una

representación esquemática grafica por medio de barras (Diagrama de Gantt), seleccionando los

elementos del modelo y asignándoles su correspondiente actividad.

Page 83: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

83

Figura 69 Programación de obra de los elementos del proyecto en el software Navisworks Manage 2015.

Para el cálculo de las cantidades de obra, en el video se muestra como se calculó en Navisworks

Manage las cantidades del concreto gracias a la nueva aplicación que se incorporó en el software

para la versión 2015. Sin embargo para el mostrar el cálculo de las cantidades de obra del acero de

refuerzo fue necesario usar el programa Revit 2015 puesto que la aplicación del software

Navisworks no permitió realizar el cálculo de estas cantidades, lo cual no fue ningún problema

puesto que el modelo paramétrico permite la interoperabilidad entre estos software lo que

ejemplifica la metodología BIM.

Figura 70 Cantidades de obra de concreto en el softwares Navisworks Manage.

También se muestra en el video el presupuesto del proyecto que se elaboró en Navisworks

Manage gracias a que el software permite asignar el costo por cada una de las actividades

constructivas del proyecto.

Para mostrar el presupuesto del proyecto en el video, se tomó como referencia las cantidades de

obra que calculaba el software y se multiplicaron por su correspondiente análisis de precio

Page 84: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

84

unitario (APU) los cuales fueron obtenidos en la base de datos de Construdata. En el capítulo 7.1

de este trabajo de grado se muestran con mayor énfasis los APUs que se usaron para el desarrollo

del modelo para cada una de las actividades.

Figura 71 APUs utilizados para el cálculo del presupuesto en el video explicativo.

Figura 72 Presupuesto del proyecto variando en el tiempo según la realización de las actividades constructivas en

Navisworks Manage.

En el video se muestra el costo del proyecto a través del tiempo, siendo este un modelo

paramétrico 5D que incorpora el modelo tridimensional, el tiempo y el costo del proyecto (Figura

72).

Page 85: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

85

En el DVD número 6, identificado como “Capítulo: Programación de Obra y Presupuesto” incluido

en este trabajo de grado, se encuentra el video que anteriormente se describió, en el cual se

explica con más detalle el concepto y la aplicación de la programación de obra, el cálculo de

cantidades y el cálculo del presupuesto del proyecto usando Navisworks Manage y Revit. También

se puede visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-

bim/programacion-de-obra-y-presupuesto.

7.8.2. Presentación: Contenido teórico sobre la Programación de Obra y Presupuesto y

su aplicación en el software.

En la presentación dinámica de este capítulo se exponen los conceptos teóricos de:

- La administración de proyectos

Consiste en la concepción, planeación, ejecución, operación, y mantenimiento de un proyecto de

construcción, con el fin de cumplir metas y objetivos en un tiempo determinado con el supuesto

de que cada proyecto de construcción es UNICO, CUENTA CON RECURSOS LIMITADOS, Y ES

TEMPORAL (Millan, 2015).

- La programación de obra

Es el seguimiento y monitoreo de cada una de las actividades de un proyecto, y permite detectar

las diferencias que se observan entre lo planeado y lo ejecutado entre fechas y costos (Gómez, A.,

2014).

- El cálculo de cantidades

Se refiere al cálculo del número de productos o partes por las cuales le pagan al contratista en una

obra (Gómez, D., 2014).

- El cálculo del presupuesto del proyecto

Sirve de herramienta para el seguimiento de la ejecución y control de los costos del proyecto,

permite determinar de manera anticipada el costo del proyecto. También es la base para realizar

el seguimiento y control de costos y las proyecciones para la toma de decisiones oportunas

(Millan, 2015).

Page 86: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

86

Figura 73 Los conceptos teóricos que contiene la presentación dinámica del capítulo de Programación de Obra y

Presupuesto.

En el DVD número 6, identificado como “Capítulo: Programación de Obra y Presupuesto” incluido

en este trabajo de grado, se encuentra el archivo de la presentación que muestra en detalle el

concepto de administración de proyectos y la aplicación de la programación de obra, el cálculo de

cantidades y el cálculo del presupuesto del proyecto usando Navisworks Manage. También se

puede visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/proyecto-en-bim/programacion-

de-obra-y-presupuesto.

7.8.3. Validación del capítulo

En la Figura 74, se muestra las respuestas de la pregunta 1, 2 y 3 de los estudiantes que

respondieron la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

Page 87: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

87

Figura 74 Resultados pregunta 1 a 3 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

En la Figura 74 con respecto a la pregunta 1 se puede observar que de los 21 estudiantes

encuestados, 11 de ellos consideran que la manera como se presenta la información fue buena y

el resto respondió que fue excelente. En la pregunta dos, 11 estudiantes respondieron que fue

buena la manera como se explicó el contenido del capítulo, los otros 10 estudiantes respondieron

que la información fue excelente. Para la tercera pregunta 12 de los estudiantes respondieron que

el nivel de claridad fue bueno, otros 8 estudiantes respondieron que estuvo excelente y tan solo

un estudiante respondió que la claridad de la información fue aceptable.

Según los resultados descritos anteriormente se puede decir que el capítulo de Programación de

Obra y Presupuesto se presentó y se explicó de una manera adecuada y el contenido dentro del

video y la explicación dinámica fue clara y satisfactoria.

En la Figura 75 y en la Figura 76, se muestra la respuesta de los estudiantes en cuanto a la

duración de la presentación dinámica y el vídeo explicativo respectivamente del capítulo de

Programación de Obra y Presupuesto.

11 11

12

0

2

4

6

8

10

12

14

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica el contenido referente a la

programación y el cálculo del

presupuesto de un proyecto de

construcción de un edificio?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación de la

programación y el cálculo del

presupuesto y su aplicación en los

software con herramientas BIM?

Page 88: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

88

Figura 75 Resultados pregunta 4 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

Figura 76 Resultados pregunta 5 de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

Según los resultados obtenidos de la encuesta del capítulo de Programación de Obra y

Presupuesto en cuanto a la duración tanto de la presentación dinámica como del video explicativo

el 81% de los estudiantes respondieron que la duración fue precisa en ambos casos. Un 14% de los

estudiantes respondieron que la duración del video explicativo fue corta (Figura 76), mientras que

este mismo porcentaje respondió que la duración de la presentación dinámica fue extensa (Figura

75). De la mima manera el 5% de los estudiantes respondió que la duración del video explicativo

fue extensa (Figura 76), mientras que este mismo porcentaje respondió que la duración de la

presentación dinámica fue corta (Figura 75).

5%

81%

14%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

14%

81%

5%

Duración del video explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 89: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

89

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios dentro del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto

hasta el día 29 de mayo se obtuvo tan solo un comentario de los 21 usuarios que respondieron

que fuera significativo acerca de la información presentada dentro del capítulo.

Comentario: “En costos directos, especificar que alguna maquinaria se cobra como indirecto.

Ejemplo: La torre grúa.”

Respuesta: Este comentario fue tenido en cuenta y se modificó la presentación dinámica haciendo

un mayor énfasis describiendo cada uno de los componentes que conforman el costo de un

proyecto.

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los usuarios del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto de los

21 usuarios que respondieron, 6 de ellos realizaron comentarios sobre alguna modificación o

cambio para los videos explicativos y presentaciones dinámicas. A continuación se citan algunos de

ellos y se presenta su solución o respuesta.

Comentario: “Que fuera un poco más detallado con respecto a las herramientas que se utilizan en

el video”.

Respuesta: La manera como se presenta la información tiene como objetivo que sea didáctica y

que el usuario conozca las ventajas de los software BIM, es por eso que no se muestra un paso a

paso de cómo se realiza cada actividad ya que funcionaría como un manual del uso de los software

y ese no es el objetivo del trabajo de grado. Sin embargo el usuario podría ver los videos

explicativos y las presentaciones dinámicas con detalle, para conocer más sobre el uso del

software.

Comentario: “La tonalidad de la voz”.

Respuesta: Debido al tiempo, recursos y falta de experiencia en el tema de la narración del video,

es difícil cambiar la voz pero se hizo lo posible por mejorar.

Comentario: “Una que otra diapositiva que tiene letra muy pequeña”.

Solución: Se revisó la presentación dinámica y se modificaron algunos textos aumentándoles el

tamaño de la letra.

Comentario: “En la presentación dinámica, en la parte de productividad sobran dos flechas”.

Solución: Se revisó la presentación dinámica y se agregó la información correspondiente a lo

presentado en esa sección.

Comentario: “Un poco más corta la presentación dinámica”.

Respuesta: La presentación dinámica resume los conceptos teóricos referentes a la clase de

programación de obra y presupuesto por lo que no sería posible acortar aún más la presentación.

Page 90: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

90

7.8.4. Evaluación conceptos teóricos

Las siguientes preguntas se realizaron a los usuarios con el fin de validar el capítulo de

Programación de Obra y Presupuesto.

1. ¿Cuál es el principal objetivo de la administración de proyectos?

Consiste en la concepción, planeación y ejecución

Consiste en la planeación, coordinación, ejecución y mantenimiento

Todas son correctas

2. ¿Cuáles son tres principales características de un proyecto de construcción?

Único, recursos ilimitados, temporal

Único, recursos limitados, temporal

Temporal, recursos limitados, riesgoso

3. ¿Cuáles son los objetivos de una adecuada programación de obra?

Estructurar y controlar cada una de las actividades del proyecto

Garantizar la entrega oportuna del proyecto

Conocer si el proyecto es rentable y su utilidad

Todas son correctas

a y b son correctas

4. El método de la ruta crítica o CPM es un modelo

Modelo determinístico

Modelo Probabilístico

Modelo de representación esquemática

Todas son correctas

5. Cuantificar o cubicar se refiere a

calcular el número de productos o partes por los cuales le pagan a un contratista en

una obra de construcción

Conocer la cantidad de insumos necesarios para la realización de un proyecto de

construcción

Ninguna es correcta

6. A qué se refiere la jerarquización de un proyecto más conocida como la WBS

Descomponer un proyecto de construcción en varios niveles

Organizar y definir el alcance total del proyecto

Todas son correctas

7. El presupuesto sirve de herramienta para el seguimiento de la ejecución y control de

costos de un proyecto.

Falso

Verdadero

Page 91: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

91

8. Los principales objetivos del presupuesto son determinar de manera anticipada los costos

de un proyecto, seguimiento, control de costos y proyecciones para toma de decisiones

oportunas.

Falso

Verdadero

9. Los costos indirectos son los concernientes a mano de obra, materiales y equipos.

Falso

Verdadero

10. Dentro de los costos de un proyecto se debe tener en cuenta el costo del terreno, los

costos directos, costos indirectos, imprevistos y utilidad

Falso

Verdadero

Figura 77 Resultados de la evaluación del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto.

La Figura 77 muestra el porcentaje de aciertos de los 19 estudiantes evaluados en el capítulo de

Programación de Obra y Presupuesto, se puede observar que en general los resultados que

obtuvieron los estudiantes al realizar la evaluación fueron buenos ya que el porcentaje promedio

de aciertos fue del 77% demostrando así que los estudiantes si han adquirido conocimiento a

través del uso del aplicativo WEB didáctico.

En la pregunta número 6 de la evaluación de este capítulo se evidencio una dificultad por parte de

los estudiantes puesto que menos del 50% la respondieron bien, Esto pudo haberse debido a que

los estudiantes pensaron que era únicamente Descomponer un proyecto de construcción en varios

niveles u Organizar y definir el alcance total del proyecto siendo la respuesta correcta ambas

opciones.

74%

63%

84%

74% 74%

47%

84%

95%

84%

95%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

% d

e ac

iert

os

No. de la pregunta

Page 92: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

92

7.9. Validación de profesionales e ingenieros consultores

Como otra actividad para validar el contenido y el desarrollo del aplicativo WEB didáctico para el

trabajo de grado, se realizó una encuesta a profesionales e ingenieros consultores con el fin de

conocer su opinión. Esta encuesta se les realizo a 9 profesionales que ejercen labores en

diferentes áreas como se muestra en la Figura 78.

Figura 78 Perfil profesional de los encuestados

A continuación se enuncian las preguntas realizadas en esta sección como también sus

correspondientes resultados.

Pregunta 1: ¿Alguna vez ha trabajado utilizando herramientas BIM?

Figura 79 Respuesta pregunta 1 de la encuesta a profesionales

9%

18%

27%

27%

18%

Perfil Profesional

Arquitecto Constructor Docente Estudiante Posgrado Consultor

22%

56%

11%

11%

Nunca

Menos de un año

Entre uno y tres años

Mas de tres años

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Page 93: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

93

Pregunta 2: ¿Cree importante la implementación de la metodología BIM para el sector de la

construcción?

Figura 80 Respuesta pregunta 2 de la encuesta a profesionales

Pregunta 3: ¿Cree necesario que se incorporen en los planes de estudio universitarios de

arquitectura e ingeniería asignaturas electivas u obligatorias que implementen herramientas BIM?

Figura 81 Respuesta pregunta 3 de la encuesta a profesionales

Pregunta 4: ¿Cree usted que el aplicativo WEB didáctico le permitirá a los estudiantes

implementar las herramientas BIM en temas de diseño en concreto y programación de obra?

Figura 82 Respuesta pregunta 6 de la encuesta a profesionales

0%

0%

11%

89%

Nada Importante

Poco Importante

Importante

Muy Importante

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

89%

11%

0%

0%

Si, en asignaturas obligatorias

Si, en asignaturas electivas

No

Indiferente

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

0%

11%

56%

33%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Muy Poco

Poco

Algo

Mucho

Page 94: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

94

Es posible evidenciar en los resultados obtenidos de las preguntas 1 a 4 de esta encuesta que el

56% de los profesionales ha trabajo usando herramientas BIM menos de un año (Figura 79) lo que

evidencia el corto tiempo que los profesionales han usado la metodología BIM, pero a pesar que

lleven poco tiempo implementando el BIM en su trabajo lo consideran muy importante para

aplicarlo en el sector de la construcción (Figura 80). En cuanto al pensamiento de los profesionales

encuestados en relación a incorporar asignaturas que implementen herramientas BIM en la

universidad, un 89% (Figura 81) sugirió que estas herramientas se implementen como asignaturas

obligatorias dentro del plan de estudio y asimismo consideraron que el aplicativo WEB didáctico

desarrollado dentro de este trabajo de grado le permitiría de alguna manera a los estudiantes

implementar las herramientas en temas de diseño en concreto y programación de obra (Figura

82).

Figura 83 Respuesta pregunta 4 y 5 de la encuesta profesionales

En la Figura 83 con respecto a la pregunta 5 se puede observar que de los 9 profesionales

encuestados, el 78% de ellos consideran que la manera como se presenta la información fue

buena y 22% de ellos consideran que fue excelente. Mientras que en la pregunta 6, el 56% de los

profesionales respondieron que es una buena herramienta y el 33% de ellos la consideraron una

herramienta excelente que promueve el aprendizaje de los estudiantes en los temas mostrados en

el aplicativo WEB didáctico.

78%

56%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

Pregunta 5 Pregunta 6

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 5: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información del aplicativo WEB

didáctico?

Pregunta 6: ¿Cree usted que el

aplicativo WEB didáctico es una

herramienta que promueva el

conocimiento de los estudiantes

en temas de diseño en concreto y

programación de obra y

presupuesto?

Page 95: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

95

Pregunta 7: La duración de las presentaciones dinámicas fue:

Figura 84 Respuesta pregunta 7 de la encuesta a profesionales

Pregunta 8: La duración de los vídeos explicativos fue:

Figura 85 Respuesta pregunta 8 de la encuesta a profesionales

La Figura 84 y la Figura 85 muestran la respuesta de los profesionales en cuanto a la duración de

las presentaciones dinámicas y los vídeos explicativos del aplicativo WEB didáctico. Es posible

observar que más del 50% de los profesionales encuestados consideraron que tanto las

presentaciones dinámicas como los vídeos explicativos contaron con una duración precisa.

22%

67%

11%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

11%

89%

0%

Duración del video explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 96: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

96

Incoherencias encontradas por los usuarios

En la encuesta realizada a los profesionales no se obtuvo ningún comentario acerca de alguna

incoherencia significativa encontrada en la información presentada dentro del aplicativo WEB

didáctico.

Modificaciones y cambios sugeridos por los usuarios

En la encuesta realizada a los profesionales, algunos de ellos realizaron comentarios sobre alguna

modificación o cambio para el aplicativo WEB didáctico. A continuación se citan algunos de ellos.

Comentario: “Aun cuando no es el alcance, sería interesante que se incluyan temas de modelado

de arquitectura también”. – Santiago Fonseca – Arquitecto.

Respuesta: El comentario podría ser tenido en cuenta para futuros trabajos de grado, puesto que

como ya lo menciona, la modelación arquitectónica no se contempla dentro el trabajo de grado.

Comentario: “Pienso que el primer video podría mostrar mejor que es un modelo BIM,

aprovechando que se trata de un video y no una presentación”. – Juan Diego García López –

Constructor y estudiante de maestría Ing. Civil.

Respuesta: Dentro del primer vídeo se incluyó un ejemplo de un estudio de caso realizado en

Colombia que contaba con renders del modelo e imágenes alusivas los diferentes modelos que se

pueden realizar con el BIM.

Comentario: “Mejoraría con el tiempo el diseño gráfico de la página. Tener más información en la

página de inicio. Tener links a otras páginas que sean importantes para este tema. Ejemplos de

aplicaciones hechas en Colombia. Explicar ventajas y desventajas de utilizar Revit y no otros

software”. – Holmes Páez – Profesor docente.

Respuesta: El diseño de la página se realizó con los conocimientos y la ayuda de una persona

capacitada en el manejo de la aplicación Joomla y esta cuenta con bastantes limitaciones puesto

que esta es una aplicación para la creación de sitios WEB básicos. En el primer vídeo del aplicativo

se incluyó un ejemplo de un estudio de caso realizado en Colombia que contaba con renders del

modelo e imágenes alusivas los diferentes modelos que se pueden realizar con el BIM. Finalmente

en cuanto al software, solo se exploró el uso de la Building Design Suite puesto que en la materia

de programación de obra y presupuesto se tuvo un acercamiento al uso de estos programas.

Comentario: “De pronto incluir como se presentan los resultados “en imágenes”, de la interacción

con otras especialidades de la ingeniería: Instalaciones eléctricas, de aire acondicionado, etc.”. –

Luis Felipe Zuluaga – Constructor.

Respuesta: En relación a este comentario en el primer vídeo se incluyeron imágenes y una

visualización de un modelo de proyectos que se encuentran en proceso que cuenta con

instalaciones eléctricas y de ventilación.

Page 97: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

97

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Durante el transcurso del desarrollo de la validación de los capítulos del aplicativo WEB didáctico

del trabajo de grado, se evidencio que el número de los estudiantes que diligenciaban la encuesta

no era el mismo número de estudiantes que realizaban la correspondiente evaluación, debido a

que existió una pequeña confusión en el suministro de la información. Esto se evidencio en gran

proporción en la primera validación realizada el 5 de mayo del 2015 a los primero tres capítulos

del aplicativo, por esta razón se trató de mejorar este aspecto en la segunda validación para los 2

capítulos restantes, la cual fue realizada el día 29 de Mayo del 2015, al enviar una imagen alusiva

explicando el proceso para que los estudiantes realizaran tanto la encuesta del capítulo como la

evaluación respectiva y así poder conocer las sugerencias y opiniones obtenidas de la encuesta

como también conocer que tanto aprende el estudiante a través de la evaluación.

Tras haber tenido en cuenta todas las respuestas de las encuestas realizadas por los estudiantes

para la validación de la herramienta (en total 117), se realizó un análisis general sobre el contenido

del aplicativo WEB didáctico.

Figura 86 Resultados generales de la pregunta 1 a 3 de las encuestas para la validación.

En la Figura 86 se muestran los resultados generales de las validaciones hechas en todos los

capítulos del aplicativo WEB didáctico referentes a las preguntas 1 a 3. Se puede observar que en

relación a la pregunta 1, el 95% de las encuestas calificaron el aplicativo WEB didáctico entre

bueno y excelente (48% y 47% respectivamente) en cuanto a la presentación de la información.

Para la pregunta 2, se obtuvo que el 92% de las encuestas calificaron el aplicativo como bueno y

excelente (50% y 42% respectivamente) en la manera como se explicaron los temas de los

capítulos. Asimismo, en la pregunta 3 se obtuvo que el 88% de las encuestas calificaron el nivel de

48%50%

44%47%

42%44%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3

No

. de

per

son

as

1 2 3 4 5

Pregunta 1: En general, ¿Cuál fue

su grado de satisfacción en la

manera como se presenta la

información?

Pregunta 2: ¿Cuál fue su grado de

satisfacción en la manera como se

explica el contenido del tema?

Pregunta 3: ¿Qué nivel de claridad

tuvo la explicación del tema?

Page 98: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

98

claridad que tuvo la explicación de los temas y su resultado fue bueno y excelente (44% cada

calificación).

En base a los resultados generales obtenidos de estas 3 preguntas acerca del aplicativo WEB se

evidencia que el desarrollo e implementación del aplicativo WEB didáctico obtuvo resultados

satisfactorios en cuanto a la manera como se diseñó, se explicó y se presentó la información de

cada capítulo.

En la Figura 87 y en la Figura 88, se muestra la respuesta general de todos los estudiantes que

validaron el aplicativo WEB didáctico en cuanto a la duración de la presentación dinámica y el

vídeo explicativo respectivamente de todos los capítulos del aplicativo. Según los resultados

generales de las encuestas se evidencia que el 81% de las respuestas consideraron a las

presentaciones dinámicas del aplicativo como precisas (Figura 87) y en relación a los vídeos

explicativos se evidencia que el 74% de las respuestas consideraron su duración como precisa

(Figura 88).

Figura 87 Resultados generales de la pregunta 4 de las encuestas para la validación.

11%

81%

8%

Duración de la presentación dinámica

Corta Precisa Extensa

Page 99: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

99

Figura 88 Resultados generales de la pregunta 5 de las encuestas para la validación.

Según los resultados mostrados anteriormente, se puede considerar que la duración tanto de las

presentaciones dinámicas como de los videos explicativos fue precisa en los capítulos del

aplicativo WEB abarcando estos las temáticas y conceptos en un tiempo prudente.

Con base en los resultados anteriores y aquellos mostrados en el capítulo 7.9 de este trabajo de

grado, se puede realizar una comparación entre las respuestas de las encuestas de los estudiantes

y las respuestas de los profesionales.

Una de ellas es el grado de satisfacción en la manera como se presenta la información en el

aplicativo WEB didáctico. En relación a esta pregunta, un 78% de los profesionales (Figura 83)

respondieron que la información se presentó de una buena manera al igual que el 48% de las

encuestas de los estudiantes (Figura 86) y un 22% delos profesionales al igual que un 47% de las

encuestas de los estudiantes consideran que el aplicativo se presentó de una manera excelente.

Por esta razón se puede considerar que el aplicativo WEB didáctico tuvo resultados satisfactorios

tanto para los estudiantes para los cuales fue diseñado como para los profesionales que dieron su

opinión.

Otra comparación que se puede realizar a partir de las encuestas, es la opinión en cuanto a la

duración de las ayudas didácticas, en que tanto profesionales como estudiantes estuvieron de

acuerdo en que la duración de las presentaciones dinámicas y los vídeos explicativos fueron

considerados precisos en el tiempo de presentación.

Además, es posible realizar una comparación entre la calificación cualitativa que tuvo los capítulos

del aplicativo por parte de los estudiantes, con los resultados cuantitativos de las evaluaciones que

se les aplico a los mismos estudiantes. Al ser los capítulos del aplicativo calificados como buenos y

excelentes, el resultado de las evaluaciones de cada uno de los capítulos se mantuvo con un

porcentaje de aciertos entre el 77% y el 87% en relación a las preguntas teóricas del aplicativo, por

lo que es posible pensar que el alto porcentaje de aciertos en las evaluaciones, depende de la

forma en como se explica y se presenta la información en cada capítulo.

23%

74%

3%

Duración del vídeo explicativo

Corta Precisa Extensa

Page 100: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

100

9. VISITA A EMPRESAS

Dentro del marco del trabajo de grado se contempló contar con la opinión de los profesionales e

ingenieros consultores para validar el aplicativo WEB didáctico. Para lograr contar con la opinión

de los ingenieros consultores y algunos arquitectos, se realizó una visita a las oficinas de las

empresas Construcciones Planificadas S.A. y Aycardi Estructural S.A.S. para conocer su punto de

vista y su opinión respecto a lo que es BIM y como se trabaja hoy en día esto en Colombia.

9.1. Construcciones Planificadas S.A

El día 5 de mayo del 2015 se tuvo una reunión con el director de arquitectura, gerente de diseño y

arquitecto de diseño Mauricio Patiño, Edgar Solano y Santiago Fonseca respectivamente de la

empresa Construcciones Planificadas S.A. donde se realizó una breve descripción de los objetivos y

alcances del trabajo de grado, como también se mostró brevemente el aplicativo WEB didáctico,

en el transcurso de la reunión se trataron diferentes puntos de vista acerca del trabajo de grado.

Como primera medida se mencionaron las ventajas de las herramientas BIM en los diferentes

proyectos que se han realizado o se encuentran en proceso en la empresa (T7 y T8, Hotel Grand

Hyatt) y se concluyó que una de las ventajas más importantes del BIM que ofrece a los proyectos

de arquitectura es la posibilidad de coordinar los planos de las diferentes disciplinas entre sí y con

su realización en obra, lo que les significo un ahorro significativo en el presupuesto del proyecto.

Otro aspecto de gran importancia que se comentó en el transcurso de la reunión es la importancia

que los estudiantes tengan conocimiento de estas herramientas BIM puesto que al ingresar al

mundo laboral (en especial a la empresa Construcciones Planificadas), la empresa espera que el

personal cuente con el conocimiento de las herramientas en cuanto al uso de los software.

Finalmente al culminar la reunión se les pidió la colaboración a los integrantes de la empresa,

diligenciar una encuesta acerca del aplicativo WEB didáctico con el fin de conocer las sugerencias y

opiniones por parte de profesionales.

9.2. Aycardi Estructural S.A.S.

Aycardi Estructural S.A.S. nace a mediados del año 2013 en la ciudad de Bogotá D.C, Colombia

fruto de la disociación de la empresa PCA (Proyectistas Civiles Asociados SAS), empresa dedicada a

la consultoría en Ingeniería Civil por más 30 años. Es una compañía que en la actualidad se encarga

de análisis y diseño estructural, estudios de vulnerabilidad sísmica, supervisión e interventoría

técnica y asesoría técnica (Aycardi Estructural, 2015).

Page 101: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

101

La empresa Aycardi Estructural cuenta con diferentes proyectos de tipo vivienda, centros

comerciales, iglesias, clínicas, hoteles, oficinas, centros educativos entre otros. A continuación se

muestran algunos proyectos desarrollados por la empresa Aycardi Estructural que se encuentran

en etapa de diseño y/o construcción:

Figura 89 Especificaciones del proyecto Provenza Imperial y Hotel Grand (Aycardi Estructural, 2015).

El día 8 de mayo del 2015 se tuvo una reunión con Roberto Aycardi (Gerente de proyectos) en las

oficinas de Aycardi Estructural, donde se realizó una breve descripción de los objetivos y alcances

del trabajo de grado, como también se mostró brevemente el aplicativo WEB didáctico. En el

transcurso de la reunión se trataron diferentes puntos de vista acerca del trabajo de grado.

Básicamente el primer aspecto que se menciono es el proceso de gestión de un proyecto que se

realiza en la empresa. Como primera medida a la empresa se le hace entrega del modelo BIM del

proyecto, el cual se usa como base para realizar la modelación en programas especializados en

diseño estructural, luego de realizarse el análisis estructural y su posterior diseño se procede al

dibujo de los planos de despiece del proyecto, estos realizados por los dibujantes de la empresa.

Finalmente los planos de despiece se utilizan para nuevamente realizar o complementar el modelo

BIM que se entregó en la primera etapa. Esta gestión se realiza puesto que se tiene cierta

incertidumbre en cuento a realizar el diseño estructural usando herramientas BIM.

Se hizo énfasis en la reunión que el software Robot Structural es un software de diseño estructural

demasiado amplio en términos de la posibilidad de que el ingeniero realice un mal diseño al no

corroborar los resultados que se obtengan del software una vez se haya diseñado los elementos

estructurales, aquellos estudiantes o profesionales que cuenten con pocos años de experiencia no

podrían percibir algún incoherencia en el diseño, lo cual sería un alto riesgo para un proyecto.

Otro aspecto de gran importancia que fue mencionado en la reunión es que el software Robot

Structural es tan solo una herramienta de las muchas más que se encuentran en el mercado que

permiten realizar el diseño estructural de los elementos y que debe tener un acompañamiento del

ingeniero y de su criterio en todo el proceso de diseño.

Page 102: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

102

10.PROBLEMAS Y SOLUCIONES

Durante el desarrollo del trabajo de grado, ocurrieron algunas eventualidades que limitaron de

cierto modo el desarrollo del mismo. Algunas de ellas se presentan a continuación con su

respectiva solución y se incluyó como un botón adicional en el aplicativo WEB didáctico. También

se puede visualizar en el sitio WEB www.bimciviljaveriana.com.co/limitaciones.

10.1. Modelación del entrepiso en Robot Structural

Debido a que las dimensiones de las viguetas que conformaban el entrepiso aligerado del proyecto

eran de 0.125 x 0.40 m, no fue posible calcular el refuerzo de esta sección puesto que el tipo de los

flejes que permite colocar el software Robot Structural son más grande que la sección que tiene la

vigueta (Figura 90).

Figura 90 Errores del software Robot Structural al calcular la vigueta del modelo.

Para intentar solucionar este problema, se le escribió un email a la empresa Autodesk solicitando

ayuda para superar esta dificultad y se les envió también el modelo del entrepiso. En la Figura 91

se muestra la respuesta que dio Autodesk.

Page 103: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

103

Figura 91 Email de respuesta por parte de Autodesk al problema mencionado.

Se descargó el archivo adjunto que fue enviado por parte de la empresa. En el modelo que regreso

Autodesk, las dimensiones de las viguetas habían cambiado y las habían colocado de 0.35 x 0.60 m

para que el refuerzo transversal lograra quedar completamente dentro de la sección transversal

del elemento (Figura 92). Esta solución no podía ser tenida en cuenta ya que las viguetas no deben

poseer esas dimensiones. Las vigas principales del modelo del trabajo de grado tienen

dimensiones de 0.3 x 0.4 m por lo que resultaría ilógico que una vigueta tenga dimensiones

mayores a las vigas principales.

Figura 92 Vigueta enviada por la empresa Autodesk.

SOLUCIÓN

Como solución a este problema, se realizó el diseño de la vigueta con las formulas y los conceptos

vistos en la clase de diseño de concreto dentro de la presentación dinámica del capítulo de Diseño

Estructural del aplicativo WEB didáctico.

Page 104: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

104

Figura 93 Diseño a flexión y a cortante del entrepiso en la presentación dinámica del capítulo Diseño Estructural.

10.2. Limitaciones en el diseño estructural de los elementos de concreto

en Robot Structural

Para la realización del diseño estructural de los elementos de vigas, columnas y zapatas se tuvo

algunas limitaciones en cuanto a la expectativa de los alcances del software Robot Structural.

Lo primero fue que no fue posible realizar la adaptación de la norma sismo resistente colombiana

(NSR-10) a la norma ACI-318-08 con la que cuenta el software, en cuanto a algunos parámetros y

conceptos vistos en clase, como:

- La determinación de las cuantías máximas y mínimas

- Establecer la longitud de desarrollo de las varillas de acero de refuerzo

- Establecer los tipos de traslapo

- La longitud adecuada de los ganchos de las varillas longitudinales para el refuerzo de los

elementos.

Otra limitación que se evidencio sobre el uso de este software para el diseño estructural, fue que

en los planos de despiece (Figura 94) a pesar de mostrar las longitudes de las varillas y el

espaciado y ubicación de los refuerzos, no mostraba los traslapos existentes que debían realizarse

para el armado del elemento, por lo que era necesario recurrir a la vista en 3D para poder

visualizar los lugares donde las varillas se traslapaban.

Page 105: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

105

Figura 94 Plano de despiece realizado en el software Robot Structural de la viga en estudio para el trabajo de grado.

SOLUCIÓN

En el trabajo de grado se hizo mención en cuanto a estas limitaciones y para el caso de las

longitudes del traslapo de la varilla se realizó su correspondiente ejemplificación en el video

explicativo del video de Diseño Estructural del aplicativo WEB didáctico.

Figura 95 Mención de la visualización de los traslapos en el video explicativo del aplicativo WEB didáctico.

Page 106: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

106

10.3. Cantidades de acero de refuerzo en Navisworks Manage

Durante el desarrollo del capítulo de Programación de Obra y Presupuesto, se observó que al

realizar la etapa de las cantidades de obra para obtener la cuantificación del concreto y acero de

refuerzo en el software Navisworks Manage, este programa no cuantifico las cantidades de acero

de refuerzo.

Figura 96 Cantidades de acero y concreto de la zapata del modelo.

Por este motivo se tuvo la necesidad de consultar en la página www.autodesk.com, para poder

tener asesoría técnica en el uso de la herramienta. Se tuvo apoyo por chat online con asesor de

autodesk, pero por inconvenientes de la red y de la misma plataforma de autodesk se perdió la

conexión.

Page 107: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

107

Figura 97 Primer email de Autodesk generando el caso del problema.

Se recibió correo por parte de autodesk, sugiriendo que se debe crear un caso en particular para

recibir asistencia técnica con el fin de dar solución al inconveniente ya mencionado.

La siguiente imagen muestra que se creó el caso para recibir asistencia técnica.

Figura 98 Email por parte de Autodesk

Luego de haberse creado el caso, se comentó nuevamente el problema que se tenía al cuantificar

las cantidades de acero de refuerzo en el programa Navisworks Manage, por lo cual se recibió un

correo (Figura 99) diciendo que la asistencia técnica respondería preguntas únicamente referentes

con el sitio WEB de comunidad de autodesk y no a preguntas sobre la funcionalidad del producto.

Page 108: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

108

Las preguntas sobre la funcionalidad del producto se podrían solucionar publicando la inquietud

en los foros o grupos de discusión de la comunidad de autodesk supervisada por expertos.

Figura 99 Tercer email del Autodesk referente a este problema.

Se indago en los foros de la comunidad de autodesk, pero desafortunadamente no se encontró

nada al respecto sobre como cuantificar o que aspectos se deberían tener en cuenta para el

cálculo de las cantidades del acero de refuerzo en el programa Navisworks Manage. Se encontró

en un foro que existían diferentes elementos que el programa Navisworks no podía cuantificar

como la superficie topográfica, diferentes tipos de puertas, elementos como tuberías, entre otros.

SOLUCIÓN

Para dar solución a este problema yaqué se contaba con tiempo limitado que no permitía

continuar indagando en el problema, se tomó la decisión de utilizar el programa Revit 2015 para

cuantificar las cantidades de acero de refuerzo del edificio.

El software Revit 2015 es capaz de cuantificar de manera fiable las cantidades de acero de

refuerzo del edificio. Es muy sencillo conocer las cantidades de obra en el programa Revit ya qué

permite establecer los parámetros que se quieren obtener del acero como familia y tipo, diámetro

de la barra, cantidad, longitud total entre otros.

Page 109: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

109

Figura 100 Parámetros para el cálculo de cantidades de acero en el software Revit.

10.4. Organización de familias en Revit

Durante la elaboración del modelo BIM, se observó que al realizar la etapa de crear y organizar

familias en el software Revit 2015 para cada uno de los elementos que componen el proyecto, no

se realizó de una manera adecuada puesto que al realizar la etapa de asignación de los elementos

en la programación como también en el catálogo o libro cantidades en el software Navisworks

Manage fue un procedimiento bastante tedioso.

En la Figura 101 se muestra la familia de las columnas rectangulares que fue creada en el software

Revit para todas las columnas del modelo.

Page 110: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

110

Figura 101 Familia de la columna rectangular realizada para todas las columnas del modelo

En el trabajo de grado se creó familias como vigas rectangulares, columnas rectangulares y zapatas

rectangulares. Esto debido a que no se pensó con anterioridad que era necesario realizar una

mejor discretización en la creación de familias como por ejemplo haber creado la familia de las

vigas de amarre, columnas primer piso o vigas primer piso, entre otras. El cual permitiera tener

mayor organización y realizar la asignación de estos elementos de una manera más sencilla en la

etapa de programación de obra y cálculo de cantidades en el software Navisworks.

En la Figura 102 se muestra la familia de las columnas rectangulares para todo los elementos tipo

columna del modelo en el software Navisworks Manage

Page 111: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

111

Figura 102 Columnas rectangulares en el software Navisworks Manage.

SOLUCIÓN

Debido a que el modelo ya se había terminado tanto en su elaboración como también su posterior

análisis estructural, evaluación de rigidez y diseño estructural de los elementos, se continuó la

etapa de Programación, Cantidades de obra y Presupuesto sin la previa creación y organización de

nuevas familias debido a que se cuenta con tiempo limitado. Se recomienda que para todo

proyecto en el que se utilice herraminetas BIM y se tenga pensado realizar su posterior

programacion y calculo de cantidades y presupuesto, previamente en la elaboracion del modelo

BIM se creeen familias lo mas organizado posible con el fin de que en la ya mencionadas etapas su

desarrollo se mucho mas eficaz.

Page 112: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

112

11.CONCLUSIONES

- Se logró elaborar el modelo BIM del edificio de concreto reforzado seleccionado, teniendo

en cuenta las etapas de concepción, análisis estructural, diseño estructural y la estimación

de tiempos y costos, usando los programas Revit, Robot Structural y Navisworks Manage

junto con apuntes de clase.

- En los software Revit, Robot Structural y Navisworks Manage se desarrollaron diferentes

actividades para el desarrollo del modelo BIM, a continuación se menciona las actividades

que se realizaron en cada software.

Revit

Importación de planos CAD

Creación de ejes y niveles

Creación de elementos estructurales

Aplicación de cargas verticales (Muerta, Viva)

Crear combinaciones de carga

Calculo de cantidades de acero de refuerzo del modelo

Elaboración de la superficie topográfica y su correspondiente excavación

Robot Structural

Interoperabilidad con archivos del software Revit

Posibilidad de adaptar parámetros de la norma de diseño establecida en el

software

Creación de diafragmas rígidos

Aplicación de carga horizontal de sismo y momentos accidentales

Diseño de los elementos estructurales

Generación de los planos de despiece

Navisworks Manage

Interoperabilidad con archivos del software Revit

Creación del catálogo de actividades constructivas

Establecer fechas de inicio y fin de las diferentes actividades del modelo

Calculo de cantidades de obra

Calculo del presupuesto del modelo

Visualización del proyecto y sus actividades teniendo en cuenta tiempos y costos

(Modelo 5D)

- La implementación de este aplicativo WEB didáctico fue satisfactorio puesto que sirvió

como apoyo en las clases de diseño en concreto y de programación de obra y

presupuesto, al mostrar la nueva metodología BIM y su aplicación en algunos software sin

Page 113: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

113

dejar de lado los conceptos que son impartidos por el docente en sus respectivas clases

magistrales. Teniendo como base los resultados de este trabajo de grado, es posible

pensar que los profesores de las demás asignaturas de la carrera de Ingeniería Civil

puedan realizar aplicativos didácticos similares, por cuenta propia o mediante la

realización de trabajos de grado, que permitan el aprendizaje de los estudiantes fuera del

aula de clase en relación a las temáticas vistas.

- Con el aplicativo WEB didáctico se logró evidenciar que hubo aprendizaje por parte de los

estudiantes de las clases de diseño en concreto y de programación de obra y presupuesto

a través de las evaluaciones realizadas en cada uno de los capítulos como se muestra en el

numeral 8 (Análisis de resultados) de este trabajo de grado. Adicional a esto, se evidencio

también que los estudiantes se mostraron interesados por aprender el uso y manejo del

software con herramientas BIM, por lo que el aplicativo fue satisfactorio al estimular a

algunos estudiantes a investigar personalmente y de manera autónoma el concepto de

BIM.

- En la validación general del aplicativo WEB didáctico que se realizó, fue posible evidenciar

que la opinión de los estudiantes y de los profesionales fue muy similar puesto que en

ambas categorías consideraron que cada uno de los capítulos del aplicativo fue

presentado de una manera adecuada y que la información y el contenido se presentó en

tiempos precisos. Esto se logró teniendo en cuenta las teorías del aprendizaje de los

diferentes autores que se mencionan en el ESTADO DEL ARTE y en el MARCO TEÓRICO de

este trabajo de grado.

- En la validación realizada hasta el día 5 de mayo del 2015, muchos estudiantes

comentaron que desearían conocer un poco más sobre el uso y manejo de los software en

relación a las temáticas tratadas en el aplicativo, como si se pretendiera realizar un

manual del usuario o guía paso a paso de cómo realizar el proyecto, lo cual no es el

enfoque o alcance del trabajo de grado, sin embrago este tipo de comentarios evidencia

que los estudiantes se encuentran interesados en las herramientas BIM y su uso.

- El día 5 de mayo del 2015 se tuvo una reunión con el director de arquitectura y gerente de

diseño de la empresa construcciones planificadas de la cual se trataron varios puntos de

vista acerca del aplicativo WEB didáctico y se concluyó que una de las ventajas más

importantes del BIM que ofrece a los proyectos de arquitectura es la posibilidad de

coordinar los planos de las diferentes disciplinas entre sí y con su realización en obra, lo

que les significo un ahorro en el presupuesto del proyecto. Es importante para esta

empresa que los estudiantes que aspiran a ingresar al mundo laboral en el sector de la

construcción tengan conocimientos claros o bases sobre la metodología BIM y sus

Page 114: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

114

herramientas como lo es Revit para que la adopción de la metodología BIM sea mucho

más fácil y efectiva.

- El día 8 de mayo del 2015 se tuvo una reunión con Roberto Aycardi en las oficinas de

Aycardi Estructural de la cual se trataron varios puntos de vista acerca del aplicativo WEB

didáctico y se concluyó que el software Robot Structural es un software de diseño

estructural demasiado amplio en términos de la posibilidad de que el ingeniero realice un

mal diseño al no corroborar los resultados que se obtengan del software una vez se haya

diseñado el elemento, aquellos estudiantes o profesionales que cuenten con pocos años

de experiencia no podrían percibir algún incoherencia en el diseño, lo cual sería un alto

riesgo para un proyecto. Robot Structural es tan solo una herramienta de las muchas más

que se encuentran en el mercado que permiten realizar el diseño estructural de los

elementos y que debe tener un acompañamiento del ingeniero y su criterio en todo el

proceso de diseño. No se debe confiar el diseño en su totalidad, introducir datos sin que el

ingeniero no participe en el proceso y se obtenga un resultado no es hacer ingeniería.

- La metodología BIM es una nueva forma de trabajo que requiere cambiar el estilo y la

forma en cómo se han venido desarrollando los proyectos de construcción. Los ingenieros

y arquitectos con experiencia en esta área, llevan años trabajando de una forma

independiente en la etapa de diseño con sus propios software especializados en su área,

sin relacionarse mucho con las demás disciplinas, y de esta manera han venido trabajando

de manera fiable y por eso es difícil cambiar la mentalidad de estos profesionales con

experiencia para adoptar la metodología BIM. La nueva generación de ingenieros y

arquitectos que se encuentran en formación académica y profesional tienen la posibilidad

de conocer y trabajar con esta nueva metodología y los software con herramientas BIM

desde que se encuentran en la academia y de esta forma implementarla con mayor

facilidad en el mundo laboral.

- Debido a que la metodología BIM es un tema muy reciente, las empresas desarrolladoras

de los software se encuentran mejorando cada día estas herramientas para que sea más

fácil la adopción del BIM. Ya que como el BIM se encuentra en progreso, hay que

diferenciar entre un proyecto netamente académico, de un proyecto real de construcción.

Como lo es en este caso, el aplicativo WEB didáctico desarrollado en este trabajo de

grado, el edificio concebido fue una estructura de poca complejidad para poder abarcar

varios conceptos de la metodología BIM y así mismo hacer fácil su entendimiento para

promover el aprendizaje de los estudiantes, mientras que en un proyecto de construcción

real se tienen en cuenta muchas otros aspectos como: el diseño de plomería, el diseño de

redes, el diseño bioclimático y de eficiencia energética, que aumentan la complejidad del

Page 115: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

115

proyecto y a su vez deben ser mayores en BIM para abarcar estas temáticas relacionadas

con el sector de la construcción.

- En la empresa están solicitando personal que ya maneje los software con herramientas

BIM, y sea de apoyo de aprendizaje de la empresa en cuanto a esta nueva metodología.

Las empresas no quieren tener que capacitar al personal en el uso y manejo del software.

Para ellos es bastante importante que los profesionales que egresen de las universidades

hayan tenido un acercamiento a esta nueva forma de trabajo.

- A pesar de que la metodología BIM ofrece diversas ventajas, las herramientas o los

software usados para adoptar esta metodología son excelente herramientas de dibujo, ya

que permiten generar un modelo tridimensional el cual se puede observar y detallar desde

cualquier vista o perspectiva deseada, lo que facilita el entendimiento e interpretación del

proyecto. En la empresa Aycardi Estructural esto; que sea cuente con excelentes

herramientas de dibujo, es lo que más le aporta a sus proyectos, puesto que ellos

mencionaron que las personas que ejecutan las obras son los maestros de obra y los

obreros mas no los ingenieros, es por esto que los planos que se envíen a obra sean lo más

detallados y claro posibles puesto que lo que se requiere es que se construya lo que se

encuentra en los planos y no puede existir la posibilidad de permitir la interpretación de

los mismos por parte de los maestros de obra.

- Con el fin de no abandonar en un futuro el trabajo realizado en el aplicativo WEB

didáctico, sería de gran ayuda pensar en incorporar diferentes opciones dentro de la

página; como un foro o un blog, que permitan mantener mayor interacción de los

estudiantes y de los profesionales con respecto al contenido general del aplicativo, y

responder dudas e inquietudes frente a la actualización de los temas referentes a la

metodología BIM.

Page 116: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

116

12.TRABAJOS FUTUROS

Una vez desarrollado el aplicativo WEB didáctico, fue posible pensar en trabajos futuros que

puedan complementar este aplicativo o que sirva como base de futuras investigaciones. A

continuación se presentan algunos temas que pueden considerarse:

- Complementar el aplicativo WEB didáctico con un capítulo de análisis dinámico para la

clase de dinámica estructural de la Pontificia Universidad Javeriana.

- Complementar el aplicativo WEB didáctico desarrollando la arquitectura del mismo

proyecto, incorporando los muros divisorios y los acabados.

- Complementar el aplicativo WEB didáctico con un capítulo de diseño de redes haciendo

uso del módulo “System” del software Revit.

- Realizar un modelo con diferentes materiales a los usados en este trabajo de grado, como:

estructura metálica o mampostería estructural.

- Elaborar un modelo BIM con diferentes tipologías de los elementos estructurales a las

usadas dentro de este trabajo de grado, como: cimentación profunda o columnas

circulares.

- Elaborar un modelo BIM que cuente con el análisis y diseño estructural con software de

otras empresas diferentes a los usados en este trabajo de grado, como: ArchiCAD

(Graphisoft) o Allplan (Nemetschek).

- Realizar una investigación sobre la metodología BrIM (Bridge Information Modeling) y sus

casos de estudio.

- Realizar una investigación de mayor detalle que establezca precisamente las ventajas y las

limitaciones del uso de los software Revit, Robot Structural y Navisworks Manage

conjuntamente dentro del desarrollo de un proyecto.

- Realizar una investigación exhaustiva sobre las empresas de construcción y diseño

estructural que estén adoptando la metodología BIM en sus proyectos de construcción.

Page 117: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

117

13.REFERENCIAS

24 STUDIO LAB s.f. Introducción BIM. [en línea]. [Consulta: 18 febrero 2015]. Disponible en:

www.24studiolab.com.

ALI G. [ALI G] 2012. Leadenhall building London – construction video [HD] [en línea]. [Consulta: 6

abril 2015]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=XT4VFGUk-b8.

ANDRADE, L. 2012. Teoría de la carga cognitiva, diseño multimedia y aprendizaje: un estado del

arte. Magis, Revista Internacional de Investigación en Educación, vol. 5, no. 10, pp. 75-92. ISSN

2027-1174.

AUSUBEL, D. 1986. TEORIA DEL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO. educainformatica [en línea],

Disponible en: http://www.educainformatica.com.ar/docentes/tuarticulo/educacion/

ausubel/index.html.

AUTODESK s.f. Building Design software for BIM and CAD. [en línea]. [Consulta: 28 enero 2015].

Disponible en: www.autodesk.com.

AUTODESK 2011. Shanghai Tower & Construction Customer Story. [en línea]. [Consulta: 16 mayo

2015]. Disponible en: http://usa.autodesk.com/sustainable-

design/customers/?remoteContentID=19229418.

AYCARDI ESTRUCTURAL 2015. La compañia Aycardi Estructural S.A.S. [en línea]. Disponible en:

http://aycardiestructural.com/La-compania.

BETANCUR, D. y GONZÁLEZ, C. 2013. Aplicación de metodologías BIM en etapas de demolición,

excavación y cimentación de estructuras en concreto. Trabajo de grado. Bogotá: Pontificia

Universidad Javeriana.

CONSTRUCCIONES PLANIFICADAS 2015. Quiénes Somos - Construcciones Planificadas. [en línea].

Disponible en: http://www.construccionesplanificadas.com/site/quienes-somos/construcciones-

planificadas.

CONSTRUDATA 2015. Análisis de Precios Unitarios para materiales de construcción. [en línea].

[Consulta: 18 mayo 2015]. Disponible en: http://www.construdata.com.

DÍAZ, L., HERNÁNDEZ, L., RODRÍGUEZ, C. y BRITO, L. 2012. Multimedia educativa para el

perfeccionamiento del proceso enseñanza-aprendizaje de la asignatura Biología Celular.

Edumecentro, pp. 74 – 86. ISSN 2077-2874. RNPS 2234.

DIRECCIÓN DE RECURSOS FÍSICOS UNIVERSIDAD JAVERIANA, 2015. Modelo Navisworks Freedom-

Edificio Facultad Ingeniría. 2015. S.l.: s.n.

EADIE, R., BROWNE, M., ODEYINKA, H., MCKEOWN, C. y MCNIFF, S. 2013. BIM implementation

throughout the UK construction project lifecycle: An analysis. Automation in Construction. , vol.

36, pp. 145–151. DOI 10.1016/j.autcon.2013.09.001.

Page 118: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

118

EASTMAN, C., TEICHOLZ, P., SACKS, R. y LISTON, K. 2008. A Guide to Building Information Modeling

for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors. S.l.: John Wiley & Sons, Inc.

EKOBIM S.A.S 2015. Información EKOOBIM. [en línea]. Disponible en:

https://www.facebook.com/ekoobim/photos_stream?tab=photos_albums.

ELMUALIM, A. y GILDER, J. 2013. BIM: innovation in design management, influence and challenges

of implementation. Architectural Engineering and Design Management, vol. 10, pp. 183–199. DOI

10.1080/17452007.2013.821399.

FONSECA, S., 2015. Experiencia Construcciones Planificadas. 2015. S.l.: s.n.

GAITÁN, J. y GÓMEZ, A. 2014. Uso de la metodología BrIM (Bridge Information Modeling) como

herramienta para la planificación de la construcción de un Puente de concreto en Colombia.

Ciencia e Ingenieria Neogranadina, vol. 24, no. 2, pp. 145 – 156.

GARCÍA, E. 2001. Sistemas Multimedia: Introducción a los sistemas multimedia para formación. ,

vol. 9, pp. 407 – 443.

GÓMEZ, A. 2014. Apuntes de la clase de Programación de obra y presupuesto. . Apuntes de clase.

Bogotá, Colombia: Pontificia Universidad Javeriana.

GÓMEZ, A., QUINTANA, N. y AVILA, J. 2014. Simulación de eventos discretos y líneas de balance,

aplicadas al mejoramiento del proceso constructivo de la cimentación de un edificio. Ingeniería y

Ciencia, vol. 11, pp. 157 – 175. ISSN 1794-9165. DOI 10.17230/ingeciencia.11.21.8.

GÓMEZ, D. 2014. Apuntes de la clase de Programación de obra y presupuesto. . Bogotá, Colombia:

Pontificia Universidad Javeriana.

GOOGLE MAPS 2015. Vista satelital del edificio calle 40 [en línea]. [carte]. Bogotá: s.n. [Consulta:

17 mayo 2015]. Disponible en: https://maps.google.com/.

JONES, S. y BERNSTEIN, H. 2014. The Buisness Value of BIM in Australia and New Zeland. McGraw

Hill Construction, pp. 26-27.

KU, K. y TAIEBAT, M. 2011. BIM Experiences and Expectations: The Constructors’ Perspective.

International Journal of Construction Education and Research Publication details, including

instructions. , vol. 7, pp. 175–197. DOI 10.1080/15578771.2010.544155.

LATAPIE, L. 2007. Acercamiento al aprendizaje multimedia. . Colombia: Universidad Simón Bolívar,

Universidad Autónoma Metropolitana.

MAYER, R., 2005. Multimedia Learning [en línea]. 2005. S.l.: s.n. [Consulta: 8 enero 2015].

Disponible en: http://ateneu.xtec.cat/.

MIHAI, B. y NAVARRO, V. 2005. Comparación del aprendizaje en internet con la clase convencional

en estudiantes de medicina, en Argentina. Universidad Nacional del Nordeste, Argentina., vol. 8.

ISSN 1575-1813.

MILLAN, E. 2015. Apuntes de la clase de Administración de Obra. . Bogotá, Colombia: Pontificia

Universidad Javeriana.

Page 119: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

119

MOJICA, A. y VALENCIA, D. 2012. Implementación de las metodologías BIM como herramienta

para la planificación y control de proceso constructivo de una edificación en Bogotá. Trabajo de

grado. Bogotá: Pontificia Universidad Javeriana.

MORENO, F. 2011. La multimedia como herramienta para el aprendizaje autónomo del

vocabulario del inglés por parte de los niños. Universidad tecnológica del chocó Diego Luis Córdoba

Quibdó, vol. 13, pp. 84 – 94. ISSN 0123-4641.

MUÑOZ, E. 2013. Apuntes de la clase de Diseño en Concreto. . Bogotá, Colombia: Pontificia

Universidad Javeriana.

NIELSEN, A. y MADSEN, S. 2010. Structural Modelling and Analysis using BIM tools. Master´s

Thesis. S.l.: The School of Civil Engineering, Aalborg University.

PATIÑO, F., PATIÑO BARBEITO, F., GOICOECHEA CASTAÑO, M., BOLÍBAR, F. y RODRÍGUEZ

RODRÍGUEZ, J. 2014. Integration of Agents in the Construction of a Single-Family House Through

use of BIM Technology. Procedia Engineering, vol. 69, pp. 584 – 593. DOI

10.1016/j.proeng.2014.03.029.

PRIETO, P. 2011. Implantación de la tecnología BIM en estudios universitarios de Arquitectura e

Ingeniería. . S.l.: Universidad de Extremadura.

PROYECTOS BIM S.A.S. s.f. Trabajos realizados. [en línea]. [Consulta: 19 marzo 2015]. Disponible

en: www.proyectosbimsas.blogspot.com.

REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES, 2010. Asociación

Colombiana de Ingeniería Sísmica. 2010. S.l.: s.n.

RUIZ, D., MAGALLÓN, J. y MUÑOZ, E. 2006. Herramientas de aprendizaje activo en las asignaturas

de ingeniería estructural. Ingeniería Universidad, vol. 10, pp. 97-115.

SALMAN, A. 2011. Building Information Modeling (BIM): Trends, Benefits, Risks, and Challenges for

the AEC Industry. Leadership and Management in Engineering, vol. 11, pp. 241–252.

SANG, Y., IL LEE, S. y BAE, J.. 2014. Reinforcement Placement in a Concrete Slab Object Using

Structural Building Information Modeling. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering,

vol. 29, pp. 47–59. DOI 10.1111/j.1467-8667.2012.00794.x.

SMITH, P. 2014. BIM & the 5D Project Cost Manager. Procedia - Social and Behavioral Sciences, vol.

119, pp. 475–484. DOI 10.1016/j.sbspro.2014.03.053.

SUÁREZ, S. 2013. Desarrollo de un aplicativo WEB didáctico para relacionar el proceso constructivo

con el diseño estructural; aplicado a un edificio de concreto reforzado. Trabajo de grado. Bogotá:

Pontificia Universidad Javeriana.

TEKLA. [TEKLA SOFTWARE] 2010. BIM Awards US 2010 – Darren Hartman, New Meadowlands

Stadium [en línea]. [Consulta: 6 abril 2015]. Disponible en:

https://www.youtube.com/watch?v=B9fKI-PZmuA.

VIANOVA s.f. a. Bjørvika Phase II – Norway. [en línea]. [Consulta: 15 mayo 2015]. Disponible en:

http://www.vianovasystems.com/BIM/BIM-ME-UP/Bjoervika-Phase-II-Norway#.VVtlgfl_Okp.

Page 120: DESARROLLO DE UN APLICATIVO WEB DIDÁCTICO PARA LA

120

VIANOVA s.f. b. Länsimetro - Finland. [en línea]. [Consulta: 15 mayo 2015]. Disponible en:

http://www.vianovasystems.com/BIM/BIM-ME-UP/Laensimetro-Finland#.VVkIYvl_Oko.

VIDEO2BRAIN 2014. mivideo2brain [en línea]. Disponible en:

https://www.youtube.com/watch?v=4k8PSAK6Bkc.

WEB OF KNOWLEDGE 2015. Building Information Modeling. [en línea]. [Consulta: 31 marzo 2015].

Disponible en:

http://apps.webofknowledge.com/Search.do?product=UA&SID=2Bkd8xIdgYXAaCVTBnG&search_

mode=GeneralSearch&prID=b11b88f4-3581-432f-a8a9-380c3a67e061.

WU, W. y ISSA, R. 2014. BIM Education and Recruiting: Survey-Based Comparative Analysis of

Issues, Perceptions, and Collaboration Opportunities. Journal of Professional Issues in Engineering

Education and Practice, vol. 140. DOI 10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000186.