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PIEZAS DE HORMIGON PREFABRICADAS

Alejandro López Vidal, Director técnico de ANDECE, España

La "I" de BIM no solo debe significar información, sino también industrialización

Los proyectos de construcción modernos son complejos y requierenservicios profesionales altamente especializados y fragmentados.Requieren equipos que abarquen todas las áreas, en los que losintegrantes estén dispuestos a colaborar, incluidos los clientes y susrepresentantes, planificadores, empresarios e incluso los proveedo-res de piezas. Cuando se utiliza el método BIM, todas las personasinvolucradas en el proyecto trabajan con el mismo modelo virtual;los cambios en una pieza no se pueden realizar sin que todos losparticipantes adapten sus sistemas al mismo tiempo y de forma pre-cisa.

Asimismo hay que indicar que las soluciones del tipo de construc-ción con prefabricados de hormigón presentan una gran variedadde ventajas técnicas y funcionales en comparación con el tipo deconstrucción con hormigón in situ: más rapidez, mayor control decalidad, menos impacto en el lugar, menos residuos, mayor dura-bilidad y menos costes durante la vida útil. Pero, sobre todo, existe un factor esencial en el que coinciden elplanteamiento BIM y la construcción industrializada con prefabri-cados de hormigón: la precisión. Ambos conceptos son necesarios

To “BIM” or not to “BIM” – Desafío industria de los elementos prefabricados de hormigón

Cambio en el método de trabajo en el sector de la construcción - parte 2: Experiencias con BIM

Se sabe que el uso de BIM en la fase de diseño y de ejecución de la obra sigue desarrollándose. Como se puede ver en la primera parte deeste artículo, publicado en el número 1/2017 de PHi, la introducción del método BIM tiene el objetivo de brindar una ocasión extraordinariaa la industria de los prefabricados de hormigón para consolidarse de forma definitiva en el marco de futuros proyectos de construcción. Estaparte de la serie de dos artículos aborda las principales diferencias entre el tipo de construcción con prefabricados y el tipo de construccióncon hormigón in situ con un planteamiento BIM y analiza algunas experiencias de proyectos de construcción con prefabricados de hormigón basados en BIM. Asimismo se ofrece una visión de la situación actual de los prefabricados de hormigón que figuran en las bibliotecas BIM.

Figuras 1 y 2: (1) Estructura de prefabricados de hormigón; (2) estructura de hormigón in situ

Fig. 3: El software para el sector de la construcción está pensadoprecisamente para la supervisión, aseguramiento de calidad e ins-pección de seguridad de los trabajos de construcción. Se incluyenlistas de fallos documentados con fotografías, así como redlining enplanos en formato PDF, CAD o BIM.

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para cumplir la precisión geométrica durante todas las fases de la construcción y para fina-lizar los trabajos con éxito. Es indispensable cumplir las dimensiones de diseño y las tolerancias de producción y demontaje con el fin de conectar los prefabricados entre sí correctamente y sin colisiones otambién con otras piezas de la construcción / de la infraestructura, porque las interferen-cias o los conflictos se eliminan automáticamente en la fase de diseño, cuando los efectosen los costes son aún mínimos.

Por otro lado, en una forma de trabajar convencional los trabajos se separan: uno diseña,otros suministran los materiales, otro instala los encofrados y otro diferente lleva a cabo elhormigonado. Debido a la enorme cantidad de imprevistos asociados a un método noindustrial, los errores son prácticamente inevitables, con el resultado ineludible de costososcontratos para modificaciones, así como el incremento de los costes y de los plazos.La precisión y las condiciones controladas de una fábrica de prefabricados de hormigónson ideales para fabricar piezas muy precisas y para respetar con precisión la forma geo-métrica establecida en el diseño. Por otro lado, la fig. 2 muestra una solución con hormi-gón in situ nada extraordinaria, que presenta defectos en el proceso de ejecución. Aunqueel proyecto de construcción de esta imagen se realizó utilizando un software de BIM, elresultado final restó valor a lo fundamental de cualquier proyecto de BIM: la precisión geo-métrica.

Con el fin de mostrar más claramente las diferencias entre ambos conceptos de construc-ción, en una construcción con prefabricados de hormigón, los cables eléctricos y los con-ductos de suministro pasan a través de los prefabricados o al lado. El BIM o el modelado3D interactivo les facilitan a todos los oficios que participan en un proyecto detectar a tiem-po real dónde se encuentran los diferentes sistemas [1]. Teóricamente, en una construcciónconvencional, si se cumplen las indicaciones del diseño, no debería haber ningún fallo.Pero, en consecuencia, este tipo de fallos que se producen por las intervenciones más fre-cuentes del personal de la obra, aumentan la frecuencia de los puntos de error, p. ej. delas piezas portantes y de los elementos que las envuelven (instalaciones mecánicas y eléc-tricas, etc.). Los problemas que resultan de ello se deben resolver después en la obra. Además un mayor uso de aplicaciones o de software para tabletas y Smartphones en elcontrol de la ejecución correcta de los trabajos debería clarificar aún más la diferenciaentre ambos métodos.Por eso se espera que, con un mayor uso del tipo de construcción con prefabricados, tam-bién aumente la demanda de herramientas BIM.

Fabricantes de prefabricados de hormigón: qué se debe hacer

En primer lugar, las empresas deben convertir la información del producto en archivos BIM(IFC, etc.), lo que constituye un juego de datos claramente definido, y con él se genera unavista del modelo de la pieza, que puede ser utilizado por cualquier software BIM. Para unfabricante puede haber información de las piezas para BIM de dos formas:

a) Información genérica más datos geométricos, representados habitualmente comomodelo 3D. Este es el planteamiento más fundamental que limita la información pro-porcionada a la forma y a las dimensiones espaciales que se debe introducir en el sis-tema del proyecto, por ejemplo una viga para la estructura portante, una placa parala fachada, etc.

b) Información más detallada incluidas otras características (3D a 7D): adicionalmente ala información geométrica se puede añadir cualquier característica de la pieza.

Ambas formas de generación de información en un archivo BIM se pueden integrar a tra-vés de una tabla Excel, conocida como el modelo de datos del proyecto (Product DataTemplate, PDT), con el fin de simplificar la aplicación de los datos. Un PDT es un cuestio-nario estándar para cada tipo de producto, con el siguiente contenido:

Alejandro López-Vidal, nacido en 1978. Completó sus estudios de Ingeniería industrial en la Universidad deLeón. Desde 2008 trabajó en la Asociación Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón (ANDECE) endiferentes puestos y en 2013 fue nombrado Director técnico. Es miembro de diferentes organizaciones en el sectorde los elementos prefabricados de hormigón, p. ej. del Comité de técnica y medio ambiente del BIBM y es el repre-sentante español del CEN/TC 229. Es asesor de la primera carrera de Máster española en construcción con elemen-tos prefabricados de hormigón. [email protected]



Con cada PDT se debe proporcionar previamente toda la información necesaria para cadaparte, desde la especificación, pasando por el funcionamiento, hasta la puesta fuera de ser-vicio y sustitución. Cuando un fabricante rellena un PDT, automáticamente se genera unahoja de datos del producto (PDB), creando así una descripción digital del producto [2].Dependiendo del nivel de desarrollo (LOD) que debe cumplirse, el fabricante no necesitarellenar todos los campos. Los modelos BIM son archivos que contienen datos protegidosque se pueden leer, intercambiar o introducir en una red como ayuda a la hora de tomardecisiones con respecto a un edificio u otra construcción. Y el propietario, la empresa en sí,debe decidir cuánta información desea compartir o hacer accesible al público en su pági-na web o a través de las bibliotecas BIM anteriormente mencionadas.Pero el proceso de adaptación BIM sigue siendo un reto que deben abordar, preferible-mente juntos, los fabricantes de prefabricados de hormigón, al menos en los primerospasos, para optimizar el tiempo, los costes y la mano de obra. Se deben destacar algunoshitos. Por ejemplo, el PCI americano organizó en 2010 un comité BIM destinado a des-arrollar y transmitir datos a través de la aplicación de BIM para construcciones de prefa-bricados de hormigón. En 2012, varios fabricantes de prefabricados de hormigón finlan-deses crearon un equipo con Senaatti, la compañía de gestión inmobiliaria estatal, contra-tistas generales líderes como, por ejemplo, Skanska, importantes oficinas de ingenieros y elproveedor de software Tekla. Formaron parte en un proyecto llamado BEC 2012, con el finde crear directivas de modelado y reforzar el papel del modelado 3D en la industria delos prefabricados de hormigón y crear condiciones más favorables para procesos de tra-bajo fluidos, colaboración y BIM [3]. En 2016, British Precast publicó una selección de PDTpara tubos, bloques, vigas de forjado y placas alveolares pretensadas, con el fin de fomen-tar un amplio debate con planificadores y empresarios sobre qué datos de productos sonnecesarios para BIM, nivel 2 [2]. Como muestra la tabla 2, ANDECE, la Asociación

Tabla 1: Ejemplo de un modelo de datos de productos para prefabricados de hormigón

Categorías de información

Modelo

Categoría de modelo

Versión del modelo

Descripción de la categoría

Datos de fabricante

Datos de la construcción

Datos geométricos

Datos de la aplicación

Datos de rendimiento

Otras informaciones

Sostenibilidad (6D)

Dat

os g

eom

étric

os

Info

rmac

ión

más

com

plet

a

Campos (modelado de elementos que se debe incluir)

Ladrillo ANDECE 40x20x20

Nombre de la pieza

V.1 (febrero de 2017)

Descripción

Empresa, página web, teléfono, dirección de correo electrónico, etc.

Tipo, modelo, material(es), color, etc.

Longitud, anchura, altura, peso, tolerancias u otrasdimensiones (generales o específicas)

Empleo conforme a lo previsto, indicaciones para el manejoy el montaje, funcionamiento y mantenimiento, etc.

Resistencia a la compresión (hormigón), resistenciaa la tracción (acero), resistencia mecánica, factoresdel concepto de seguridad, resistencia y reacciónal fuego, durabilidad, aislamiento acústico, etc.

Todas las armaduras, incluidos elementos de tensa-do detallados y modelados, dispositivos de eleva-ción, etc.

Carbono contenido, análisis del ciclo de vida(declaración ambiental del producto), porcentajede áridos reciclados/ secundarios, etc.

Recomendaciones

Identificación del tipo de producto(marca, código, etc.)

Por ejemplo el título de la norma EN quecubre el producto

Por ejemplo el ámbito de aplicación dela norma EN (capítulo 1)

Otros datos para la caracterización delproducto, también con número de refe-rencia externo siempre que sea necesa-rio (planos, imágenes, instrucciones,páginas web, etc.)

Por ejemplo características técnicas quese establecen en la norma del productoEN

Nivel de desarrollo elevado (LOD ≥ 350)

Información requerida por el sistema de certificación de la sostenibilidad(BREEAM, LEED, etc.)

Fig. 4: Viga en T prefabricada, invertida, LOD 200: Vista isométrica

Fig. 5: Viga en T prefabricada, invertida,LOD 400, incluido todos los elementos detensado y otras armaduras detallados ymodelados, con superficie, convexidad,chaflán, etc.



Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón española, ha publicado reciente-mente varias bibliotecas BIM en plataformas como BIMETICA, BIMobject y BIM&CO conel fin de presentar información detallada sobre prefabricados de hormigón y con ello mos-trar el camino a los miembros nacionales de cómo pueden convertir sus propios catálogosde productos en archivos BIM, con el fin de estar preparados para un contexto con solu-ciones BIM cada vez más numerosas. O la CPE (Construction Products Europe), que repre-senta los intereses de todos los fabricantes europeos de productos de la construcción, y queha desarrollado el llamado «Smart CE Marking», a fin de enlazar fácilmente los datosincluidos en el marcado CE con las hojas de las tablas BIM.

BIMobject Cloud ya incluye, por ejemplo casi 17 millones de productos, pero solo 23 deellos son prefabricados de hormigón. Esto muestra la ausencia generalizada de estos pro-ductos en las plataformas BIM, así como la necesidad de reforzar su presencia. Arquitectos,ingenieros, empresarios de la construcción, estudiantes o usuarios en general tienen acce-so libre a objetos BIM específicos de fabricantes y los utilizan en sus proyectos. El objetivode la presencia en estas plataformas también puede deberse a decisiones de marketing(estrategia digital).

Biblioteca BIM

BIMobject

NBS NationalBIM Library

SMARTBIM

BIMETICA

BIM&CO

BIMTOOL

Elementos prefabricados dehormigón

10 productos genéricos des-arrollados por ANDECE más13 artículos de marca

Lo más completo. Contienemás de 200 artículos demarca

27 productos, tanto genéri-cos como artículos de marca

10 productos genéricos des-arrollados por ANDECE

En preparación

14 productos genéricos

Enlace Marco geográfico

Principalmente enEuropa

Reino Unido

OriginalmenteEE.UU.

España yLatinoamérica,

OriginalmenteFrancia

Latinoamérica

Tabla 2: Visión global de los prefabricados de hormigón en varias bibliotecas BIM (fecha: febrero de 2017)

Enlace1) https://bimobject.com/es/andece 2) http://bimobject.com/es/product?brand=crh-concrete 3) https://www.nationalbimlibrary.com/object-types

4) http://library.smartbim.com/search?q=precast 5) http://bimetica.com/es/andece.html 6) https://www.bimandco.com/es 7) http://www.bimtool.com/Catalog.aspx?criterio=prefabricado

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

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Software BIM para elementos prefabricados

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Este año, ANDECE ha organizado un concurso entre estudiantesrelativo a la concepción de sistemas de prefabricados de hormigónque utilizan bibliotecas BIM [4], y ya estaba pensando en los futu-ros encargados de tomar decisiones de la industria.

Otras ventajas adicionales para los fabricantes de prefabricados de hormigón

BIM tiene un gran potencial para los fabricantes de prefabricadosde hormigón. Con BIM es posible reconocer con precisión toda lainformación que se necesita para calcular con exactitud un proyec-to (una estructura, una fachada, etc.) y fabricar todas las piezas(vigas y pilares, placas, etc.).

Pero la posibilidad de aplicación de la tecnología BIM dependepor completo del prefabricado de hormigón. Los prefabricados dehormigón no son tan simples como el acero de la armadura, y poreso no son tan sencillos de trasladar al software BIM. Los prefabri-cados de hormigón permiten realizar un diseño flexible y se pue-den adaptar a cualquier número de formas y configuraciones indi-viduales, por eso se deben registrar más parámetros cuando seintenta modelar los factores decisivos en la fabricación de prefa-bricados de hormigón. Tienen muchos detalles estándar o compo-nentes que se deben calcular con exactitud e introducir en un pro-grama de software. Se requieren muchas horas de trabajo con-cienzudo para adaptar los prefabricados de hormigón a BIM ypara aprovechar al máximo el potencial de este método.

Para los fabricantes de prefabricados de hormigón que finalmentehan optado por adoptar la tecnología BIM, en primer lugar esrecomendable analizar las diferentes ofertas de software y despuéselegir la más apropiada, teniendo en cuenta algunos aspectos,como los tipos de productos fabricados por ellos, sus capacidadesde producción, las funcionalidades del software y su interaccióncon otros productos de software, el servicio técnico al cliente para

aclarar cuestiones, las prestaciones realizadas por la empresa(desde el fabricante, hasta el suministro de toda la construcción)etc. Otra importante observación es la cuestión de cuánto tiempo ydinero se requiere en un principio para el personal de la empresa,con el fin de aprender el uso del software (una inversión que sepuede amortizar muy rápido), así como el número de las licenciasde software que se deben adquirir.

Tekla, por ejemplo, integra el diseño y la elaboración de los deta-lles en el sistema de gestión de la fabricación y del proyecto y con-densa todos los procesos de trabajo en la prefabricación, desde lalicitación, hasta el suministro. Así se pueden detallar las construc-ciones de prefabricados de hormigón, mejorar la elaboración dedocumentos, planificar y controlar la fabricación y detectar posi-bles problemas con el modelo que se va a construir.

Un ejemplo ilustrativo es el caso del fabricante de prefabricados dehormigón español PRECON, quien en 2014 comenzó a utilizarTekla y quien ha finalizado la introducción de herramientas BIMpara casi todos los procesos de trabajo, desde el diseño, hasta elsuministro de productos, implicando a todos los departamentos dela empresa: técnica, producción, logística e instalación. Uno de losproyectos recientemente realizados por PRECON ha sido el edifi-cio de IKEA en Alcorcón (Madrid), un enorme complejo con 235m de largo y 160 m de ancho, 3 plantas y completamente prefa-bricado, en donde se pusieron de manifiesto las ventajas de la apli-cación de BIM [5]:

- Estimación precisa y gestión de riesgos en la elaboración dela oferta.

- Se utilizaron antiguos modelos de BIM para mostrarle a IKEAtodas las disposiciones estructurales posibles del edificio y, deeste modo, facilitar la elección.

- Reducción de los errores de fabricación en un 70-80 % yreducción de la necesidad de trabajos de reparación.

- Aceleración del proceso de diseño, con reducción del tiempoen un 35 % en comparación con los métodos de trabajo ante-riores (CAD), lo que proporciona un notable ahorro de costes.

- Ahorro de un 50 % del tiempo en la elaboración de planosde los pedidos de producción.

- Conexión directa a las plantas de producción, transferenciade información eficiente, eliminación de errores humanos. Eneste sentido, la producción completamente automática de lasmallas de armadura se basó en modelos de piezas BIM de laoficina de planificación.

- Control absoluto con respecto a las cantidades de hormigón yde acero que se utilizan para cada pieza y para todo el pro-yecto.

- La información generada con BIM permite que la empresacoordine de forma mucho más eficiente el diseño, la fabrica-ción y los trabajos sobre el terreno y garantice el suministroconforme al esquema temporal.

- El avance de la producción y del montaje puede ser compro-bado en el modelo en todo momento por el cliente y por elfabricante de prefabricados de hormigón.

Otra importante contribución para el uso de BIM puede ser la utili-dad para dos o más fabricantes de prefabricados de hormigónque, siguiendo el mismo modelo BIM, colaboran en la misma cons-trucción, por ejemplo, cuando uno se encarga de la estructura, otrode la fachada y un tercero del diseño de la zona exterior. Puedeincrementar la competitividad cuando, como sector, se pueden ofre-cer soluciones globales y eficientes, aunque provengan de diferen-tes empresas.

Fig. 7: Descripción completa de una pieza y su desarrollo, desde el diseño del modelo 3D (BIM) hasta el envío

Fig. 6: Biblioteca de prefabricados de hormigón, desarrollada por ANDECE en BIMobject Cloud

Especificaciones(superficie, volumen,

peso, etc.)

Cantidades(N.º pos., cantidades)

Especificaciones (superficie, volumen, peso, etc.)

Perfil(Nombre)

GUID(Identificación)

Inclusiones(Nombre, tipo, canti-

dades, etc.)

Datos del plóter(Agujeros, orificios, cortes,

vanos, etc.)



Por otro lado, otros prefabricados de hormigón, especialmente laspiezas no constructivas, que están estandarizadas en general (ado-quines, bloques, tubos, etc.), obtienen menos ventajas con el uso deBIM. En este caso, el papel del fabricante de prefabricados de hor-migón se limita al de un simple proveedor que no participa en elresto de fases de la construcción, por lo que una adaptación a BIMse limitaría a trasladar su catálogo de productos a archivos BIM,que posteriormente serían utilizados por terceros (planificadores,constructores, etc.).

Finalmente hay que indicar que es probable que las herramientasCAD se sigan utilizando en la industria de los prefabricados de hor-migón, aunque su empleo se reduzca a simples planos para pro-cesos de producción y de ejecución.

Conclusiones

Es evidente que el camino a la total integración de BIM en la cons-trucción ya ha comenzado, y cada empresa participante debe ini-ciar su adaptación a este método con el fin de permanecer com-petitiva. Los fabricantes de prefabricados de hormigón deberían, almenos, trasladar todas sus piezas a archivos BIM y subirlos a unabase de datos. BIM se basa en la precisión de los componentes delos edificios y las infraestructuras, desde el diseño hasta la cons-trucción, e incluso el servicio al cliente durante el ciclo de vida, delmismo modo que se deben planificar, fabricar e instalar los siste-mas industrializados como estructuras y fachadas de prefabricadosde hormigón. Por este motivo se espera una creciente demanda desistemas de prefabricados de hormigón para proyectos de cons-trucción en los que se desea obtener eficiencia y cumplir los plazos,los costes o los criterios de sostenibilidad [6][7]. �

Bibliografía

[1] How far has BIM come in the precast concrete industry? NPCA. 2010http://precast.org/2010/07/how-far-has-bim-come-in-the-precast-concrete-industry/

[2] Product Data Templates (PDT) for BIM Launched. British Precast Concrete. 2016http://www.britishprecast.org/News-Events/2016/PRODUCT-DATA-TEMPLATES-(PDT)-FOR-BIM-LAUNCHED.aspx

[3] BIM in practice: consistent model information supports fabrication facilities and site work.CPI. 2014 https://www.cpi-worldwide.com/en/journals/artikel/37638

[4] ANDECE y el espacio BIM en edificación, en urbanización y en infraestructuras.http://premioandece.com/

[5] Caso de éxito de PRECON en la implantación de Tekla por Construsoft. 2017 http://cons-trusoft.es/experiencias/testimonios/

[6] El BIM en la construcción industrializada. Vídeo jornada técnica “Proyectando en BIM”. Alejandro López. 2017https://www.youtube.com/watch?v=14eRgwcYR9Q&feature=youtu.be

[7] Curso de Especialización – Especialidad en proyectos con soluciones constructivas con pre-fabricados de hormigón o concreto. Maestría Internacional de Soluciones Constructivascon Prefabricados de Hormigón o Concreto. ANDECE – STRUCTURALIA. 2015. www.capacitacionprefabricados.com

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