Análisis estructural BIM: el potencial del BIM en la ingeniería estructural
El análisis estructural BIM, potenciado por IfcStructuralAnalysisDomain, simplifica el diseño y mejora la fiabilidad de los resultados. Descubre todas sus potencialidades y ventajas
Muy a menudo tendemos a asociar la metodología BIM a los simples procesos de diseño arquitectónico de los edificios. En realidad, el BIM se basa en un enfoque colaborativo que involucra diversas disciplinas e influye inevitablemente también en la ingeniería estructural.
En este artículo quiero concentrarme en el análisis estructural BIM. De hecho, aquí descubrirás cómo el Building Information Modeling apoya a los profesionales del sector en la formulación de proyectos lo más coordinados y optimizados posible.
Índice
¿Qué es el análisis estructural BIM?
Por análisis estructural BIM se entiende un proceso destinado a la definición del comportamiento estructural de un edificio, a través de la implementación del correspondiente modelo analítico en entorno BIM.
Consideremos los siguientes dos modelos de una obra:
- el modelo físico que describe las características geométricas y las propiedades de los componentes individuales (arquitectónicos y estructurales);
- el modelo analítico que proporciona una representación simplificada de la estructura, esquematizando todos los componentes en una serie de elementos unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales, y definiendo las correspondientes condiciones de carga y de restricción.
La aplicación de la metodología BIM al análisis de las estructuras garantiza el vínculo bidireccional entre estos dos modelos, y permite al diseñador evaluar diferentes soluciones estructurales ya desde la fase preliminar del proyecto, haciendo más rápido y eficiente todo el proceso.
BIM y análisis estructural: interconexión modelo físico modelo analítico
La simulación del modelo analítico dentro de un software BIM para el cálculo estructural, permite analizar la respuesta de todo el sistema (o de una parte de él) a las cargas aplicadas, en términos de distribución de las fuerzas internas, momentos, tensiones, deformaciones y desplazamientos.
¿Cómo utiliza el BIM el análisis estructural?
El análisis estructural BIM está destinado al diseño de un sistema que sea capaz de resistir las fuerzas aplicadas, a lo largo de su vida útil. Esto requiere que los componentes estructurales y los materiales utilizados estén definidos de manera que satisfagan los requisitos de seguridad previstos. La creación de modelos BIM, constituidos por objetos paramétricos extremadamente interconectados, simplifica enormemente la actividad del diseñador, ayudándolo a tener una visión más completa y consciente del proyecto.
El flujo de trabajo normalmente adoptado en el análisis estructural BIM prevé:
- la generación del modelo arquitectónico de la obra dentro del software de BIM Authoring, y su posterior exportación en formato interoperable;
- la importación de este modelo en el software para el cálculo estructural en el que, sobre la base del sistema arquitectónico, se diseñará la parte estructural correspondiente.
El paso de la información se basa en el uso de formatos abiertos estandarizados, como el IFC (Industry Foundation Classes). Este es capaz de garantizar la integridad de los datos transmitidos. La interoperabilidad entre los diferentes software, además, permite al estructurista reportar los resultados del análisis realizado en el modelo federado.
Gracias a la introducción de herramientas cada vez más avanzadas y estandarizadas como IfcStructuralAnalysisDomain, la interoperabilidad entre los diversos actores y software involucrados alcanza niveles aún más altos.
Los 5 principales beneficios del BIM en el análisis estructural
Utilizando la metodología BIM, los diseñadores de estructuras son capaces de tomar decisiones más informadas y realizar modificaciones continuas al modelo sin comprometer su integridad. Pero el análisis estructural BIM también ofrece beneficios adicionales:
1. Aumento de la productividad
La creación de modelos informativos BIM permite automatizar el proceso de análisis estructural y obtener un ahorro significativo en términos de tiempo y costes.
2. Mejor coordinación y colaboración
El enfoque colaborativo típico de la metodología BIM, basado en el uso de plataformas interoperables, apoya al diseñador encargado del análisis estructural en la constante comparación y en la compartición de resultados con los otros actores involucrados (arquitectos, ingenieros, técnicos, etc.). La coordinación entre las diferentes disciplinas también permite verificar y resolver preliminarmente posibles interferencias, mejorando la calidad general del proyecto.
3. Mayor eficiencia
A diferencia de los métodos de diseño tradicionales, el BIM centraliza toda la información dentro de un modelo federado. El estructurista, por lo tanto, puede acceder más fácilmente a los datos de su interés y, gracias al uso de software BIM dedicados al cálculo estructural, es capaz de generar y compartir de manera más eficiente la documentación relativa a los resultados.
4. Visualización y representación optimizadas
El modelado BIM permite generar rápidamente renderizados y animaciones, que simplifican la evaluación de escenarios complejos y hacen la comunicación más directa y efectiva. Estas simulaciones ayudan al diseñador a prever el comportamiento y el rendimiento de una estructura, y a evaluar posibles soluciones alternativas.
5. Reducción de errores y mejor calidad del proyecto
El BIM ofrece a los diseñadores la posibilidad de actualizar constantemente y automáticamente el modelo, en una perspectiva de diseño integrado. El modelo BIM, por lo tanto, garantiza que toda la información sea coherente y coordinada, y permite identificar errores e incompatibilidades estructurales ya en la fase de diseño, antes de la construcción efectiva de la obra.
Análisis estructural BIM: los beneficios
IfcStructuralAnalysisDomain: la nueva frontera del análisis estructural en el BIM
A completamiento de las ventajas enumeradas, el esquema IfcStructuralAnalysisDomain representa un paso adelante para integrar eficazmente el análisis estructural en el proceso BIM.
El esquema IfcStructuralAnalysisDomain aporta una innovación significativa en la integración entre modelado BIM y análisis estructural. Diseñado para consolidar la información ingenieril dentro del contexto edilicio, permite conectar estrechamente los elementos estructurales con sus hipótesis de diseño. El objetivo principal es hacer que la información estructural sea transparente y accesible también para otros dominios relacionados.
IfcStructuralAnalysisDomain se centra en:
- definición de modelos de análisis estructural: planaridad y tridimensionalidad pueden ser representadas para apoyar aplicaciones de análisis estructural;
- elementos estructurales complejos: curvas estructurales rectas o curvas, superficies estructurales planas o curvas, con puntos de conexión, soportes y juntas;
- cargas y combinaciones: gestión de cargas puntuales, lineales, superficiales y térmicas, con asignaciones a grupos, casos y combinaciones de carga;
- modelos analíticos múltiples: posibilidad de representar múltiples modelos analíticos para describir diferentes partes o aspectos de la estructura, incluyendo relaciones de dependencia entre modelos;
- resultados de análisis: representación de fuerzas y desplazamientos derivados del análisis.
¿Qué no incluye el esquema?
El esquema aún no incluye el soporte para:
- Análisis dinámicos;
- Cargas de precompresión;
- Topologías de los elementos finitos;
- Detalles de las mallas a los elementos finitos o tensiones y deformaciones.
Gracias a la estandarización ofrecida por el IFC, IfcStructuralAnalysisDomain facilita el intercambio de información entre software de BIM Authoring y herramientas de cálculo estructural, mejorando la interoperabilidad y la calidad general del proyecto.
Conclusión
Si eres un ingeniero estructural, mi consejo es que confíes en un software de cálculo estructural BIM, que simplifica el proceso de modelado y te proporciona resultados confiables y altamente profesionales. No esperes más, puedes descargar de inmediato una versión de prueba gratuita por 30 días y experimentar todas las ventajas de las que te he hablado.
