BIM, BEM: del BIM (Building Information Modeling) al BEM (Building Energy Model), el modelo energético de las instalaciones del edificio
BIM, BEM: la metodología BIM aplicada a la prestación energética representa una revolución. Este es el modelo energético de las instalaciones del edificio (BEM – Building Energy Model)
El BIM es un término que se escucha cada vez con más frecuencia, en el sector de la construcción, pero no todos los profesionales de la construcción saben exactamente qué es el BIM.
Mucha gente asocia el BIM a un software, pero es importante aclarar que el BIM es una metodología, que permite la gestión completa de todo el ciclo de vida de un proyecto.
El BIM no es sólo modelado geométrico (BIM 3D), es un enfoque más amplio que también se refiere a otras dimensiones del BIM, que permiten un modelado completo también desde el punto de vista de los costes, el tiempo, la capacidad de ejecución, la sostenibilidad, etc.
Todos los profesionales implicados en un proyecto BIM, pueden colaborar e intercambiar información en tiempo real, lo que supone una importante reducción del tiempo de diseño, desarrollo, gestión y ejecución del proyecto. Esta es sólo una de las ventajas evidentes del BIM aplicado al mundo de la construcción.
Trabajar con la metodología BIM quiere decir crear un modelo virtual de la edificación y tener la posibilidad de realizar todas las acciones necesarias (desde la fase de diseño, ejecución, hasta la de gestión) en el modelo, logrando predecir el comportamiento real de la edificación.
En práctica es posible efectuar simulaciones en el modelo virtual, prediciendo la respuesta en el modelo real. Esto genera una ventaja enorme, sea en términos de tiempo que de costes.
Además, evaluar los efectos de las posibles intervenciones en el modelo virtual permite definir de manera objetiva cual será la mejor acción de mantenimiento.
Del átomo al bit: Digital Twin, Big Data e IoT
Nace de esta forma el Digital Twin (gemelo digital): una copia exacta, un modelo virtual, de un objeto real sobre el cual es posible realizar pruebas, evitando así posibles problemas y/o errores.
La comprobación de cada fase de forma preventiva nos lleva a una eficacia de todo el proceso.
El concepto de Digital Twin es la base de la revolución Industrial 4.0.
El curso de la evolución tecnológica se caracteriza por el movimiento de los átomos a bits. Las razones son relacionadas al menor costo de los bits, sea en términos de almacenamiento que de elaboración. En práctica, resulta más conveniente realizar acciones en un bit (modelo virtual) que sobre los átomos (objeto real).
Por ejemplo, una empresa que fabrica coches, en vez de desarrollar prototipos de carrocería y probarlos en túneles de viento, podría crear un modelo digital en el cual efectuar todas las pruebas y simulaciones necesarias para poder obtener un buen proyecto.
Cuando el Digital Twin recibe los datos, es capaz de simular la situación operativa, detectar posibles fallos y corregirlos.
Este es el ejemplo de Tesla que todos los días recibe información de sus autos. Cientos de coches comunican hacia donde se están dirigiendo, los obstáculos identificados en el camino y el funcionamiento del motor. Esta enorme cantidad de datos (Big Data) permite construir un mapa constantemente actualizado de las carreteras y verificar la presencia de fallas estructurales dependientes del diseño información que involucra a muchos automóviles.
Un Digital Twin para los edificios
Podemos transferir este concepto a una edificación, aprovechando el modelo digital puesto a disposición por la metodología BIM.
Es posible, después de haber realizado el edificio, dotarlo de sensores de distintos tipos, que cada día son más accesibles en términos de costes.
Pensamos a los siguientes sensores a ser colocados en los diferentes ambientes según sus características funcionales:
- sensores de temperatura
- sensores de humedad
- sensores de presión
- sensor de calidad del aire
- dispositivo de control del consumo energético
- dispositivo de control del consumo eléctrico
- sensor de luminosidad
- etiquetas y sensores de proximidad
- sensores de control de acceso
- etc.
Estos sensores generarán una considerable cantidad de datos, que podrán ser trasferidos en tiempo real al modelo virtual del edificio.
El modelo virtual del edificio analiza todos estos datos, y determina el funcionamiento correcto de las instalaciones en cada momento y de todos los componentes, asegurando confort y bienestar.
La misma tecnología IoT (Internet of Things) se adapta a este tipo de aplicación. El internet de las cosas, de hecho, permite a los objetos dialogar entre ellos, con la posibilidad de interactuar con la red y transferir datos e información.
Para que el internet de las cosas (IoT) funcione de manera correcta y que sea útil a nuestro objetivo, es importante procesar, recoger y analizar todos estos datos en tiempo real (por ejemplo, desde sensores, semáforos y desde cualquier dispositivo IoT conectado).
De ahí la necesidad de sistemas integrados entre big data, bases de datos NoSQL y datos IoT.
Modelo virtual del edificio y su rendimiento energético, llega el BEM
Con el modelo digital podemos crear un modelo virtual del edificio que además de los datos geométricos contenga la información energética, con instalaciones, tipos de aislamiento, revestimiento opaco, estructuras en vidrio, suministros de energía, datos climáticos, aportes internos, aspectos y características de la calefacción, enfriamiento y ventilación.
En este caso podemos hablar de un verdadero modelo energético de las instalaciones del edificio, que permite disfrutar todo el potencial del BIM.
Mediante el modelo energético, el diseñador puede efectuar el análisis necesario en las distintas fases del proyecto, para prever y comprender cual será el comportamiento real que tendrá la edificación. Individuando así una óptima solución de diseño.
Es importante introducir el acrónimo BEM, Building Energy Model, que identifica el modelo energético del edificio, y permite transferir las ventajas de su aplicación en el ámbito de la termotecnia y el rendimiento energético.
Este tipo de modelo abre las puertas a cualquier tipo de escenario, también el más innovador en términos de:
- diseño
- ejecución
- control
- gestión
- mantenimiento
