Cómo desarrollar un modelo BIM de un edificio histórico

Cómo realizar el modelo 3D de un edificio histórico y desarrollar el proyecto de recuperación con el apoyo de la tecnología BIM

¿Necesitas desarrollar el modelo BIM 3D de un edificio histórico? ¿Te dedicas a la restauración y recuperación de edificios existentes?

En este artículo, te diré cómo utilizar la tecnología BIM para desarrollar un proyecto de restauración completo de un edificio histórico: desde el modelado 3D al análisis de la degradación, hasta la identificación de las intervenciones del proyecto y la integración con el modelo estructural y de instalaciones.

También te mostraré un caso práctico realizado con Edificius, el software ACCA para el diseño arquitectónico.

Si quieres modelar un edificio histórico, descarga Edificius gratis y sigue mis instrucciones.

Qué es HBIM

A estas alturas lo sabemos, el BIM (Building Information Modeling) nació como una metodología operativa para gestionar procesos de:

• programación
• diseño
• ejecución
• mantenimiento

de una infraestructura a través de un modelo de información que contiene toda la información relativa a todo su ciclo de vida, desde el diseño, la construcción, hasta su demolición.

Este planteamiento también se aplica en el campo de los edificios históricos, dándose a conocer como Heritage o Historical Building Information Modeling, en resumen HBIM.

Gracias al desarrollo de HBIM, es posible crear modelos detallados de edificios históricos con objetos inteligentes, es decir, con información sobre el edificio, sus componentes y todas sus características, que pueden actualizarse, sustituirse e implementarse con el tiempo. Además del modelado, HBIM te permite realizar análisis detallados y completos del estado actual: relieve del material, identificación de fenómenos de degradación, etc.

Desarrollo de un modelo BIM de un edificio histórico: ortofotografía con patrón de fisuras

Es importante destacar que HBIM es un proceso aplicado a edificios existentes, ya sean monumentos con importancia histórica-artística o casas comunes del siglo pasado, y por tanto amplía enormemente el campo de acción del método BIM, porque aumenta también su uso para crear modelos de edificios existentes.

El potencial de BIM para los edificios existentes

Hasta el momento, HBIM no ha tenido una gran difusión en el ámbito profesional, debido a la falta de normativas compartidas y flujos de trabajo estandarizados, pero sobre todo a las dificultades relacionadas a las fases de modelización y de recuperación de información. De hecho, modelar un edificio histórico significa tener en cuenta elementos que no se pueden estandarizar y que no se pueden localizar en librerías predefinidas, deformaciones, irregularidades, incertidumbres sobre las técnicas de construcción, la presencia de fenómenos de degradación, etc.

Actualmente, muchos software se están adaptando a estas necesidades para gestionar completamente todo el proceso de digitalización del patrimonio edilicio existente.

Edificius, por ejemplo, tiene un nuevo entorno específico para HBIM, con una librería especifica de objetos típicos de la construcción histórica y editores que se adaptan de manera flexible a las especificidades de cada caso individual:

• Editor de bóvedas: diseñar bóvedas de distinto tipo utilizamos las nuevas herramientas especificas (cañón, cañón rampante, cuarto de cañón, claustro, claustro con baso poligonal, aristas, aristas con baso poligonal, cúpula, vaída, luneto, corte horizontal y corte vertical)
• Nervio – para insertar la nervadura tanto en el intradós como en el trasdós de la bóveda de forma manual o automática gracias al uso de la varita mágica
• Forjado de madera: crear y personalizar un forjado de madera, estableciendo el grosor del forjado, la sección, el espaciado y la rotación de las vigas
• Área de degradación: el editor que define la superficie degradada a la cual asociar un determinado material
• Lesión : el editor específico para identificar y resaltar las lesiones presentes en un elemento de específico del edificio
• Ortofotografía: asociar una ortofotografía a un elemento del edificio y obtener una representación fiel al estado actual y completa de la información del material.

Objetos paramétricos Edificius HBIM

Con estas herramientas, es fácil superar las dificultades relacionadas con el modelado (incluso en presencia de fuertes irregularidades, decoraciones elaboradas, sistemas constructivos en desuso) y aprovechar al máximo ​​todas las ventajas de HBIM​​:

• elaboración del modelo 3D en poco tiempo
• uso de objetos paramétricos inteligentes
• gestión de documentos y datos
• mayor control del proyecto y de las campañas de investigación y análisis
• intercambio de información y de modelos
• programación de las operaciones de mantenimiento
• conservación del patrimonio
• creación de bases de datos que se pueden actualizar
• aplicación de tecnologías avanzadas como la realidad virtual aumentada.

Cómo desarrollar el modelo BIM de un edificio histórico: flujo de trabajo del proyecto HBIM

Generar el modelo BIM 3D de un edificio histórico te permite tener todos los beneficios de BIM en el proyecto de restauración.

Entonces veamos cómo desarrollar el modelo 3D y el proyecto de restauración de un edificio histórico con la metodología HBIM.

En resumen, los principales pasos a seguir son:

• estructurar el ACDat (entorno de intercambio de datos)
• recopilación de datos, informaciones y documentación histórica
• gestión e intercambio de la documentación recopilada en plataformas colaborativas
• estudio fotográfico y edición fotográfica
• levantamiento topográfico realizado con el apoyo de diferentes tecnologías (desde las más tradicionales como la cinta métrica, niveles y escuadras; hasta las más avanzadas como el escáner láser, estación total, levantamiento fotogramétrico, etc.)
• tipo de materiales
• modelado 3D del estado actual con BIM Authoring
• compartición del modelo en plataformas colaborativas
• estudio del diseño funcional del estado actual
• análisis de la degradación directamente en el entorno HBIM
• análisis estratigráfico y sobre las fases constructivas de la estructura en el entorno HBIM
• estudio del patrón de fisuras y de la cinemática en curso
• diseño de las investigaciones y ensayos a realizar
• identificación de las intervenciones del proyecto
• integración con software BIM de ingeniería estructural y de instalaciones
• modelado 3D del proyecto
• verificación del diseño en tiempo real o realidad virtual (VRi)
• cálculo métrico automático del modelo 3D
• elaboración de gráficos y planos.

Para conocer más, te muestro un caso práctico desarrollado con Edificius.

Caso práctico con Edificius

El ejemplo práctico que te muestro, es un proyecto de digitalización de un edificio residencial de principios del siglo XX.

La primera operación que se realiza en campo es el levantamiento y la toma de datos geométricos realizada a través del láser escáner 3D. El resultado es una nube de puntos, que contiene información de naturaleza geométrica (las coordenadas en un sistema de referencia conocido) y de carácter colorimétrico, ya que cada punto está asociado a un color especifico obtenido de una foto tomada por el instrumento durante el escaneo.

Los datos del levantamiento se importaron a Edificius para su modelado en el entorno BIM y la construcción del modelo geométrico del edificio.

Antes de comenzar el modelado, se han establecido los niveles (entresuelo, primera planta, hasta el tejado) y los subniveles con sus alturas, se ha importado el terreno con las curvas de nivel directamente desde Google Maps utilizando la característica adecuada.

Gestión de niveles de Edificios históricos HBIM

El modelado del edificio fue facilitado por los objetos paramétricos del entorno Edificius HBIM que permiten reproducir los elementos característicos de la arquitectura histórica (bóvedas, forjados en madera, nervaduras, etc.).

Se modelaron los muros exteriores, las ventanas, los balcones y todos los detalles arquitectónicos presentes en la fachada (molduras, capiteles, pilastras, etc.).

Una vez completado el modelo 3D, se compartió todo el material útil para el proyecto mediante la plataforma colaborativa usBIM. De esta forma, los datos del edificio pueden ser consultados por todo el equipo. Se exportó el modelo IFC del edificio y se inició la integración con el software EdiLus, para evaluar los cálculos estructurales. El flujo de trabajo estructural prevé en breve:

• reconocimiento automático de los objetos arquitectónicos en objetos EdiLus
• modelado estructural
• modelo FEM
• asignación de las restricciones
• definición de las cargas
• análisis estructural.

Paralelamente al análisis de la estructura, se elabora la caracterización material y la valoración del estado de conservación de la decoración de la fachada. Todo esto facilitado por la importación de la malla texturizada obtenida del levantamiento y aprovechando todo el potencial del comando ortofotografía, que permite superponer las fotos editadas de las elevaciones a analizar en el modelo 3D. En la ortofotografía se han identificado las zonas afectadas por los distintos fenómenos de degradación. Edificius también genera automáticamente la leyenda que permite interpretar las redes asociadas a las distintas manifestaciones de la degradación.

Análisis de degradación con Edificius

A diferencia de un proceso realizado con el método tradicional, la tecnología HBIM ofrece la ventaja de crear y actualizar periódicamente la base de datos de información sobre el estado de conservación del inmueble y de crear un archivo compartido y en constante evolución. Gestionando el proyecto con usBIM, de hecho, es posible obtener las siguientes ventajas:

• facilidad de consulta, transmisión y gestión del estado de conservación a lo largo del tiempo
• redacción de fichas de degradación, útiles para la identificación de patologías y análisis de diagnóstico
• definición de un protocolo a respetar, para cada intervención de restauración a realizar integrado en la plataforma usBIM.

(las novedades de Edificius en HBIM son parte del proyecto BIM ReCult cofinanciado por la Unión Europea, el Estado italiano y la región de Campania como parte del POR Campania FESR 2014-2020)