Product Data Template y especificaciones LOIN en el proyecto RecycleBIM

La filosofía del reutilizo se ha difundido finalmente también en el sector de la construcción. Minimizar el desperdicio de recursos, comenzando desde la fase de proyecto y planificando también la de demolición, es un nuevo desafío del que los técnicos ya no pueden escapar.

Una nueva perspectiva, por lo tanto, que dirige la mirada hacia una fase delicadísima del ciclo de vida de un edificio, es decir, la desactivación al término de su ciclo de vida.

Este enfoque tiene como objetivo gestionar de la mejor manera el fin de vida de las construcciones, interviniendo en la planificación del reutilizo y del reciclaje de los productos y materiales de construcción obtenidos en la obra tras la demolición.

El tema es interesantísimo y de extrema actualidad, no solo porque tiende a la plena eficiencia de los procesos de construcción (¡y de demolición, por cierto!), sino sobre todo por sus repercusiones beneficiosas en términos de sostenibilidad ambiental.

ACCA software está ofreciendo su contribución activa y propositiva a la causa, poniendo a disposición experiencia, recursos y tecnologías al servicio del proyecto RecycleBIM, importante iniciativa multinacional y multiactor, destinada a desarrollar un marco integrado para la circularidad de los materiales de construcción.

Para profundizar, lee también RecycleBIM: un paso adelante hacia la circularidad de los materiales de construcción.

BIM y reutilización de materiales

La gestión eficiente de los residuos de construcción y demolición (“Construction and Demolition Waste”, CDW) constituye un desafío crítico para el logro de los objetivos de sostenibilidad ambiental y reducción de residuos.

El uso de la metodología BIM, a través de la producción y gestión de modelos 3D digitales, el desarrollo de un sistema integrado para la planificación y el uso de herramientas de gestión BIM representa un cambio importante en la promoción de la circularidad de los materiales de construcción, clave del proyecto RecycleBIM.

Objetivos principales del RecycleBIM

Entre los objetivos principales de RecycleBIM destacan:

• la digitalización de la gestión de materiales: creación de modelos BIM que incorporan datos relacionados con la circularidad de los materiales, incluyendo métricas de reutilización, reciclabilidad e impacto ambiental;
• la optimización de los procesos de demolición: implementación de flujos de trabajo que favorezcan la deconstrucción selectiva y la planificación estratégica basada en datos;
• promoción de la interoperabilidad: utilización de estándares abiertos como el esquema IFC para garantizar el intercambio de información entre diferentes plataformas de software.

Para perseguir estos objetivos ha sido necesario, en primera instancia, comenzar con la definición de:

• modelos de plantillas de datos de producto (Product Data Template): elaborados sobre la base de los requisitos informativos en materia de circularidad, estas plantillas proporcionarán una guía detallada para la gestión de los datos relacionados con los materiales;
• especificaciones LOIN (Nivel de Necesidad Informativa): relativas a los principales elementos de construcción, estas especificaciones apoyarán el análisis del ciclo de vida (LCA: Life Cycle Assessment), la auditoría energética, el proyecto de demolición, el análisis de costos del ciclo de vida (LCC: Life Cycle Costing), así como la elaboración del inventario de materiales reutilizables o reciclables, utilizando la metodología BIM con herramientas aplicativas basadas en archivos en formato IFC.

En este artículo profundizaremos precisamente en estos dos aspectos.

Comparing circular and linear economy showing product life cycle

Product Data Template: Modelos de fichas de producto

Estructurar los datos de los productos de construcción de manera estandarizada y legible por máquinas es el primer paso para promover la circularidad de los materiales. Los PDT (Product Data Template) son fundamentales para intercambiar información durante el ciclo de vida de los edificios y permitir procesos como el reciclaje y la gestión sostenible de los residuos de demolición. Sin embargo, para maximizar su eficacia, es necesario armonizarlos con normativas internacionales y garantizar su adaptabilidad a contextos locales.

El concepto de Product Data Template ya se aborda en las normativas existentes, en particular en los estándares ISO 23386 e ISO 23387 (2020), desarrollados por el comité CEN/TC442. Un PDT representa una descripción de la información esencial sobre un producto, utilizada para intercambios informativos durante las fases de planificación, diseño, construcción o gestión de edificios. Las propiedades definidas en el PDT pueden agruparse por dominio de uso (por ejemplo, datos de rendimiento o de mantenimiento) o por tipo de características (geometría, indicadores ambientales).

Sin embargo, actualmente los conjuntos de datos existentes para los productos de construcción no estandarizan adecuadamente los datos alfanuméricos necesarios para la circularidad de los materiales de construcción. No existe una definición completa de la estructura, tipo y cantidad de datos requeridos para favorecer la circularidad. Este problema se atribuye a la ausencia de regulaciones normativas específicas y a una escasa comprensión de las necesidades informativas de los interesados.

Estructura de un Product Data Template

Los datos del PDT están organizados en una jerarquía que incluye entidades del modelo (por ejemplo, ventanas, puertas, etc.), propiedades y atributos.

Las propiedades describen las características de un objeto, mientras que los atributos asignan valores específicos a dichas propiedades (por ejemplo, la superficie de una pared). Los pasos para crear un PDT incluyen la recolección y normalización de parámetros, la organización en categorías (por ejemplo, datos geométricos, de sostenibilidad) y su estructuración.

Un aspecto crucial es mantener los Product Data Template actualizados a través del feedback de profesionales del sector y asegurar la legibilidad de la información mediante conexiones a diccionarios de datos interoperables.

Para los flujos de trabajo circulares, los PDT se vuelven esenciales al asociar materiales y productos de construcción a su reciclabilidad, reutilización o eliminación responsable. Ya existen propuestas, como el «Product Circularity Datasheet» (PCDS), que incluyen propiedades específicas para la circularidad (composición, indicaciones para el desensamblaje y reutilización, etc.). Estas soluciones también deben ser adecuadas en términos de interoperabilidad para garantizar la legibilidad, el intercambio y la gestión a lo largo del tiempo, por parte de todos los interesados.

Definición del nivel de necesidad informativa (LOIN) en el proyecto RecycleBIM

Otro aspecto fundamental del proyecto RecycleBIM ha sido la definición del Nivel de Necesidad Informativa (LOIN) que establece la granularidad y el grado de detalle de la información que debe asociarse a cada objeto del modelo, necesaria para cada fase del ciclo de vida del proyecto. Basándose en la norma EN 17412-1, el LOIN se ha aplicado en diferentes contextos:

• modelado geométrico: representaciones 3D de los elementos constructivos, con especificaciones sobre la complejidad geométrica para la cuantificación de materiales;
• datos alfanuméricos: uso de Product Data Template (PDT) para garantizar la legibilidad por parte de las máquinas y la uniformidad de la información;
• documentación: conexión de conjuntos de datos a declaraciones ambientales de producto (EPD) y otras fuentes documentales para apoyar la evaluación de la circularidad.

El nivel de detalle requerido para la de-construcción puede variar según las necesidades y puede ir desde una representación simplificada, para obtener una cuantificación aproximada, hasta un nivel de detalle mayor, para un análisis más detallado de los materiales.

El concepto de granularidad en LOIN

Modelado geométrico

La representación geométrica de los componentes se realiza principalmente en 3D para permitir la cuantificación de los materiales en función de su volumen. Sin embargo, en algunos casos, como para las ventanas o las puertas, el detalle en 3D puede no ser necesario y pueden ser suficientes representaciones 2D (superficie) para facilitar la cuantificación.

La geometría debe estar suficientemente detallada para permitir la cuantificación de los materiales y la comprensión de sus características, sin necesidad de un modelado excesivamente complejo y detallado como el destinado a la visualización.

Si, de hecho, un edificio se considera un recurso para la recuperación de materiales, su representación digital debe permitir una gestión precisa de los componentes individuales, tanto a nivel de materiales como de productos.

Por ejemplo, cuando se trata de productos compuestos por un solo material (como el cemento o los revestimientos), la representación del material y de la geometría coincide. Sin embargo, en el caso de productos compuestos por materiales heterogéneos, la gestión de la información debe ser más detallada y diferenciada, ya que la separación de los materiales y su recuperación requieren un enfoque integrado que combine la información relacionada tanto con los materiales como con los productos.

Por ejemplo, la geometría de una pared puede representarse como una forma simple (rectangular) que define la forma externa, sin entrar en los detalles relativos a las conexiones entre elementos. Sin embargo, si las conexiones entre los componentes (como en el caso de un techo con una pared) influyen en la cantidad de material, es necesario representarlas con mayor detalle.

Datos alfanuméricos

Cada objeto en el modelo BIM debe ser identificado de manera única a través de:

1. Código derivado de un esquema estándar, por ejemplo, utilizando clasificaciones como:
   • Uniclass: un sistema internacional para la clasificación de objetos edilicios. Un ejemplo de código podría ser Pr_30_59_98 para unidad ventana;
   • Omniclass o ISO 12006-2: otros estándares difundidos en el sector para garantizar una integración homogénea en las bases de datos.
2. Asociación a la clase IFC apropiada, por ejemplo:
   • IfcWall para las paredes;
   • IfcDoor para las puertas;
   • IfcWindow para las ventanas;
   • etc.

Esta identificación estandarizada es crucial para garantizar que los datos puedan ser utilizados y compartidos sin ambigüedades entre actores y software diferentes.

Detalles de materiales

Para cada componente del modelo, es esencial incluir detalles sobre los materiales que lo componen, entre los que se incluyen:

• tipo de material: especificar si se trata de cemento, vidrio, metal, madera, plástico, etc.;
• características del material: peso y volumen total;
• contenido reciclado: el porcentaje de material reciclado presente en el componente;
• tratamientos químicos: eventuales procesos o sustancias aplicadas al material (por ejemplo, pinturas o selladores);
• datos ambientales: vincular el material a declaraciones de sostenibilidad como:
  • EPD (Environmental Product Declaration): proporciona información sobre el impacto ambiental del material durante el ciclo de vida;
  • DoP (Declaration of Performance): declaración sobre el rendimiento técnico y ambiental del material.

Finalmente, también se necesitan información de circularidad, para facilitar la recuperación y reutilización de los materiales, como:

• trazabilidad de los materiales y componentes: información sobre el fabricante, año de fabricación, condiciones de uso;
• conexiones a mercados secundarios: cada componente debe estar documentado de manera que pueda ser fácilmente integrado en bases de datos o marketplaces para materiales de recuperación;
• estado del material: especificar si un material es reutilizable sin tratamientos, reciclable previa elaboración o debe ser desechado en un vertedero.

Uso de Product Data Template (PDT)

Para organizar los datos alfanuméricos de los objetos, haciéndolos legibles tanto por humanos como por máquinas, es conveniente el uso de PDT, modelos estandarizados que incluyen:

• información obligatoria: datos mínimos necesarios para identificar y evaluar el objeto;
• propiedades opcionales: información adicional útil para análisis específicos (ej. aislamiento térmico, resistencia estructural).

Los PDT están alineados con estándares internacionales como la ISO 23387, que promueve la estructuración de datos para la interoperabilidad.

Además, un diccionario de datos se utiliza para garantizar que los términos y las propiedades alfanuméricas estén definidos y estandarizados de manera única. Esto asegura:

• uniformidad en la terminología;
• interoperabilidad entre plataformas.

La información alfanumérica se integra directamente en el modelo BIM o en las bases de datos correspondientes. Por ejemplo:

• atributos de un objeto BIM: cada pared, puerta o ventana en el modelo tendrá un conjunto de información alfanumérica asociada, visible directamente en el objeto;
• tablas y hojas de datos: los datos alfanuméricos pueden ser exportados a hojas de cálculo o tablas para análisis externos.

En resumen, los contenidos alfanuméricos representan el corazón de la documentación para la planificación de la demolición y la recuperación de materiales ya que:

• mejoran la trazabilidad de los materiales;
• facilitan la interoperabilidad entre sistemas;
• facilitan la reutilización y el reciclaje, contribuyendo a los objetivos de sostenibilidad y circularidad.

Documentación

En este contexto, la documentación no se limita solo a registrar información alfanumérica o geométrica, sino que también incluye una serie de información que apoya la correcta gestión, evaluación y planificación de las actividades de demolición y reciclaje. La documentación puede comprender una variedad de información que abarca desde la fotografía hasta el análisis ambiental de los materiales, y es esencial para facilitar la transición hacia una construcción más sostenible y circular.

1. Fotografías y escaneos del sitio

Fotografías del edificio o de sus componentes: las imágenes son herramientas visuales que permiten documentar el estado actual del edificio, antes de la demolición. Las fotografías sirven para resaltar cualquier característica particular, como la disposición de los componentes, la condición de los materiales y la accesibilidad a las diferentes áreas.

Estas imágenes pueden ser cargadas en el modelo BIM como enlaces a los respectivos recursos alfanuméricos, facilitando la referencia visual a los componentes descritos en el modelo.

Escaneos 3D (por ejemplo, mediante escaneo láser o fotogrametría): un escaneo tridimensional del sitio permite obtener una representación precisa y detallada del edificio, destacando la geometría y la posición exacta de los objetos a demoler. Estos escaneos son fundamentales para tener una base de datos geométrica sólida para la planificación de la demolición.

2. Documentación histórica y de proyecto

Datos históricos de los materiales y componentes utilizados: la documentación histórica puede incluir detalles sobre la construcción del edificio, como el tipo de materiales empleados, los métodos de construcción, eventuales tratamientos aplicados a lo largo del tiempo, etc. Esta información es crucial para determinar el potencial de reciclaje de los materiales o la presencia de sustancias peligrosas (como amianto, pinturas tóxicas, etc.).

Planos y esquemas arquitectónicos originales: los planos originales del edificio pueden ser utilizados para comprender mejor la disposición de los espacios y la estructura portante. Estos documentos son importantes también para determinar cómo los componentes edilicios han sido ensamblados y para diseñar la demolición de manera segura y eficiente.

Informes de mantenimiento e inspección: informes relacionados con intervenciones de mantenimiento realizadas a lo largo del tiempo pueden revelar el estado de conservación de algunas estructuras y materiales, como el refuerzo de cimientos o techos, o el uso de tecnologías particulares de impermeabilización. Estos datos pueden influir en las decisiones sobre los métodos de demolición o reciclaje.

3. Documentación Ambiental

Declaraciones ambientales de producto (EPD)

Las EPD (Environmental Product Declarations) son declaraciones voluntarias que proporcionan información sobre el impacto ambiental de un material o producto a lo largo de su ciclo de vida, desde la producción hasta la eliminación. En el contexto de un edificio a demoler, la inclusión de EPD proporciona detalles sobre:

• impacto de las materias primas utilizadas (por ejemplo, las emisiones de CO2 asociadas a la producción de cemento o acero);
• durabilidad y rendimiento de los materiales durante su vida útil;
• opciones de eliminación o reciclaje, por ejemplo, si es fácilmente reciclable o si debe ser tratado de manera específica para reducir el impacto ambiental.

Declaración de rendimiento (DoP)

La Declaración de Rendimiento (DoP) proporciona información específica sobre las características de rendimiento de un material o componente de construcción, como la resistencia estructural, el aislamiento térmico o acústico, la durabilidad, la resistencia al fuego y otras características técnicas. Estos datos son particularmente importantes para:

• evaluar si un componente de construcción puede ser reutilizado sin modificaciones;
• identificar materiales que podrían necesitar tratamientos específicos antes de ser reutilizados.

4. Documentación para la planificación de la demolición

Documentación para el «lean deconstruction»

La lean deconstruction es un enfoque que se centra en la optimización de los procesos de demolición para reducir costos, tiempos y residuos. Para implementar este enfoque, se necesitan:

• planes detallados de eliminación y recuperación de materiales;
• programación de las fases de demolición.

5. Enlace entre documentación y modelo BIM

La documentación debe estar vinculada al modelo BIM de manera que toda la información alfanumérica, geográfica e histórica sea accesible en tiempo real:

• enlace fotográfico a los componentes en el modelo BIM: las imágenes y escaneos pueden estar vinculados a los componentes individuales, permitiendo a los técnicos visualizar el aspecto físico del objeto directamente dentro del modelo digital;
• integración de las declaraciones ambientales y de la información sobre los materiales: los documentos EPD y DoP pueden estar vinculados a los objetos en el modelo BIM para una fácil consulta durante las fases de diseño de la demolición.

6. Creación de una base de datos de materiales

Una vez que los materiales y componentes del edificio han sido identificados, se puede crear una base de datos central para monitorear:

• la disponibilidad de los materiales para reutilización;
• la composición y calidad de los materiales reciclables;
• las oportunidades de revender o poner a disposición los materiales para un uso posterior.

Estos son los pasos iniciales imprescindibles para iniciar un proyecto de gestión, reutilización, reciclaje o eliminación de los materiales provenientes de las demoliciones.