¿Qué es el IoT en el BIM?

La evolución del BIM hace que el proceso de diseño sea cada vez más eficaz, pero también el de gestión y monitoreo de una obra. Existen muchas nuevas tecnologías, como por ejemplo el IoT (internet de las cosas), que se complementan con el BIM y amplifican aún más su potencial.

¿Qué es el IoT en el BIM? ¿Para qué sirve? ¿Qué herramientas se necesitan para gestionar el IoT en el BIM?

Si deseas profundizar en todos los aspectos del IoT en el BIM, lee este enfoque y descubre más sobre usBIM.IoT, la herramienta para implementar la supervisión y el telecontrol de dispositivos IoT directamente desde el modelo BIM.

usBIM.IoT es una de las aplicaciones del sistema integrado usBIM, el sistema de gestión BIM escalable y configurable según tus necesidades.

Qué es el IoT en el BIM

El significado de Internet of Things en el BIM

Internet of Things (IoT) es un término nuevo nacido para identificar los objetos reales conectados a internet.

Por Internet of Things (IoT) o Internet de las Cosas se entiende el proceso mediante el cual, a través de la red Internet, cada objeto de uso cotidiano puede adquirir potencialmente una identidad en el mundo digital. El IoT se basa en la idea de objetos “inteligentes” interconectados entre sí para intercambiar la información que poseen, recopilada y/o elaborada.

El objetivo es, fundamentalmente, monitorear, controlar y transferir información para luego realizar acciones consecuentes.

Veamos los principales campos de aplicación y algunos ejemplos prácticos.

Los principales campos de aplicación del IoT

Los campos de aplicación del IoT son numerosos, entre ellos:

• sector de la construcción, gestión de smart home, bulding automation, smart city, infraestructuras, etc.
• agricultura, smart agrifood, agricultura de precisión
• ganadería
• industria
• industria automotriz, self driving car, etc.
• vigilancia y seguridad
• etc.

De manera más experimental, el IoT también puede aplicarse a:

• domótica, para gestionar por ejemplo frigoríficos, lavadoras, el teléfono, etc.;
• robótica, la ingeniería y tecnología que permiten a los robots “cobrar vida”, es decir, hacer que los robots realicen tareas que hoy son llevadas a cabo por seres humanos;
• aviónica, la tecnología aplicada a aeronaves y al pilotaje, como por ejemplo sistemas de comunicación en aviones, piloto automático, etc.;
• industria automotriz, que estudia nuevas aplicaciones para los coches, como por ejemplo limpiaparabrisas inteligentes que se activan solos cuando comienza a llover, hasta llegar a automóviles “inteligentes”, capaces incluso de conducir solos;
• industria biomédica, para la gestión remota de pacientes, hasta llegar a intervenciones quirúrgicas realizadas a distancia;
• telemetría, para desarrollar la transmisión de datos e información entre medios.

Profundicemos en la integración entre IoT y el sector de la construcción.

Ejemplos de IoT: dónde y cómo utilizar esta innovadora tecnología

Los campos de aplicación del IoT son muchos.

En resumen, pueden ser todos aquellos contextos en los que hay “cosas” que pueden “comunicarse” y generar información: desde los electrodomésticos de casa, hasta los semáforos de las grandes ciudades. Es esencial que estos objetos estén conectados a la red para transmitir y recibir datos.

Hagamos algunos ejemplos.

Pensemos en los semáforos inteligentes, que se ponen en verde cuando detectan que un coche se acerca a la parada y que del otro lado no está pasando ningún otro vehículo; en los automóviles, inicialmente conectados a través de un box GPS-GPRS con fines asegurativos y que hoy salen de las fábricas ya dotados de conectividad a bordo.

O en la casa, donde hemos asistido a la evolución de la domótica cableada, para gestionar los sistemas de alarma, la calefacción y el aire acondicionado, los electrodomésticos, etc., a soluciones wireless cada vez más avanzadas y al alcance de todos, caracterizadas por servicios en cloud y por el uso creciente de la Inteligencia Artificial.

O incluso en los comunes faroles de la calle, capaces de regular su intensidad lumínica en función de las condiciones de visibilidad, en el monitoreo del estado de conservación de puentes y túneles, en la vigilancia vial y ferroviaria, etc.

IoT y el BIM

¿Qué es el IoT en el BIM?

El BIM (building information model) permite la creación de un modelo digital que representa el gemelo (digital twin) de la obra realizada o por realizar.

El modelo real, es decir, la obra realizada, puede ser gestionado a través de su gemelo digital con modalidades extremadamente avanzadas que también aprovechan la integración entre BIM e IoT.

Los sensores de la tecnología IoT son dispositivos bastante simples, pero aplicados a la construcción generan un potencial innovador elevadísimo.

Conectados a herramientas específicas, miden temperatura, humedad, luz, movimiento o cualquier otra información que se desee cuantificar. Combinando estos resultados con las tecnologías BIM, el resultado es una conexión en tiempo real entre el dato registrado y el modelo 3D (por ejemplo, entre un sitio de construcción físico y su gemelo digital en la nube) que abre la puerta a un número infinito de oportunidades en términos de eficiencia y gestión de un proyecto.

Pensemos, por ejemplo, en la posibilidad de actualizar los documentos del proyecto en función del estado real de avance de los trabajos, de abordar todas las críticas ejecutivas y de gestión y en la oportunidad de mejorar y optimizar todo el proceso en base a los datos recogidos en el sitio y todo en tiempo real.

De hecho, los sensores presentes en el sitio pueden establecer una conexión constante y continua entre el entorno físico y su modelo digital, abriendo nuevas posibilidades en el campo de la gestión del proyecto.

Los datos así recogidos constituyen una base de apoyo para cada fase decisional y de gestión del proceso constructivo: desde la construcción de la obra hasta su gestión y mantenimiento a lo largo del tiempo.

En la fase de construcción, por ejemplo, la sensorística permite conocer los datos relativos a la presencia del personal en el sitio, a los flujos de trabajo y sus picos y posibles superposiciones, recoger información en tiempo real sobre el uso de máquinas, equipos y materiales, tener un panorama constantemente actualizado sobre el avance de los trabajos y los suministros, verificar la corrección de los métodos ejecutivos utilizados.

Gracias a las plataformas Cloud, esta enorme base de datos está naturalmente a disposición de todos los sujetos involucrados en el proyecto, según un enfoque perfectamente coherente con la filosofía que subyace al Building Information Modeling.

Si deseas implementar tu conocimiento sobre el IoT en el BIM, puedes hacerlo utilizando usBIM.IoT que aprovecha la información del modelo BIM para realizar una asociación automática entre el dispositivo IoT físico y su gemelo digital dentro del BIM.

Todos los datos registrados por los sensores se envían en tiempo real a la aplicación de usBIM que los adquiere, los analiza y los hace visibles en el modelo BIM en formato IFC.

El modelo BIM se vuelve vivo cambiando las características en función de los datos que cada sensor transmite.

Las modificaciones visuales en tiempo real en el gemelo digital dentro del BIM (en función de los valores del dispositivo físico) permiten un control preciso incluso en grandes entornos con decenas de miles de dispositivos.

El enriquecimiento del modelo BIM con la información proveniente de los sistemas IoT te permite visualizar y gestionar grandes ecosistemas IoT.

Gracias al modelo tridimensional y al sistema de visualizaciones federadas ofrecido por el BIM, obtienes una descomposición en subsistemas y la navegación de arriba hacia abajo del ecosistema IoT.

Caso de estudio: BIM, IoT y paneles de BI para optimizar la eficiencia energética

El caso de estudio desarrollado en el marco del proyecto de investigación y desarrollo BBI se centró en la Iglesia de San Giacomo dall’Orio, una de las iglesias más antiguas de Venecia, elegida como contexto experimental para la aplicación integrada de metodologías BIM, redes IoT y herramientas de Business Intelligence (BI) para el monitoreo ambiental y la gestión conservativa del patrimonio histórico.

El proyecto se inserta en el delicado ecosistema veneciano, caracterizado por condiciones ambientales particularmente complejas y por una alta vulnerabilidad del patrimonio construido histórico, y nace de la necesidad de desarrollar sistemas innovadores capaces de apoyar los procesos de toma de decisiones dentro de las estructuras organizativas encargadas de la protección y conservación de los bienes culturales. La actividad de investigación tuvo como objetivo principal la definición de un modelo integrado capaz de adquirir, organizar, analizar y visualizar grandes cantidades de datos ambientales provenientes del edificio, haciéndolos fácilmente interpretables a través de herramientas digitales avanzadas e interfaces gráficas personalizables.

La investigación comenzó con la conciencia de que los recientes avances en el campo de la digitalización y la sensorística permiten hoy en día recopilar enormes cantidades de datos relacionados con el comportamiento ambiental de los edificios históricos, derivados tanto de simulaciones digitales como de sistemas de monitoreo en tiempo real. Sin embargo, dicha información resulta a menudo difícil de interpretar y de transformar en herramientas realmente útiles para la gestión operativa de los edificios. Por esta razón, el proyecto profundizó en el uso de plataformas BIM y gemelos digitales integrados con sistemas IoT y herramientas BI, con el fin de desarrollar modalidades innovadoras de representación y lectura de los datos, orientadas no solo a los especialistas en BIM e IoT, sino también a los responsables de la gestión de los sitios culturales y a los operadores involucrados en las actividades de mantenimiento y conservación.

En el caso específico de la Iglesia de San Giacomo dall’Orio, la investigación se centró en el monitoreo del microclima interior, considerado un factor determinante para la conservación preventiva y programada de los bienes culturales. El edificio, caracterizado por la presencia de materiales constructivos pertenecientes a épocas diferentes y por una alta complejidad espacial y de instalaciones, ha representado un contexto ideal para experimentar metodologías avanzadas de adquisición y gestión de datos ambientales. En particular, se monitorearon los principales parámetros que definen el microclima interno, entre los que se incluyen la temperatura del aire, la humedad relativa, la calidad del aire y las condiciones de confort, elementos fundamentales para identificar posibles fenómenos de degradación tanto en las obras de arte como en las estructuras arquitectónicas históricas. El estudio también consideró las influencias ejercidas por el clima exterior, la contaminación atmosférica, las características geométricas y constructivas del edificio, las modalidades de uso de los espacios y la presencia de sistemas mecánicos y de instalaciones.

Para la campaña de monitoreo se instalaron diez sensores IoT para la detección de la temperatura y la humedad relativa, distribuidos en diferentes ambientes de la iglesia y a diferentes alturas, de modo que se obtuviera una caracterización completa y tridimensional del comportamiento microclimático interno. Los sensores, constituidos por termorresistencias y dispositivos capacitivos, permitieron adquirir datos continuos relacionados con las condiciones ambientales del edificio. Dicha información fue posteriormente integrada dentro de un modelo BIM desarrollado en la plataforma usBIM, creando una correlación directa entre el dato registrado y el modelo digital del edificio. A través de este sistema fue posible visualizar en tiempo real los valores registrados por los sensores, analizar la evolución de los parámetros ambientales e identificar posibles condiciones críticas mediante sistemas de alerta basados en la superación de umbrales preestablecidos.

Un aspecto central de la investigación se centró en la elaboración y visualización de los datos mediante herramientas de Business Intelligence, con el objetivo de mejorar la comprensión de la información y apoyar procesos de toma de decisiones más efectivos. Los datos adquiridos de la red IoT fueron organizados y representados a través de diferentes tipos de visualización gráfica, incluyendo gráficos lineales, gráficos de dispersión, mapas de calor, widgets dinámicos y paneles interactivos. Las representaciones gráficas fueron diseñadas en función de las necesidades de los diferentes usuarios: por un lado, gráficos simples e inmediatos para el monitoreo en tiempo real y el apoyo a las decisiones operativas; por otro lado, visualizaciones más complejas y analíticas dirigidas a usuarios expertos y destinadas a la interpretación avanzada de los fenómenos ambientales. Se prestó especial atención a la personalización de las visualizaciones, mediante el uso de códigos de color, benchmarks normativos, etiquetas dinámicas y sistemas interactivos capaces de facilitar la identificación de anomalías, correlaciones y tendencias temporales.

El análisis de los datos fue además comparado con las principales normas y directrices internacionales relacionadas con la conservación preventiva de los bienes culturales, incluyendo la norma EN 15757, la serie de normas ISO 11799 para la conservación de documentos de archivo y bibliotecas, y las directrices ASHRAE para el control de las condiciones ambientales en museos, archivos y bibliotecas. Esta comparación permitió verificar la conformidad de los parámetros ambientales monitoreados respecto a los umbrales recomendados para la conservación de las obras y superficies históricas, identificando posibles situaciones de riesgo relacionadas con valores excesivos de humedad relativa o con oscilaciones termo-higrométricas significativas. A través de la integración entre monitoreo IoT, modelado BIM y análisis BI, el proyecto demostró cómo es posible transformar el dato ambiental en una herramienta operativa para la gestión inteligente de los edificios históricos, mejorando las actividades de mantenimiento programado, conservación preventiva y control del confort ambiental.

El caso de estudio de la Iglesia de San Giacomo dall’Orio destaca, por lo tanto, las potencialidades ofrecidas por la integración entre tecnologías digitales, sensorística avanzada y sistemas de visualización de datos en el campo de la conservación del patrimonio cultural. El enfoque experimentado permite no solo adquirir un conocimiento profundo del comportamiento ambiental del edificio a lo largo del tiempo, sino también desarrollar herramientas dinámicas y personalizables para el apoyo a las decisiones, favoreciendo una gestión más consciente, oportuna y efectiva del patrimonio histórico-arquitectónico.

Caso de estudio: BIM, IoT y monitoreo estructural de un viaducto

Un ámbito adicional en el que la integración entre BIM e IoT muestra un alto potencial aplicativo es el monitoreo estructural de las infraestructuras. Puentes, viaductos, túneles y obras estratégicas pueden estar dotados de sistemas de sensorística avanzada capaces de adquirir datos continuos sobre el comportamiento de la obra y de restituirlos dentro del modelo digital, transformando el BIM en un verdadero ambiente de control y gestión.
Un ejemplo significativo se refiere al viaducto Canalone, infraestructura de autopista situada a lo largo de la Napoli-Salerno, analizada en el marco del proyecto de investigación INSIST, financiado por el Ministerio de Universidades e Investigación dentro del programa PON Investigación y coordinado por la Universidad de Estudios de Nápoles Federico II, con la participación de diversas universidades italianas y empresas del sector.
El viaducto es una obra de hormigón armado en arco de vía superior, caracterizada por una configuración estructural compleja. Para esta infraestructura se realizó un modelo digital BIM utilizado como base informativa para integrar, organizar y visualizar los datos provenientes del sistema de monitoreo instalado en el sitio.
El sistema está compuesto por sensores de presión, acelerómetros triaxiales y termopares, conectados a nodos de adquisición y transmisión de datos. Los sensores de presión fueron instalados en las pilas y en el arco para detectar las variaciones relacionadas con las cargas que actúan sobre la estructura y el estado tensional de los elementos estructurales. Los acelerómetros, posicionados sobre las vigas de borde, permiten analizar el comportamiento dinámico de la obra, monitoreando la evolución en el tiempo de frecuencias, períodos y formas modales. Los termopares permiten, finalmente, adquirir datos de temperatura, útiles para distinguir las variaciones debidas a los efectos ambientales de posibles anomalías estructurales.
Los datos recopilados por los sensores son procesados a través de modelos matemáticos, modelos numéricos y algoritmos de inteligencia artificial. De este modo, es posible definir intervalos de comportamiento ordinario de la infraestructura e identificar posibles desviaciones respecto a las condiciones esperadas. Las técnicas de detección de anomalías permiten, por ejemplo, reconocer situaciones anómalas, superaciones de umbral o variaciones significativas que pueden requerir verificaciones o inspecciones adicionales en el campo.
La gestión del dato en ambiente BIM permite hacer que esta información sea más legible y operativa. A través de plataformas interoperables como usBIM.IoT, los datos provenientes de los dispositivos instalados en la obra pueden ser asociados a los elementos del modelo IFC y visualizados en tiempo real mediante escalas cromáticas, etiquetas informativas y reglas de control. En presencia de determinados valores o superaciones de umbral, el modelo digital puede cambiar de color, destacando inmediatamente las áreas de la infraestructura afectadas por condiciones a monitorear.
Este enfoque permite pasar de una lectura puramente numérica del dato a una visualización integrada en el modelo tridimensional de la obra. El técnico o el gestor de la infraestructura puede así identificar rápidamente el sensor involucrado, el elemento estructural conectado, el parámetro monitoreado y la posible condición crítica detectada.
La integración entre BIM, IoT y algoritmos de análisis avanzada

usBIM.IoT en un minuto

Para concluir, te muestro un breve video sobre las potencialidades de usBIM.IoT.

FAQ sobre IoT y BIM

¿Qué es el IoT en el BIM?

El Internet de las Cosas (IoT) en el BIM representa la integración entre dispositivos inteligentes conectados a Internet y el Building Information Modeling. El BIM permite la realización de un modelo digital que representa el gemelo digital de la obra realizada o por realizar. A través de la integración entre BIM e IoT, los sensores aplicados a los edificios y a las obras recogen datos como temperatura, humedad, luz, movimiento y otra información útil, creando una conexión en tiempo real entre el dato recogido y el modelo 3D.

¿Para qué sirve el IoT en el BIM?

El IoT en el BIM sirve para monitorear, controlar y transferir información útil para la gestión y optimización de una obra. Gracias a la conexión constante entre el entorno físico y el modelo digital, es posible actualizar los documentos del proyecto en función del estado real de avance de los trabajos, abordar críticas ejecutivas y de gestión, mejorar los procesos de toma de decisiones y optimizar todo el proceso constructivo.

¿Qué herramientas se necesitan para gestionar el IoT en el BIM?

Para gestionar el IoT en el BIM se necesitan sensores IoT, plataformas en la nube y aplicaciones BIM integradas. Los sensores recogen datos como temperatura, humedad, luz, movimiento y otra información. Las plataformas en la nube permiten la recopilación, análisis y compartición de datos entre todos los sujetos involucrados en el proyecto.

¿Qué significa Internet of Things?

Internet of Things (IoT), o Internet de las Cosas, es el proceso mediante el cual cada objeto de uso cotidiano puede adquirir una identidad digital propia a través de la conexión a la red Internet. El IoT se basa en la idea de objetos inteligentes interconectados capaces de intercambiar información recogida, elaborada o monitoreada para ejecutar acciones consecuentes y automatizar procesos.

¿Cuáles son los principales campos de aplicación del IoT?

Los principales campos de aplicación del IoT incluyen el sector de la construcción, la gestión de hogares inteligentes, la automatización de edificios, las ciudades inteligentes, las infraestructuras, la agricultura de precisión, la ganadería, la industria, la industria automotriz, la vigilancia y la seguridad.

¿Cuáles son algunos ejemplos prácticos de IoT?

Entre los ejemplos prácticos de IoT se encuentran los semáforos inteligentes que regulan el tráfico según la presencia de vehículos, los automóviles conectados a través de GPS y conectividad integrada, las viviendas inteligentes con sistemas inalámbricos y servicios en la nube, las farolas inteligentes que regulan automáticamente la intensidad luminosa y los sistemas de monitoreo de puentes y túneles.

¿Cómo funciona la integración entre IoT y BIM?

La integración entre IoT y BIM funciona a través de sensores conectados a dispositivos y plataformas en la nube que envían datos en tiempo real al modelo BIM. Los datos recopilados se adquieren, analizan y visualizan directamente en el modelo tridimensional IFC, permitiendo una conexión continua entre la obra física y su gemelo digital.

¿Qué ventajas ofrece el IoT en el sector de la construcción?

En el sector de la construcción, el IoT ofrece numerosas ventajas, incluyendo el monitoreo en tiempo real del estado de avance de los trabajos, el control de la presencia del personal en la obra, el análisis de los flujos de trabajo, el monitoreo del uso de máquinas y materiales, y la gestión de los suministros.

¿Qué es usBIM.IoT?

usBIM.IoT es una aplicación del sistema integrado usBIM que permite implementar la supervisión y el telecontrol de dispositivos IoT directamente desde el modelo BIM. La herramienta aprovecha la información del modelo BIM para asociar automáticamente el dispositivo IoT físico a su gemelo digital dentro del BIM.

¿Cómo se visualizan los datos IoT en el modelo BIM?

Los datos IoT se visualizan en el modelo BIM a través de modificaciones visuales en tiempo real en el gemelo digital. El modelo BIM cambia sus características en función de los datos transmitidos por los sensores, permitiendo un control preciso incluso en entornos muy grandes con miles de dispositivos.

¿Cómo se aplica el IoT en el BIM al monitoreo de infraestructuras?

En el monitoreo de infraestructuras, el IoT en el BIM permite conectar sensores instalados en puentes, viaductos, túneles y otras obras estratégicas al modelo digital correspondiente. Los dispositivos pueden detectar parámetros como presiones, aceleraciones, vibraciones, temperaturas y deformaciones. Los datos se adquieren, procesan y visualizan en el modelo BIM, permitiendo identificar anomalías, superaciones de umbral y variaciones en el comportamiento estructural. De esta manera, el modelo se convierte en una herramienta operativa para el mantenimiento predictivo y para el apoyo a la toma de decisiones.