Un flujo de trabajo BIM de ciclo de vida redujo el tiempo para construir el hotel de Chengdu un 50 %

Despídete del flujo de trabajo obsoleto. El equipo de diseño de interiores del hotel Chengdu Dong’an Lake Kapok hizo precisamente eso y aprovechó el modelado de información de construcción (BIM) de ciclo de vida verdadero en todo su proceso de diseño y construcción. Este proyecto se construyó en China, donde muchos de sus proyectos homólogos aún se diseñan de forma tradicional y se remodelan con BIM, lo cual comúnmente se conoce como "BIM falso". Superando todas las expectativas preconcebidas de tiempo, el equipo combinó la tecnología de Trimble (agradecemos a las estaciones totales robóticas de Trimble) con SketchUp para reducir el tiempo de construcción casi un 50 %; ¡vaya que es un refinamiento del proceso BIM! 

El equipo del proyecto para el diseño de interiores estuvo formado por el propietario del proyecto, China Resources Land (CRL), el diseñador de interiores y consultor de BIM (1), Beijing Original Consociation Interior Design Co. Ltd. (OCD), y el equipo de construcción. El equipo de diseño dejó atrás el viejo mantra según el cual "debes diseñar en 2D y remodelar con BIM" y usó SketchUp en todo el proyecto para crear modelos ligeros y comunicarse de forma intuitiva en 3D, con lo cual ahorró tiempo y dinero.

(1) Diseñador de proyecto de interiores y consultor de BIM: a diferencia de los diseñadores de proyectos de interiores tradicionales, que tienen a su cargo la documentación del desarrollo y la construcción de diseños, el consultor de BIM entregó un modelo BIM con detalles al nivel de la documentación de construcción en este proyecto. El contratista general pudo construir el proyecto a partir del modelo BIM sin necesidad de todos los planos en 2D. El contratista general solo entregó planos precisos del sitio de obra (as-built) para cumplir los requisitos normativos al final de la construcción.

Representación del campus de la Universiada de Chengdu

Una fecha límite muy cercana hace necesario un enfoque de diseño creativo.

El hotel de Chengdu debía construirse a tiempo para la apertura del centro deportivo para la Universiada de Chengdu en 2021; es decir, solo se disponía de 17 meses para la conclusión. Con un ciclo de construcción tan corto, un control de costos estricto y exigencias de alta calidad, CRL sabía que necesitaban un flujo de trabajo de diseño muy veloz. Aunque CRL nunca había hecho un proyecto hotelero con el BIM de ciclo de vida, adoptaron este nuevo proceso. El BIM de ciclo de vida implica a todas las disciplinas y a las partes interesadas, y es el diseño en 3D y la administración de un edificio, desde el concepto hasta la demolición. CRL podía poner a prueba nuevos flujos de trabajo en este proyecto hotelero porque estaba dirigido por el propietario, quien supervisaba a todas las partes interesadas, desde el diseño hasta la construcción. 

El edificio final es de 61,000 m² (656,600 ft²) e incluye tres torres, un podio, un salón de banquetes, 351 habitaciones de hotel y un sótano. En diciembre de 2019, se coló el cimiento de concreto; este colosal proyecto se terminó en mayo de 2021, en un plazo total de construcción de 17 meses. Comparativamente, 32 meses es por lo general el plazo necesario para diseñar y construir un hotel; en otras palabras, este proyecto redujo el ciclo de construcción casi un 50 %. El cierre de la construcción duró entre siete y ocho meses, en comparación con los 12 meses para proyectos hoteleros de escala similar, lo cual redujo el cierre de la construcción un 42 %. 

Representación del proyecto hotelero de Chengdu

Foto del restaurante conforme a la ejecución

Foto del bar de la terraza en techo conforme a la ejecución

Cinco recomendaciones para un proceso exitoso de BIM de ciclo de vida:

1. ¡Usar un modelo en 3D de principio a fin y más allá! El equipo de diseño usó el modelo de SketchUp creado para el proceso BIM a fin de desarrollar el diseño de interiores del hotel y la lista de materiales, así como para orientar el proceso de fabricación. Después de la construcción, el modelo en 3D se entregó al equipo de mantenimiento del edificio para que se use en todo el ciclo de vida del hotel. ¡Vaya que no se desperdició tiempo ni hubo necesidad de repetir ningún tipo de trabajo!
2. Tu metodología de creación de modelos es la clave. Es fundamental construir el modelo conforme a los requisitos del proceso BIM del proyecto para garantizar que tu modelo entregue los datos específicos necesarios para tu proyecto. Durante la fase de diseño, el equipo creó los modelos con la precisión necesaria para realizar estimaciones eficientes en tiempo y cantidades de materiales necesarios, lo que les permitió pasar directamente a la adquisición de estos.
3. Prever los riesgos. El proceso BIM ayuda a evitar los riesgos antes de que sucedan. El modelo en 3D estuvo complementado por los datos del sitio escaneados, en 3D y en la nube, lo cual permitió el uso ininterrumpido del modelo para generar reportes de análisis de errores durante todo el proyecto. El equipo de diseño también llevó a cabo una detección de conflictos antes del desarrollo del diseño para identificarlos y resolverlos con anticipación.
4. Lograr la precisión digital para tu modelo con escaneo 3D y la estación total robótica de Trimble. Para el proyecto hotelero, el equipo de diseño de interiores creó un modelo estructural conforme a la ejecución basado en datos de nube de puntos escaneados con láser. Los modelos BIM se desarrollaron en torno a la estructura existente, luego se exportaron para el diseño del sitio de trabajo usando la estación total robótica de Trimble y el software FieldLink.
5. Utilizar una plataforma de diseño integral basada en la nube para la administración e implementación del BIM en todo el ciclo de vida. Todas las partes interesadas podían tener acceso al modelo BIM correspondiente al hotel y a sus datos; en otras palabras, toda la información estaba sincronizada y compartida. 

Organigrama de la administración del proyecto BIM

Plan de construcción

Información destacada sobre el flujo de trabajo, los programas informáticos y el equipo físico

Escaneo de nube de puntos: garantizar la congruencia del modelo y el sitio

En este proyecto se usó un escáner de Trimble para capturar millones de puntos en torno al proyecto en construcción. Debido a las condiciones del sitio y la enormidad del proyecto, el escaneo de nube de puntos del hotel en construcción se formó en segmentos del edificio, separados por piso. Posteriormente, las dimensiones y los elementos estructurales derivados del Modelo de Diseño Esquemático de Interiores se ajustaron en función de los datos de la nube de puntos para formar una base precisa para el interior detallado y los modelos de mecánica, electricidad y plomería (MEP). 

"¿Por qué decidimos hacer el esfuerzo de crear un escaneo de nube de puntos mientras el edificio estaba en construcción? Porque los cambios y errores menores que se presentaron durante la etapa de construcción estructural son difíciles de capturar en los planos precisos del sitio de obra. Vamos a suponer que el diseño de interiores, la fabricación y la instalación se basaron en los planos originales de la construcción. En ese caso, no puede garantizarse la precisión de muchas elevaciones del techo, lo cual desencadenaría más cambios y tiempo desperdiciado. Cuando usamos el escaneo de nube de puntos, las dimensiones precisas del sitio de obra están actualizadas en el modelo en 3D para garantizar su precisión durante todo el proyecto". 

-Liu Dejian, subdirector general de la División de Hoteles de Turismo y Salud, sede central de China Resources Land

Escaneo en el lugar de las operaciones de construcción

Escaneo en el lugar para las dimensiones estructurales del edificio

Actualización del modelo BIM del edificio según los datos del escaneo en 3D

"Con la ayuda del escaneo de nube de puntos y los reportes de errores, sincronizamos el tiempo de producción en fábrica y construcción en el sitio. Por ejemplo, el gran salón de baile tiene muchos paneles de aluminio y acero inoxidable, que naturalmente se expanden y se deforman después de la instalación. Con la nube de puntos escaneada, podemos capturar el cambio de los materiales. Tradicionalmente, la construcción de este espacio del gran salón de baile hubiese tardado entre siete y ocho meses para terminarse, pero se concluyó en menos de cuatro meses con esta tecnología precisa".

--He Wei, director de BIM, División de Hoteles de Turismo y Salud, sede central de China Resources Land

Modelo del gran salón de baile comparado con el sitio terminado

Reporte de verticalidad de paredes y columnas

"Hicimos el escaneo de nubes de puntos de cada habitación para obtener las dimensiones de la habitación, estandarizamos el diseño del tipo de habitación en el modelo BIM y luego usamos la estación total robótica de Trimble para crear el diseño de forma precisa".

-He Tao, director general de OCD

El equipo sincronizó los modelos en todas las disciplinas con los datos de la nube de puntos capturados por el escáner de Trimble. Gracias a esta sincronización, fue congruente la información de los materiales, los costos, los procesos estándar y otros datos. Los estándares unificados hicieron posible el ahorro de tiempo y dinero para el cliente.

Al inicio del diseño, el hotel tenía cientos de tipos de habitaciones para más de 300 habitaciones, lo cual era un enorme dolor de cabeza para el equipo de construcción. El equipo de diseño actuó rápidamente e implementó dos procedimientos para reducir el tiempo de construcción y garantizar una construcción precisa. Un procedimiento consistió en estandarizar el diseño de las habitaciones, lo cual permitió que se hicieran componentes prefabricados en la producción de fábrica. Esta estandarización hizo posible el ahorro de tiempo de construcción, mano de obra y costos; asimismo, redujo la cantidad total de emisiones de carbono y residuos. El otro procedimiento consistió en usar los escaneos de nube de puntos de Trimble para crear gemelos digitales precisos y un diseño de la estación total robótica de Trimble para tener una construcción precisa.

Uso de la estación total robótica de Trimble

Los robots se están apoderando del mundo; bueno, al menos del proceso de construcción.

La estación total robótica de Trimble (RTS, por sus siglas en inglés) es una herramienta para crear de forma precisa el diseño previsto en el sitio, lo cual genera una mejor eficiencia y precisión con las tareas de diseño. El hardware funciona junto con el software Trimble FieldLink, el cual se ejecuta desde una tableta que aloja el modelo más actualizado de SketchUp del hotel. Al seleccionar un punto de diseño en la tableta, la estación total robótica orienta y proyecta un rayo láser hacia la dirección y el ángulo relevantes en cuestión de segundos. El diseño del sitio basado en el modelo BIM mejoró la precisión del posicionamiento de la mampostería y los materiales del acabado; además, garantizó que el sitio fuera igual al modelo en 3D. El equipo visualizó el diseño usando aplicaciones móviles de realidad virtual como complemento.

Visualización en RV de aplicación móvil correspondiente al diseño de la construcción

Modelo BIM para guiar el acabado del modelo a escala en el sitio

Haz que todos tus sistemas de construcción entren en armonía con la detección de conflictos antes de la construcción.

La detección de conflictos, que es el proceso en el que se identifican dificultades entre los modelos de las diferentes disciplinas, es una aplicación fundamental del proceso BIM. Permite al equipo del proyecto resolver incongruencias potencialmente costosas dentro del modelo BIM antes de que inicie la construcción en el sitio.

Detección de conflictos

Modelo BIM para guiar la optimización del diseño MEP

Los beneficios del proceso BIM de ciclo de vida saltan a la vista; las nubes de puntos escaneadas de la estructura de un edificio se pueden integrar fácilmente en niveles a los modelos de diseño interior y MEP BIM. El aprovechamiento de la función de detección de conflictos del programa Trimble Connect para evaluar estos niveles garantizó que las instalaciones MEP generales del hotel se integraran perfectamente con los requisitos de elevación del techo interior. 

A través de este análisis por secciones, la disposición de tuberías MEP cumplió los requisitos de la elevación del techo.

Foto de una habitación para huéspedes conforme a la ejecución

Optimización de la disposición de tuberías MEP

¡Lista de materiales generada con solo un clic!

¿Cómo es el flujo de trabajo tradicional para el cálculo de la lista de materiales? Imagina lo siguiente: los encargados de calcular costos y cantidades de materiales revisan una montaña de planos sobre la mesa tarde en la noche. Comienzan la tediosa tarea de calcular y registrar la longitud, el área y los datos de volúmenes de cada plano, a mano. 

Pero el equipo no quería adoptar el método tradicional para este proyecto. Con el proceso de modelado BIM que se usó para el hotel de Chengdu, la codificación y la dimensión de los materiales se ingresaron a Componentes dinámicos en SketchUp. Los diferentes materiales correspondieron a diferentes cálculos para generar el volumen o el área a partir del modelo. Con el uso de la función Generar informe de SketchUp, los encargados de calcular las cantidades de los materiales pudieron exportar las propiedades y las cantidades de los materiales con un clic para obtener la lista de materiales. Mediante la conexión del diseño y la construcción, el modelo de SketchUp cumple el propósito principal del proceso BIM y representa un gemelo digital para la operación y el mantenimiento futuros.

Lista de cantidades del modelo BIM

Programaciones de materiales

Los planos de LayOut guiaron la producción en fábrica. 

El equipo creó una secuencia de construcción e instalación usando el modelo BIM y LayOut, la herramienta de documentación en 2D de SketchUp. Los contratistas hacían pedidos de componentes según el tipo de material a partir del modelo BIM y luego los componentes se prefabricaban e instalaban en el sitio. Debido a que los planos de LayOut estaban sincronizados con el modelo de SketchUp, todos los planos eran congruentes y estuvieron actualizados durante todo el proceso de construcción.  

Planos de LayOut generados directamente a partir del modelo de SketchUp

El modelo BIM guio la construcción del interior del hotel y la coordinación multidisciplinaria, lo cual redujo el tiempo de construcción y aumentó la eficiencia. También fue una guía para la adquisición de materiales de construcción, la mitigación de los riesgos potenciales de seguridad en el sitio, el ensamblaje mediante procesamiento en línea de producción en fábricas, la reducción de la tasa de desperdicio de material y el cumplimiento del requisito gubernamental de la tasa de prefabricación para el edificio. El modelo de SketchUp se entregó a los fabricantes para guiar el proceso de personalización de los materiales. Como se muestra en la figura siguiente, el modelo BIM fue la guía para el diseño de los acabados, con cero cortes, cero desperdicio, cero contaminación y con un nivel bajo de carbono porque no se produjo polvo en el sitio. Estos procesos hicieron posible el ahorro de tiempo y recursos humanos, lo cual redujo costos y aumentó la eficiencia. En adelante, los proyectos a cargo de CRL y sus socios usarán este nuevo flujo de trabajo para el ensamblaje de los materiales en la construcción o decoración de hoteles.

Uso de LayOut para el diseño de los materiales del acabado

Modelo de SketchUp para guiar la producción en fábrica

Modelo a escala del ensamblaje en fábrica basado en el modelo de SketchUp

Diseño colaborativo y basado en la nube

El equipo de diseño no perdió tiempo descargando y copiando archivos; en cambio, interactuó con las extensiones de SketchUp en toda la plataforma de diseño colaborativa basada en la nube. El proceso de diseño sumamente coordinado y que involucró a todas las disciplinas fue útil para que las partes interesadas se comunicaran respecto a la programación del proyecto, compartieran y transmitieran datos, y redujeran los errores y las omisiones en los planos de construcción tradicional. 

Modelo de la alberca comparada con el sitio de construcción, comparado con la foto del proyecto terminado

Foto del interior y el exterior del hotel

"El proceso BIM que se usó para el hotel de Chengdu es una práctica recomendada que debe usarse en construcciones futuras. La idoneidad del modelo, el uso de la codificación, el control de las cantidades, la colaboración entre diferentes partes, la colaboración entre BIM y el sitio, etc., en suma, se han hecho a la perfección".

-Wei Lai, secretario general de building SMART, Capítulo de China

SketchUp es un excelente programa para modelar diseños y una herramienta BIM para llevar a cabo proyectos nacionales e internacionales. Según los comentarios del equipo de diseño del hotel de Chengdu, SketchUp es un programa sencillo y ligero; cuando se combina con otros programas de software y hardware de Trimble, se convierte en el mejor paquete de diseño. 

Con solo tres años de acumulación y validación, CRL y OCD (con otros socios) han logrado algo espectacular: ahorros en el tiempo de construcción de casi un 50 %, importantes ahorros en costos, un aumento en la seguridad y la reducción del carbono. No obstante, el equipo de diseño señala que es necesario llevar a cabo algunos proyectos antes de lograr incorporar plenamente estas mejoras en el flujo de trabajo. Sin embargo, con esta tecnología, se puede lograr el verdadero proceso BIM en el ciclo de vida para el diseño y la construcción, gracias al cambio y la mejora del flujo de trabajo. 

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