Con frecuencia, los sobrecostes y las extensiones de plazos de ejecución son producidos por riesgos e incertidumbres relacionadas con las condiciones del subsuelo. El 37% de los sobrecostos (NEDO, UK) y el 70% (National Audit Office, UK) de los retrasos en los proyectos de construcción son debidos a problemas con el terreno. La geotecnia es, por tanto, un factor en toda obra de construcción y una disciplina con mucho margen de mejora para incorporar todo el conjunto de innovaciones que se están produciendo en el sector, en particular, la digitalización.
Por otra parte, cuando hablamos de los datos geotécnicos que compone una obra, estos se entregan mediante informes o estudios, los cuales se presentan mayoritariamente en formato papel. Los modelos en 3D, que llegan a construirse a partir de su información, se hacen de forma aislada, ya que el principal problema es que no existe un método fácil de transferir e integrar los datos a un modelo 3D tipo BIM.
El CAD nos ayudo a transitar de los planos en papel a dibujos digitales, luego del 2D al 3D. A su vez, BIM (Building Information Modeling) pretende unir y convertir estos modelos más completos y fieles a la realidad incluyendo relaciones entre los elementos que formarán el modelo u otro tipo de datos como las propiedades de los materiales, los consumos energéticos, etc. La ventaja principal que presenta éste respecto el primero, es la capacidad de centralizar toda la información en un único objeto de representación, entre el mismo modelo y la base de datos, con una vinculación permanente. Otra peculiaridad respecto el CAD, son las actualizaciones automáticas sobre el modelo, y los elementos adyacentes, o conectados, manteniendo sus relaciones, aunque se efectúen cambios.
Las diferentes dimensiones consolidadas del BIM son, a parte de la representación tridimensional (3D), una base de datos relacionados con la construcción de la obra como los tiempos (4D), los costes (5D), evaluación de sostenibilidad (6D) y el mantenimiento (7D). Hoy en día, se está hablando de añadir una octava (8D) para que incluya la seguridad.
No existe, al menos por el momento, una dimensión específica para la geotecnia. De hecho, los modelos en general no se encuentran sostenidos, por así decirlo, en el aire, lo que contrasta con la filosofía de trabajo de BIM. De este nuevo paradigma, nos surge la siguiente cuestión. Si queremos integrar toda la información que rodea una obra en un mismo modelo, ¿no deberíamos implantar también el terreno? No solo estaríamos generando una replica más acorde a la realidad, sino que, además, le estaríamos incrementando el valor.
De este modo, con la realización de este trabajo, pretendemos alcanzar el objetivo de analizar la viabilidad de incorporar datos geotécnicos a un proceso constructivo con metodología BIM en la edificación.
Ficha Tecnica de Ladrillos de Tabique de diferentes modelos
Marta Fernández Torné, “Integración de la geotecnia en obras de edificación usando herramientas BIM”
1. INTEGRACIÓN DE LA
GEOTECNIA EN OBRAS
DE EDIFICACIÓN USANDO
HERRAMIENTAS BIM
Trabajo Final de Máster
Doble Máster en Ingeniería del Terreno
& Ingeniería de Minas
Autor: MARTA FERNÁNDEZ TORNÉ | Tutores : JAVIER MORA &
IGNACIO VALERO
FEBRERO2020
2. Motivación Investigación Solución Conclusión
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 2
¿POR QUÉ LA GEOTECNIA?
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
LOS MODELOS GEOTECNICOS Y LOS MODELOS DE LA EDIFICACIÓN ESTÁN
DESCONECTADOS
Método Estado Límite Último (ELU)
Verificamos que:
Fuerzas Solicitantes < Fuerzas Resistentes
Método Estado Límite de Servicio (ELS)
Verificamos de las deformaciones del suelo:
Deformación edificio < Deformación límite
Ministerio de Vivienda(2006)
Objetivos
3. RESULTADOS EN
P A P E L O P D F
Solución Conclusión
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 3
La información que contiene es demasiado
importante para que su última versión esté en
un trozo de papel o un archivo PDF.
TRANSFERENCIA A
SOFTWARE
OBTENCIÓN DE
DATOS GEOTÉCNICOS
P E N S A M O S Y
V I S U A L I Z A M O S E N 3 D
PROCESO LENTO Y CON POSIBILIDAD DE ERROR
MUY ELEVADA
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
InvestigaciónMotivación Objetivos
4. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 4
Solución Conclusión
¿Cómo las herramientas BIM disponibles pueden
ayudar a integración de la geotecnia y los
condicionantes del subsuelo ?
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
InvestigaciónMotivación Objetivos
5. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 5
Solución Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
OBJETIVOS
Investigación
Diseño de una
estrategia de trabajo
para incluir la
geotecnia en trabajos
con finalidad BIM
Implementación
de la solución
Resultados y
Conclusiones
InvestigaciónMotivación Objetivos
6. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 6
Solución Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
CONDICIONANTE DE LA SEGURIDAD Y FUNCIONALIDAD
Chai J.,ShenS.,Ding W.,ZhuH., Carter J. (2014)
*NEDO UK*NATIONAL AUDIT OFFICE UK
EL TERRENONO ES HOMOGÉNEO. PUEDE SUFRIR
CAMBIOS POR AGENTES FÍSICOS, QUÍMICOS Y/ O
BIOLÓGICOS. JENSENCONSULTING (2020)
ES UN FACTOR EN TODA CONSTRUCCIÓN
EDIFICIOS FLOTANTES
Motivación &Objetivos Investigación
7. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 7
Solución Conclusión
JoyeMan (2009)
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
FUERTES LLUVIAS
HUNDIMIENTO EDIFICIO 11 LOTUS
RIVERSIDE (SHANGAI)
SIFONAMIENTO DE LAS
ARCILLAS
DESMONTE DE 10 METROS DE
ALTURA
INFILTRACIÓN DE AGUA POR LAS
FISURAS DEL MURO PANTALLA
SE ROMPE LAS CIMENTACIONES POR
SOBREPRESIÓN
Motivación &Objetivos Investigación
8. MODELO 3D
+
I N F O R M E
Solución Conclusión
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 8
TRANSFERENCIA A
SOFTWARE
MODELOS
TRIDIMENSIONALES
P E N S A M O S Y
V I S U A L I Z A M O S E N 3 D
PERO FUNCIONA COMO UN MODELO
VISUAL
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
DES DE 2016, un pequeño porcentaje:
MODELO 3D
+
INFORME
Motivación & Objetivos Investigación
9. SEGÚN LOS EXPERTOS
AÑADE VALOR
Sondeorealizado por:
Liam R.Tawelian, Slobodan B.Mickovski(2016)
25%
17%
13%
DETECCIÓN DE COLISIONES
MEJORAS EN EL DISEÑO
OPTIMIZACIÓN Y TRABAJO COLABORATIVO
CON ARCHIVOS COMPARTIDOS
12%
MEJORA ANÁLISI MODELO -
ESTIMACIÓN
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 9
Solución Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
8%
17%
25%
14%
13%
14%
MEJORAS VISUALES Y ESTÉTICAS
GESTIÓN DE LAS INSTALACIONES
ENTERRADAS
25
20
15
10
5
0
8%
17%
25%
14% 13%
14%
25%
14%
17%
14%
13%
8%
Motivación & Objetivos Investigación
10. Conclusión
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 10
MODELO 3D
BIM CON
INFORMACIÓN
GEOTECNICA
(1) La geología es una ciencia compleja y a veces difícil de
deducir.
(2) BIM es un recurso para compartir y obtener
información.
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
CELIS, A. (2015)
TRANSFERENCIA A
SOFTWARE
PENSAMOS Y
VISUALIZAMOS EN 3D
MODELO TRIDIMENSIONAL CON INFORMACIÓN
SoluciónMotivación &Objetivos Investigación
11. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 11
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
MODELO
GEOLOGICO
MODELO
GEOTECNICO
Gonzalo de Vallejo (2008)
MODELO
GEOMECANICO
Representa la distribución
espacial de los materiales,
estructuras tectónicas, datos
geomorfológicos e hidrológicos,
etc.
Representa la clasificación de
las características geotécnics
e hidrológicas.
Representa la respuesta del
terreno durante y después de la
construcción.
MODELO
GEOTECNICO
MODELO
GEOMECANICO
Solución
Ne c e sid a d d e c a m b io
Motivación &Objetivos Investigación
12. DATOS INTERESANTES
SEGÚN LOS EXPERTOS
40
30
20
10
0
3 CATEGORÍAS PRINCIPALES
Sondeo realizado por:
Liam R. Tawelian, Slobodan B. Mickovski (2016)
37%
33%
29%
CAPACIDAD PORTANTE
Por ejemplo, carga admisible o CBR
RESISTENCIA DEL SUELO
Por ejemplo, ángulo de fricción interna o cohesión
ESTRATIGRAFÍA DEL SUELO
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 12
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
SoluciónMotivación &Objetivos Investigación
13. DATOS DEL MODELO
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
MODELO
DIGITAL DEL
TERRENO
(MDT)
MAPAS Y
ESTUDIOS
GEOLÓGICOS,
MUESTRAS Y
REGISTROS DE
LOS SONDEOS
MODELO Y
DATOS DE LA
EDIFICACIÓN
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 13
Solución Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández
Conclusión
CARTOGRAFÍA, …
SoluciónMotivación &Objetivos Investigación
14. Representación d e un a
estructura.
EDIFICIO B0
Rep resen tación
d el terren o
sup erficial:
TOPOGRAFÍA
An álisis d e la
d eform ación y
estab ilid ad d el
terren o:
GEOMETRÍA &
GEOMECANICA
Rep resen tación d el sub suelo:
SONDEOS
DATOS GEOTECNICOS
GEOLOGÍA &
GEOTÉCNIA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 14
MODELO
GEOLÓGICO
+
MODELO
GEOTÉCNICO
+
MODELO
DE LA
EDIFICACIÓN
+
MODELO
GEOMECÁNICO
Solución
MODELO
GEOBIM
Motivación &Objetivos Investigación
15. SOFTWARES DISPONIBLES PARA MODELAR Y
INTEGRAR LOS DATOS GEOLÓGICOS/GEOTÉCNICOS
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
MODELOS 3D GEOLOGICOS
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 15
EXTENSIONES
SoluciónMotivación &Objetivos Investigación
16. SOFTWARES DISPONIBLES PARA MODELAR Y
INTEGRAR LOS DATOS GEOLÓGICOS/GEOTÉCNICOS
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
MODELOS 3D GEOLOGICOS
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 16
Estos programas informáticos son
los más completos:
MODELO GEOLÓGICO
MODELO GEOTÉCNICO
SoluciónMotivación &Objetivos Investigación
17. SOFTWARES DISPONIBLES PARA MODELAR Y
INTEGRAR LOS DATOS GEOLÓGICOS/GEOTÉCNICOS
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
MODELOS 3D GEOLOGICOS
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 17
Este programa informático es
el más completo de los tres:
MODELO GEOLÓGICO
MODELO GEOTÉCNICO
GRAN VARIEDAD DE EXPORTACIONES
Solución
MENTALIDAD BIM: CAMBIOS
INSTANTANEOS Y COLABORACIÓN
Motivación &Objetivos Investigación
18. PRINCIPALES FORMATOS DE EXPORTACIÓN CON
LEAPFROG
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 18
Solución
TOPOGRAFÍA
GEOLOGIA &
GEOTÉCNIA
ELEVATION/
THICKNESS GRIDS
ASCII Grid (*.asc)
GIS VECTOR DATA
Shapefile (*. shp )
DRILLHOLE DATA
CSV File (*.csv)
MAPS & PHOTOS
PDF Files(*.pdf)
Image Format (* png , *jpg, *.jpeg, *.tif )
Motivación & Objetivos Investigación
19. TOPOGRAFÍA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 19
GIS VECTOR DATA
Shapefile (*. shp )
DRILLHOLE DATA
CSV File (*.csv)
Solución
S U P E R F IC IE
D E L TE R R E N O
ALTIMETRÍA
Base top ográfica E: 1/5.0 0 0
(ICGC)
Son d eos
(S-1,S-2,S-3,S-4)
TRASPASO INFORMACIÓN A EXCEL
Motivación &Objetivos Investigación
20. Muestras d e lab oratorio
4 LITOESTRATOS
ANTRÓPICO, ARENAS, LIMOS &
GRANITO
MODELO
GEOLOGICO
GEOLOGÍA & GEOTECNIA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 20
DRILLHOLE DATA
CSV File (*.csv)
Introducción Objetivos Solución
SPT, ÍNICE DE
PLASTICIDAD &
GRANULOMETRÍA
M O D E LO
G E O TÉ C N IC O
Son d eos (S-1,S-2,S-3,S-4)
MAP S & P HOTOS
PDF Files(*.p d f)
21. GEOLOGÍA & GEOTECNIA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 21
Solución
¡FALTA DE INFORMACIÓN1
ESTO OBLIGA A CREAR ”PARCHES”
PARA LA INTERPOLACIÓN
Motivación &Objetivos Investigación
22. ESTRUCTURA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 22
Solución
POINTS/ POLYLINES/
MESHES
DXF File (*.dxf )
Motivación & Objetivos Investigación
EXISTE UNA NECESIDAD DE DESARROLLO
23. TOPOGRAFÍA
EDIFICIO
B0
GEOLOGIA &
GEOTÉCNIA
GEOMETRÍA/
GEOMECANICA
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 23
Solución
MODELO
GEOLÓGICO
+
MODELO
GEOTÉCNICO
+
MODELO
DE LA
EDIFICACIÓN
MODELO GEOBIM
EN REVIT
Motivación & Objetivos Investigación
24. MODELO GEOBIM
EN REVIT
ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
Introducción Objetivos Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usandoherramientasBIM • Marta Fernández 24
Solución
CÁLCULOVISUAL
MODELO
GEOLÓGICO
+
MODELO
GEOTÉCNICO
+
MODELO
DE LA
EDIFICACIÓN
25. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 25
Solución Conclusión
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
EN CONCLUSIÓN
AÚN QUEDA TRABAJO PARA UNA
INCORPORACIÓN COMPLETA POR PARTE
DE LOS SOFTWARES
25
20
15
10
5
0
DETECCIÓN DE POSIBLES COLISIONES
MEJORAS EN EL DISEÑO
OPTIMIZACIÓN Y TRABAJO
COLABORATIVO CON ARCHIVOS
COMPARTIDOS
MEJORAS EN EL ANÁLISIS
MODELO -ESTIMACIÓN
VISUAL/ESTÉTICA
8%
17%
25%
14% 13%
14%
GESTIÓN DE INSTALACIONES
Motivación &Objetivos Investigación
26. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 26ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
British Geological Survey- BGS (2020)
EN EL FUTURO TENDREMOS QUE
GESTIONAR EL SUBSUELO BAJO
LAS CIUDADES MODERNAS
RETRASOS
COSTES
AHORA
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
Z I M C O R E H U B S | D E S I G N T H I N K I N GGRACIAS POR SU ATENCIÓN
27. ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING 27ZIMCORE HUBS | DESIGN THINKING
LA PROGRMACIÓN CON DYNAMO
PUEDE AYUDARNOS A
CONFIGURAR ELEMENTOS DE
REVIT
Incorporación de la geotecnia en obras de edifiicación usando herramientas BIM • Marta Fernández
Z I M C O R E H U B S | D E S I G N T H I N K I N G
EXPORTAR LAS CAPAS:
ANTROPICO, LIMOS, ARENAS & GRANITO
(1)Convertir las mallas en puntos
(2)Importar el archivo Excel a DYNAMO
(3)Vincular la tabla “assay.csv ”a cad a cap a
(4)Im p ortar a REVIT