Comunicación presentada al V Congreso Edificios Inteligentes
Autores
- Ane Ferreiro Sistiaga, International Project Manager, CYPE
- Adrián Ferrándiz Candalija, Product Manager BIMserver.center, CYPE
- Pablo Gilabert Boronat, Director de Innovación, CYPE
- Benjamín González Cantó, Director de Desarrollo Corporativo, CYPE
Resumen
La visualización en AR del gemelo digital genera una serie de beneficios para el profesional al mejorar su productividad, ya que puede comprobar todas las disciplinas del proyecto (estructuras, instalaciones, climatización, etc.) en el mundo real, a la escala adecuada, interactuar con ella, visitar cualquier espacio interior o exterior, comprobar si los cálculos de los materiales son los correctos, escudriñar cada detalle de las estructuras y las instalaciones sin haber sido construidas todavía, comprobando si hay colisiones, y reducir el margen de error en sus proyectos. BIMserver.center es una plataforma pionera gracias a que cualquier profesional de la construcción y propietario final puede ver su proyecto en Realidad Aumentada (AR).
Palabras clave
Realidad Aumentada, Gemelos Digitales, BIM, Plataforma Web, Aplicaciones Móviles, Open BIM Systems, BIM Objects
Introducción
La digitalización del sector de la construcción, un sector estratégico para la economía de cualquier país, es no solo clave sino necesaria a la hora de optimizar procesos, reducir costes y acortar plazos. El BIM (Building Information Modelling) ha supuesto una segunda revolución tecnológica en este sector (la primera fue el dibujo en CAD), permitiendo a todos los agentes de la construcción tener acceso a un modelo digital del edificio, con toda la información asociada, desde cualquier lugar y en cualquier momento.
Quizás el mayor logro del BIM es haber aunado de una manera muy sencilla dos tecnologías, el dibujo en tres dimensiones, el cual estaba ya muy extendido con programas como Rhinonceros, Sketchup, Solid Works, AutoCAD 3D, etc., y los datos de tablas de Excel, probablemente uno de los programas más usados a nivel mundial dentro de todos los sectores de la economía. Dicho así suena casi simplista, pero la unión entre geometría y datos, que ya había sido probada y consolidada anteriormente en los Sistemas de Información Geográfica (SIG), es lo que realmente ha creado avance hacia una digitalización integral del sector de la construcción.
Sería muy inocente afirmar que la tecnología BIM ha alcanzado su máximo apogeo, y más correcto decir que esta tecnología se encuentra en pleno desarrollo donde la innovación por parte de las empresas de software es un factor muy importante para alcanzar los objetivos anteriormente mencionados. Hace relativamente poco tiempo cuando pensábamos en innovación y BIM, en nuestro vocabulario aparecían palabras como Interoperabilidad, BEM, LOD, etc. En la actualidad, la innovación en BIM viene ligada a de una serie de términos como Gemelos Digitales o Realidad Aumentada, pero ¿habéis probado a preguntar a cinco personas diferentes sobre estos dos términos? ¿Sabemos realmente qué significan o implican en lo relativo a la construcción?
Concepto del gemelo digital
El modelo BIM aspira a ser una representación virtual y realista del edificio. Uno de los factores más importantes para que estos modelos sean útiles a nivel práctico es que nos permita consultar y comprobar información sobre los elementos del edificio: estructura, instalaciones, incendios, accesibilidad, urbanismo, térmica, acústica, etc. Por ello es tremendamente necesario que esta representación sea lo más fiel posible a la realidad y es aquí donde entra en juego el concepto del “Gemelo Digital”.
Quizás la forma más fácil de explicarlo es a través de un ejemplo: yo puedo disponer en mi modelo BIM de un sistema de HVAC genérico, puedo hacer los cálculos, puedo dimensionar los conductos, etc., pero al final todos esos datos que obtengo están hechos sobre un modelo ficticio. Mi máquina de HVAC no se corresponde con ninguna máquina de HVAC del mercado; no tengo su tamaño real, con lo cual el control de colisiones que nos permite realizar la tecnología BIM sería erróneo; tampoco los datos de potencia o las curvas, por lo que los cálculos que haga no serán realistas y el aparato podrá comportarse de una manera muy diferente en la simulación y en la realidad.
Para que el modelo BIM sea realmente un gemelo digital del edificio, y por lo tanto realmente útil, todos los elementos que vayan a ser instalados en el edificio tienen que tener su correspondiente gemelo 3D cuya aproximación a la realidad sea lo más exacta posible.
Es importante señalar que cuando se habla de que “la aproximación a la realidad tiene que ser lo más exacta posible”, no hay que mezclar los conceptos LOD (Levels Of Development) y Gemelo Digital. El LOD define la cantidad de detalle que tiene la geometría del modelo BIM, aunque un objeto tenga un LOD muy alto, es decir, aunque esté definido con mucho detalle, si no es el “gemelo digital” de un producto que existe en la realidad, este nivel lo hará bonito pero inútil. Un LOD muy alto tampoco tiene por qué conllevar una descripción de las propiedades del objeto igualmente extensas por lo que podríamos tener un objeto muy bien definido geométricamente, pero con poca o ninguna información asociada, la cual es totalmente necesaria si se quiere realizar algún tipo de cálculo.
Si hay algo de revolucionario en este concepto es que necesariamente implica a los fabricantes de piezas y materiales de la construcción dentro del flujo de trabajo BIM añadiendo realismo y versatilidad al sistema.
Casos prácticos de gemelos digitales: BIMObjects y Open BIM Systems
Probablemente la primera aproximación a la idea de Gemelo Digital en el mundo del BIM se realiza a través de los BIMObjects. Esta tecnología se originó ligada al concepto de familias de Revit antes incluso que el concepto de Gemelo Digital empezase a extenderse de manera masiva. Trata de implantar la tecnología BIM a una escala menor, la del objeto en sí mismo. De forma mas práctica se podría decir que los BIMObjects son catálogos o bibliotecas de elementos de la construcción, modelos geométricos más atributos.
En la actualidad existen gran cantidad de repositorios de objectos en la nube, el más conocido www.bimobjects.com (de Autodesk) cuenta con 58.806 familias de objetos que se traducen en 370.084 objetos paramétricos, 1.335 empresas fabricantes aportando sus productos y un tráfico de 311.992.291 millones de visitas desde su creación. Estos datos impresionan y han convertido a www.bimobjects.com en el principal escaparate a nivel mundial para los fabricantes.
Los BIMObjects han generado su propio mercado, tanto para distribución de los objetos como para la creación de los objetos en sí mismos, donde las empresas industriales se han visto empujadas a contratar empresas de diseño 3D para replicar sus productos virtualmente y crear su correspondiente “gemelo digital”, invirtiendo importantes sumas de dinero en digitalizar su catálogo.
Entonces, si parece que la tecnología de los BIMObjects lleva ya bastante tiempo instaurada, ¿por qué es que, desde hace relativamente poco tiempo, ha empezado a extenderse con fuerza el concepto de gemelo digital? A nuestro parecer, la razón reside en que, aunque los Objetos BIM sean un buen escaparate para dar a conocer el producto para las empresas, muchas veces los objetos carecen de una definición suficiente de sus atributos para ser prácticos. Hasta el momento el sentimiento general (a falta de algún dato empírico) es que las empresas industriales han usado la plataforma BIMObjects como una estrategia publicitaria, más que como una herramienta que pueda ofrecer a sus clientes un valor añadido. Esto puede ser debido a que cuanta mayor es la definición de un objeto BIM, tanto en precisión geométrica como en cantidad de atributos, mayor es el precio de la digitalización del objeto. Con lo que ha llevado a las empresas a tener que elegir entre su amplio catátalogo de productos cuáles digitalizaban y con qué precisión. Con la consecuencia de volver otra vez al “bonito pero inútil”, quedándose la tecnología de los BIM Objects en algo más figurativo que perfomativo.
Si el BIM aspira verdaderamente a generar una tecnología que reduzca costes y acorte plazos, la defición de los objetos tiene que ser algo más que estética publicitaria, los objetos deberían tener la información suficientemente y necesaria como para poder simular su comportamiento en los edificios.
Por poner un ejemplo: soy un fabricante de ventanas, he invertido bastante dinero en mejorar mi producto y crear unos perfiles con una sección que reduce los puentes térmicos un 20% respecto a mi modelo anterior. Me gustaría que toda esa inversión la pudiese ver mi cliente reflejada de una manera práctica, es decir, que la instalación de mi ventana refleje un comportamiento térmico positivo en su edificio y que así ponga en valor mi producto, parte del éxito de cualquier empresa es ofrecer un producto diferenciado. La única manera que ahora mismo tengo de demostrar este efecto positivo es a través de un programa de simulación energética, que hay que dar por hecho que trabajará en BIM. Por ello es necesario que el “Gemelo Digital” de mis ventanas esté lo suficientemente bien definido como para transmitir la información suficiente y necesaria al programa de simulación para realizar los cálculos (cabría destacar que cuanto más fiel sea el gemelo y mas información le demos al programa de simulación, más fiel será ésta a la realidad).
Es aquí cuando nace la idea de los Open BIM Systems (CYPE), de la necesidad de generar una aproximación más fiel al “Gemelo Digital” y que pueda ser realmente útil para los programas de simulación. La tecnología de los Open BIM Systems trata los productos no como objetos individuales sino como un sistema complejo con sus relaciones permitiendo una conexión correcta con los programas de simulación.
Los Open BIM Systems ofrecen una solución personalizada para cada fabricante. Generando una aplicación única para su producto, que se puede ser descargada por sus clientes gratuitamente desde la store de la plataforma BIM en la nube www.BIMserver.center.com.
Con la comparación de estas dos tecnologías BIMObjects y Open BIM Systems no quiero dar a entender que la una es evolución natural de la otra. Son dos formas diferentes de afrontar la idea de “Gemelo Digital” y cada una aporta sus ventajas.
¿Y dónde encaja en todo esto la realidad aumentada?
La realidad aumentada va muy ligada al concepto de “Gemelo Digital”, ya que es la tecnología que nos permite comparar ambos gemelos, el virtual y el real. Siendo esto cierto, también lo es que la Realidad Aumentada puede ofrecer un sinfín de posibilidades para el mundo de la construcción (fuera del concepto de Gemelo Digital) las cuales han quedado ya demostradas en la aplicación y gran madurez de esta tecnología principalmente en el mundo de los videojuegos.
La Realidad Aumentada nos permite juntar el mundo virtual del modelo BIM, con los contratiempos y problemas del día a día del edificio, lo que le puede llegar a generar beneficios a nivel práctico dentro del sector de la construcción. Son multiples las aplicaciones que ya existen, y por ello a continuación haremos una breve descripción de algunas de ellas para ilustrar todas las posibilidades de esta tecnología.
Ejemplos de aplicaciones de Realidad Aumentada con utilidad práctica para el sector de la construcción
Tened en cuenta que en las siguientes líneas se pretende dar una pincelada del amplio mundo de aplicaciones de Realidad Aumentada que existen. En estas líneas se nombran algunos ejemplos que vienen al caso para ilustrar las aplicaciones de esta tecnología al sector de la construcción.
Aplicaciones para medir
Su principal virtud reside en su capacidad de medir distancias a través de la cámara de nuestro móvil. La tecnología que usan reconstruye las ecuaciones de la óptica de la lente de nuestra cámara (reconstrucción fotogramétrica). Estas aplicaciones nos permiten tomar medidas de una manera rápida y visual para recuperarlas más tarde a la hora de generar los planos del proyecto. Todavía hoy en día se sigue avanzando en aumentar la precisión de estas herramientas. Algunas de las aplicaciones más interesantes disponibles son TapMeasure o ARuleR.
Aplicaciones para amueblar
Otro sector que ha sabido que sacar partido a la Realidad Aumentada es el de los muebles y más concretamente cuando en 2017 IKEA lanzaba una app de Realidad Aumentada IKEA Place que permite probar los muebles de catálogo de IKEA directamente en tu salón. El concepto de la aplicación es sencillo aunque innovador y sienta base para poner de manifiesto la utilidad que podrían tener los “Gemelos Digitales”.
Aplicaciones para gestión de proyecto
Se podría pensar que era difícil que la Realidad Aumentada entrase en el campo de la gestión de proyectos, pero hoy en día existen aplicaciones como Chalck que a través de una vídeo llamada te permite dar explicaciones a otra persona ilustrando de manera gráfica y en tiempo real las situaciones, como por ejemplo, mostrar cómo se monta un objeto. En estas aplicaciones de Realidad Aumentada entra en juego otro concepto muy interesante el tiempo. Dar instrucciones a distancia, o poder dejar anotaciones y señalar errores para el día siguiente son solo algunas de las posibilidades que se abren con este tipo de aplicaciones.
Aplicaciones para el control de colisiones
La promesa del control de colisiones de la tecnología BIM, donde entra en juego el concepto desarrollado anteriormente de “Gemelo Digital”, quizás sea uno de los desarrollos más esperados por el sector de la construcción ya que crea una comunicación directa entre Digital y Real. BIMserver.center Augmented Reality te permite situar el modelo BIM de tu edificio en cualquier superficie, verlo, escalarlo, rotarlo, consultar información de sus elementos, hacer secciones, andar por ellos, etc. Algunos podrían calificar esta tecnología de Realidad Mixta, un nuevo concepto en el que el mundo digital y real interactúan de una manera clara.
Conclusión
Las tecnologías y los conceptos se encuentran en redefinición constante a través de la innovación. En lo relativo al BIM, los Gemelos Digitales (Digital Twin) y la Realidad Aumentada (Aumented Reality) estos conceptos nos están llevando al desarrollo de múltiples nuevos Instrumentos Digitales que puedan facilitar (o no) nuestro día a día. Es curioso cómo estos términos innovadores son por lo general poco claros, lo cual no implica algo necesariamente negativo. Al no existir una definición clara de lo que significan entra en juego la imaginación de los desarrolladores para ofrecer herramientas realmente prácticas y que ayuden en el día a día de los profesionales del mundo de la construcción. Las bases de estas dos tecnologías ya están sentadas, las posibilidades de desarrollo se abren infinitas.