Comunicación presentada al V Congreso Edificios Inteligentes
Autor
- Abraham Jiménez, Responsable Innovación en Servicios, Pinearq
Resumen
DIN2BIM es una plataforma que aumenta la eficiencia en la gestión hospitalaria mediante la integración de modelos de información de edificios (BIM) con datos de IoT para administrar las infraestructuras sanitarias y los servicios ofrecidos en estas. La plataforma es el resultado de un proyecto de I + D liderado por PINEARQ que vincula la información de los componentes del edificio, las instalaciones y los equipos hospitalarios con las condiciones de uso real del hospital. DIN2BIM ofrece visualización dinámica en 3D y análisis de datos a través de una aplicación web personalizable y un almacén de datos dedicado. El prototipo del producto, desarrollado por Pinearq SLP en colaboración con el Hospital del Mar en Barcelona, integra múltiples dispositivos IoT para brindar una nueva perspectiva sobre las operaciones y el rendimiento del hospital.
Palabras clave
BIM, IoT, Gestión Hospitalaria
Integración de datos en la gestión de infraestructuras
Mientras BIM se consolida entre arquitectos, ingenieros y constructores, la necesidad de una mayor efectividad en la administración de edificios está aumentando. Según un informe de 2002 del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los EE. UU., los costes incurridos debido a la inadecuada interoperabilidad de los datos en la industria de Gestión de Instalaciones ascendieron a US $ 15,8 mil millones. El informe menciona que más del 65% de este costo es asumido por los propietarios de las instalaciones. Curiosamente, casi el 85% de este gasto, es decir, alrededor de US $ 9 mil millones, se realizará durante las fases de mantenimiento y conservación del ciclo de vida de la instalación.
Por otra parte, el gasto en salud en Europa alcanza el 10,5% del PIB en 2020, existe una gran presión para encontrar soluciones de impacto para la gestión de instalaciones de salud (agente gubernamental público o inversores privados) y en los administradores de las instalaciones de salud. En el día a día, el segundo costo principal después del costo de mano de obra (~ 50%) en el servicio de atención médica está relacionado con el funcionamiento de las instalaciones de atención médica (~ 30%), de los cuales el 26,6% está dedicado a servicios públicos, 24,4% para gastos de mantenimiento y 47,0% para servicios medioambientales; estos costes de mantenimento aumentan conforme los edificios van envejeciendo.
Teniendo en cuenta estas tendencias, es razonable preguntarnos sobre los beneficios de incorporar la información contenida en BIM al proceso de administración y mantenimiento de los edificios. La creación de modelos de información en BIM tiene el potencial de generar un cambio radical en la forma en que se administran los edificios y sus instalaciones. Para los administradores de infraestructuras sanitarias, el potencial de BIM consiste en proporcionar un almacén central de información para sus tareas operativas que puede, en gran medida, acelerar su proceso de resolución de problemas.
A medida que el modelo de información para edificios continúa desarrollándose y se investiga su integración en los procesos de administración de infraestructura, surgen nuevas posibilidades para interactuar con tecnologías enfocadas en la captura de datos sobre la operación y el rendimiento de los edificios.
Con la llegada de la tecnología de edificios inteligentes, un número creciente de edificios están siendo equipados con sistemas de automatización: se están utilizando varios tipos de sensores para obtener grandes cantidades de datos como una ayuda para evaluar el rendimiento del edificio. Sin embargo, la mayoría de las soluciones BEM, BMS o BAS se enfocan a un campo en particular (eficiencia energética, seguridad, localización de pacientes, gestión de consumibles, etc.), fraccionando la gestión de datos en capas desconectadas entre sí. Esta es otra desconexión que afecta a la gestión y que DIN2BIM propone resolver mediante la integración de múltiples protocolos de forma que pueda admitir gran variedad de dispositivos y sobre todo tipo de parámetros, ya sea mecánicos, ambientales o logísticos. Esta interoperabilidad entre sistemas IoT permitirá respaldar, con datos relevantes, cualquier decisión que se tome sobre el funcionamiento de las instalaciones, el mantenimiento del equipo o la gestión de los servicios al paciente.
Hospital del Mar: innovación en integración de datos BIM – IoT
Pinearq es una empresa epecializada en desarrollar y coordinar proyectos BIM para edificios de alta complejidad técnica para el sector sanitario. Sin embargo, si bien BIM es ahora una exigencia de la normativa europea, la mayoría de los proyectos solo aprovechan una parte del potencial de los datos contenidos en el modelo e ignoran su utilidad para la gestión de instalaciones y servicios.
La causa principal de esta desconexión entre BIM e IoT es la ausencia de herramientas que conecten ambos entornos. Pinearq ve esta brecha como una oportunidad para explorar la integración de datos BIM estáticos con datos dinámicos proporcionados por sensores. Esta combinación de fuentes y tipos de datos nos permitirá proporcionar un ciclo de proceso completo (diseño / construcción / gestión) utilizando BIM como conector de todas las fases.
Para explorar estas alternativas y otorgar a los modelos BIM la capacidad de comunicarse con los sistemas de gestión, Pinearq está llevando a cabo un proyecto I+D con el apoyo del Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) y la colaboración del Hospital del Mar para desarrollar un sistema de monitoreo y gestión aplicado a edificios hospitalarios. El proyecto se titula DIN2BIM y consiste en desarrollar una solución flexible y escalable con la capacidad de integrar múltiples dispositivos IoT para permitir diferentes opciones de monitoreo y visualización de datos, incluidas las de instalaciones técnicas, equipos, pacientes y el entorno. A través de un almacén de datos dedicado, DIN2BIM puede realizar diferentes correlaciones de datos y almacenar información para futuros análisis más profundos para detectar parámetros y tendencias a partir de los datos acumulados.
El objetivo general del proyecto es integrar datos estáticos (BIM) y dinámicos (IoT) de sensores en una herramienta de análisis y visualización de datos. Esta herramienta para gestión de edificios hospitalarios ofrece varios beneficios: sistemas de monitoreo, control y mejora de los procesos de atención, monitoreo de pacientes durante su estadía en el hospital o control de la eficiencia energética, entre muchos otros. Los usuarios podrán configurar estas aplicaciones de acuerdo con las prioridades y necesidades del hospital.
Hospital del Mar proporcionó su nuevo edificio como campo de pruebas, un bloque de 5 niveles que agrega 16.000 metros cuadrados al centro e involucró una inversión de 76 millones de euros. Pinearq estuvo a cargo de diseñar el proyecto y supervisar los trabajos de construcción. Cabe destacar que el proyecto utiliza un modelo BIM que se enriqueció en su base de datos según el estándar COBie y con un nivel de desarrollo es LOD 350.
El proyecto se inició en junio de 2017 y consta de tres componentes principales:
1. Red IoT compuesta por sensores inalámbricos, gateways intelientes y servidores virtuales.
2. Modelo BIM para suministrar la información sobre los componentes físicos del edificio.
3. Aplicación web con visualización de modelos y análisis de datos.
La naturaleza innovadora del proyecto exige la confluencia de varias tecnologías y conocimientos, que incluyen: modelado BIM y gestión de proyectos; una red de sensores inalámbricos; hardware y software para la construcción de redes de automatización en entornos hospitalarios; computación en la nube para la gestión y procesamiento de datos; y programación API para entorno web.
Para manejar esta diversidad de conocimiento y tecnología, el proyecto cuenta con el apoyo de diferentes socios tecnológicos que proporcionan conocimiento especializado en cada una de estas áreas. DIN2BIM está siendo desarrollado por un equipo de profesionales de la arquitectura de la salud (Pinearq), gestión BIM (BIM6D), integración IoT (Nearbysensor) y tecnología de biosensores (SensSolutions), encabezado por Pinearq con el apoyo del Centro para el Desarrollo de Tecnología Industrial (CDTI).
Construyendo un sistema de monitoreo de salud ambiental para el Hospital del Mar
Tras un proceso de conversaciones con la Dirección de Servicios Generales del Hospital del Mar llevó a un acuerdo para explorar tres líneas de monitoreo, que se resumen a continuación:
- Monitoreo del rendimiento energético: para visualizar, en gráficos y un modelo virtual, los datos de temperatura, humedad y radiación solar en los espacios interiores del hospital y el consumo de energía del sistema de control de clima. La información estará disponible tanto en tiempo histórico como en tiempo real, lo que permitirá analizar la correlación entre ambiente y consumo a lo largo del año.
- Medición de la calidad del aire interior: se monitorearán los niveles de CO2, partículas y compuestos orgánicos volátiles en las partes del edificio donde se espera una alta ocupación: salas de espera del Hospital de pacientes ambulatorios y servicios de emergencia. Los datos de calidad del aire se pueden combinar con otros, como el consumo de energía del aire acondicionado, la calidad del aire exterior o las condiciones climáticas para identificar tendencias en su correlación.
- Monitoreo de bacterias en el aire: la presencia de bacterias se visualizará en tiempo real en zonas hospitalarias para pacientes con sistemas inmunitarios debilitados (área de espera de consultas ambulatorias y de hospital de día) y salas de operaciones de Ginecología-Obstetricia. Esta información se puede complementar con información ambiental (temperatura, humedad, radiación solar, etc.) e información sobre el edificio (materiales de acabado) para que el hospital pueda detectar en tiempo real cualquier concentración crítica de bacterias y las condiciones que favorecen su crecimiento.
La información recopilada por esta red de sensores se transferirá a un modelo virtual para incorporar datos sobre el funcionamiento, los servicios y las condiciones ambientales a través de los cuales visualizar y analizar diferentes capas de información en tiempo real, así como visualizar la posición exacta dentro del edificio por medio de un modelo 3D interactivo.
Los resultados primarios del protoipo DIN2BIM han demostrado beneficios claros al incorporar múltiples fuentes de datos (dispositivos BIM & IoT) en el proceso de administración y mantenimiento de las instalaciones hospitalarias. Los datos del modelo BIM y los múltiples dispositivos IoT que se muestran en una sola aplicación web ofrecen visualización dinámica en 3D y visualización / navegación de datos para proporcionar una nueva perspectiva sobre las operaciones y el rendimiento del hospital.
Beneficios de la gestión integrada en edificaciones hospitalarias
DIN2BIM y su interoperabilidad forma parte de la futura generación de plataformas IoT de gestión integrada para el hospital, desde el diseño del edificio hasta su gestión continua. DIN2BIM interrelaciona el Building Information Modeling (BIM) con los sistemas de IoT más avanzados para incorporar datos de múltiples sistemas (sistemas mecánicos / eléctricos, monitoreo ambiental, gestión de activos, eficiencia energética, etc.) que permitirá administrar los activos, el mantenimiento eficiente de las instalaciones y la seguridad del paciente en una sola plataforma.
Por otra parte, la desconexión entre las fases de diseño, construcción y administración de edificios derivadas del uso de diferentes soluciones, información fragmentada, inconsistencias y duplicidades entre las fases de construcción y explotación de edificios agregan un estimado del 15% del costo adicional.
A través de este proyecto, Pinearq propone impulsar de manera decisiva la integración de datos para la gestión de infraestructuras sanitarias, de forma que se puedan optimizar los recursos dedicados a mantener las instalaciones y proporcionar servicios. Al mismo tiempo, la integración de los datos estáticos del edificio dentro de los procesos de gestión del Hospital del Mar aumentará significativamente la administración de recursos y el cumplimiento de las políticas de atención, pero también informará del diseño de futuros proyectos de infraestructura de salud.
Referencias
- Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities Industry, NIST GCR 04-867., 2002.
- Operations and Maintenance BENCHMARKS for Health Care Facilities Report, IFMA, 2010.
- Facility management value to patient care demonstrated through benchmarking, Healthcare Facilities Today, 2014.