BIM en áreas de salas limpias y laboratorios como respuesta a la digitalización de la construcción

Fig. 1: Relación entre open-BIM y closed-BIM. © 2022 Kelvin Reinraumsysteme GmbH – Todos los derechos reservados

Fig. 2: Cálculo de la red de frío de un grupo de espacio individual. © 2022 Kelvin Reinraumsysteme GmbH – Todos los derechos reservados

Fig. 3: Roles BIM © 2022 Kelvin Reinraumsysteme GmbH – Todos los derechos reservados

Fig. 4: El edificio Feringa como modelo 3D nativo en un software compatible con BIM. © 2022 Kelvin Reinraumsysteme GmbH – Todos los derechos reservados

Tabla 1: Tareas de los roles de BIM

Die Kelvin Reinraumsysteme GmbH fue ya desde 2017 una de las primeras empresas en implementar BIM en el área de salas limpias y laboratorios. La Modelación de Información de Construcción es un método en el que los diferentes oficios en un proyecto de construcción pueden colaborar digitalmente en red. Especialmente los altos requisitos en proyectos de salas limpias hacen que el método BIM sea casi imprescindible.

Pero, ¿qué es exactamente BIM y cómo puede ayudar a que un proyecto de construcción se gestione de manera más eficiente?
En pocas palabras, la Modelación de Información de Construcción (BIM) es la digitalización del sector de la construcción. Esto se refiere a la planificación, construcción y operación de edificios mediante información digital —a veces virtual—, relacionada con todo el ciclo de vida del edificio. BIM no es un software individual, sino un método de trabajo integral que facilita enormemente el intercambio de información y, por tanto, la colaboración general entre todos los oficios involucrados.

Motivación:

Para muchos, BIM todavía es la cara oculta de la luna, que aún hay que explorar. Súmate al cohete BIM y prepárate para nuevas posibilidades en la gestión de construcción y proyectos. Ya existen muchos informes de éxito de todo el mundo que sirven como motivación, además de este artículo. El miedo es la oscuridad en nuestro interior, hasta que alguien avanza con una pequeña luz y señala el camino. Lo importante es reconocer esa luz y aprovechar su utilidad. ¡BIM es el futuro! Solo tenemos que reconocerlo y usarlo correctamente.

El beneficio de BIM

Ahora que la definición de BIM está clara, surge la pregunta de qué beneficios aporta BIM en el sector de salas limpias y laboratorios. Este artículo considera, por un lado, la planificación en sí misma y, por otro, la ejecución, es decir, el proceso de construcción con BIM. Desde el inicio de la planificación, es necesario un cambio de mentalidad si se sigue la metodología BIM. Hasta ahora, los planos en 2D o 3D después de la fase de construcción se archivaban y rara vez se reutilizaban. Los modelos BIM se reutilizan a lo largo de todo el ciclo de vida de un sala limpia o laboratorio, considerando el nivel de detalle (LOD), el nivel de necesidad de información (LOIN), el nivel de información (LOI) y el nivel de geometría (LOG). Además del modelo 3D, se consideran datos temporales (4D), costos (5D), simulaciones (6D) y gestión de instalaciones (7D), en concordancia con la VDI 2552 hoja 3, y pueden vincularse directamente con el modelo. Por ello, es necesario incluir aspectos como la planificación temporal y de costos, así como los puntos de medición para futuras verificaciones, en la gestión del proyecto. También deben considerarse informaciones relevantes para mantenimientos futuros, como números de artículo de piezas de repuesto.

En proyectos mayores, como complejos de edificios, también se registra en el modelo la demolición posterior del edificio, es decir, el proceso coordinado de demolición. Para realizar todo esto, el modelo BIM recibe la información deseada y puede estar posteriormente disponible, por ejemplo, para la gestión de instalaciones (FM). Toda la información, como cálculos, hojas de datos, detalles de componentes, procesos temporales y de costos, y simulaciones del proceso de construcción, se almacenan en un solo archivo, un modelo BIM 3D, y pueden reutilizarse en futuras fases de planificación, remodelaciones o demolición, ahorrando tiempo y costos.

La información, el aspecto temporal del intercambio de datos (Data Drop), los casos de uso de BIM y los objetivos del cliente se documentan inicialmente en la Solicitud de Información del Cliente (AIA) y posteriormente en el Plan de Gestión del Proyecto BIM (BAP) según VDI 2552 hoja 10. El BAP, que también se denomina especificación de requisitos, es un documento contractual. En proyectos con GMP, también pueden incorporarse puntos de la Especificación de Requisitos del Usuario (URS) en el BAP. Desde el punto de vista legal y técnico, se recomienda separar la AIA como documento BIM y la URS como documento GMP, y fusionar los requisitos de ambos en el BAP al crear este último.

El beneficio para proyectos en salas limpias y laboratorios es el siguiente:

– Garantizar la seguridad de costes en las prestaciones de construcción mediante la actualización basada en modelos de los planes de tiempo y costes
– Mejorar la calidad de la planificación mediante un modelo 3D predecible y la aplicación de estándares de construcción
– Procesos de proyecto mejorados y más estructurados
– Mejor diseño de instalaciones técnicas
– Prefabricación, por ejemplo, de tuberías y esquemas de inyección a partir del modelo 3D
– Entrega digital de datos definidos para operación y mantenimiento
– Apoyo a la participación pública
– Menos reclamaciones por cambios
– Reutilización del modelo BIM en replanificación, ampliaciones, demolición, ahorrando tiempo y dinero

BIM ≠ BIM

Tan importante como el uso de BIM es la definición y decisión entre open-BIM, closed-BIM, little-BIM y Big-BIM. Porque en el entorno BIM, al inicio del proyecto, se diferencian estos enfoques. Pero, ¿por qué se distingue nuevamente entre closed-BIM y open-BIM en la metodología BIM? El principio de BIM también es la colaboración conjunta dentro de un proyecto. Las ventajas globales de BIM solo son visibles cuando se trabaja en conjunto para el éxito del proyecto, en lugar de beneficiarse solo de ventajas personales. Para que esto pueda transferirse a un modelo común, deben proporcionarse herramientas adecuadas y interfaces definidas. En el ejemplo de open-BIM frente a closed-BIM, en open-BIM se trabaja con estándares y flujos de trabajo neutrales respecto al software. Cada participante decide su solución de software. El formato de intercambio común es, por ejemplo, IFC (Industry Foundation Classes) según DIN EN ISO 16739.
En closed-BIM, un fabricante de software establece las condiciones para todos los participantes del proyecto, quienes deben trabajar con las mismas directrices y flujos de trabajo. Sin embargo, la imposición de fabricantes puede presentar riesgos si las herramientas utilizadas (por ejemplo, en cálculos estructurales) no cumplen con las directrices de intercambio de datos de closed-BIM, por falta de interfaces, y por tanto, no permiten una transferencia fluida a los sistemas establecidos. En el sector de salas limpias y laboratorios, donde se emplean muchas herramientas diferentes para cálculos de frío, ventilación, presiones de habitaciones y distribución de luminancia, la decisión sobre qué variante usar debe ser cuidadosamente considerada.

El software

Como se mencionó al principio, BIM no es un software en sí mismo. Sin embargo, se requiere software especializado para implementar proyectos BIM. La integración de productos de software en estructuras empresariales ya establecidas representa uno de los mayores desafíos. El esfuerzo de implementación, los costes de software y formación, los nuevos enfoques y el desarrollo de componentes propios son solo algunos de los puntos que deben considerarse obligatoriamente.

El principio fundamental es: "Cuanto mejor se estructuren los procesos internos antes de la implementación, más sencilla será la ejecución". Todo esto sigue siendo una gran incógnita para muchos involucrados en proyectos y planificación — la cara oculta de la luna. Es importante tener el impulso de explorar nuevos caminos, así como valorar el beneficio de BIM para la empresa y el proyecto, y también lanzarse en esa aventura con el cohete BIM para descubrir nuevas posibilidades.

Además del software principal, también conocido como software de autor, según la profundidad de la información modelada, pueden ser necesarios otras herramientas para colaborar con otras empresas. Dado que un proyecto de construcción involucra muchas empresas y subcontratistas, deben establecerse reglas interdisciplinares. Una de estas reglas puede ser la colaboración en la nube, conocida en BIM como CDE (Entorno Común de Datos) según DIN SPEC 91391 partes 1 y 2, donde se almacena el modelo 3D central y se sincroniza periódicamente con las copias de trabajo de los diferentes planificadores. Este método garantiza que todos los oficios involucrados conozcan y utilicen en todo momento la versión actualizada del plan. La CDE también permite presentar documentos para revisión y aprobación. La aprobación convencional con firma y sello queda sustituida por una aprobación en la CDE, que puede considerarse legalmente vinculante y ahorra mucho tiempo.

Kelvin Reinraumsysteme GmbH utiliza las capacidades de una CDE para comunicarse con todos los participantes del proyecto y obtener aprobaciones de planos. Dado que todavía hay participantes que no usan software compatible con BIM, pero cuyas competencias técnicas son imprescindibles para el proyecto, Kelvin Reinraumsysteme GmbH ofrece un entorno colaborativo en el que, por ejemplo, también se pueden integrar archivos IFC (Industry Foundation Classes) de subcontratistas u otros planificadores. Hoy en día, muchos programas que no son BIM pueden exportar archivos IFC. De esta forma, modelos 3D nativos del software de autor se combinan con modelos IFC para realizar detecciones de interferencias y verificar reglas de modelado. Especialmente en salas limpias y laboratorios, donde la densidad tecnológica es muy alta, las colisiones y cambios pueden comunicarse y visualizarse directamente y sin pérdida de tiempo a través de la CDE, por ejemplo, mediante el formato de colaboración BIM (BCF).

Los roles BIM

BIM requiere nuevas tareas y responsabilidades para todos los participantes del proyecto, que también se reflejan en las denominaciones correspondientes. Así, se habla de coordinadores BIM, gerentes BIM y constructores BIM, entre otros.

Los roles BIM más comunes se mencionan en la VDI 2552-7 y DIN EN 19650-1 como gestores de información y coordinadores de información. A menudo —pero no siempre—, estos roles corresponden a los procedimientos habituales en la gestión de proyectos, solo que ahora en combinación con la metodología BIM. La separación estricta de tareas en los roles BIM es difícil de aplicar en proyectos pequeños, donde una persona puede desempeñar varias funciones BIM. El siguiente diagrama y la tabla muestran la distribución simplificada de roles y sus tareas en un proyecto BIM para salas limpias.

Tabla 1: Tareas de los roles BIM

Contratación

Además, en el futuro, la metodología BIM debe considerarse y reflejarse en la contratación convencional. Como se mencionó anteriormente, los roles BIM a menudo implican nuevas tareas que deben incorporarse en los documentos contractuales, lo que también puede generar nuevas reglas de remuneración. Sin embargo, no existen desafíos insuperables para la contratación basada en BIM según la legislación vigente en construcción, ya que las adaptaciones necesarias pueden integrarse en los contratos. Además, en cada proyecto BIM existe el BAP, que refleja los objetivos del cliente y en base al cual se puede calcular la remuneración y la estructura de precios. No obstante, sería recomendable adaptar las cláusulas de la VOB/A, VOB/B y VOB/C en línea con la metodología BIM para ofrecer garantías en casos de asuntos legales complejos.
Al aplicar la HOAI, al igual que en la VOB, deben incluirse documentos adicionales en el contrato de ingeniería, denominados Condiciones Particulares del Contrato (BIM-BVB), que se consideran condiciones marco de BIM, ya que la HOAI, al igual que la VOB, está redactada de forma neutral respecto a los métodos.

También es importante discutir las implicaciones legales de errores en planificación y ejecución con BIM, así como la protección de derechos de autor de componentes BIM y modelos completos, y hasta qué punto las bases legales existentes son aplicables. En algunos casos, puede ser necesario incluir cláusulas adicionales en los contratos o en las BIM-BVB. En particular, en lo que respecta a la responsabilidad de los servicios BIM basados en un modelo complejo, es relevante cuestionar en qué medida las responsabilidades de los roles BIM son responsables. Por ejemplo, existen consecuencias importantes en la clasificación de servicios bajo el contrato de servicios o de obra en relación con la responsabilidad de los participantes del proyecto. Sin importar la culpa, el contratista solo será responsable en contratos de obra por resultados.

Casos prácticos

A continuación, un ejemplo práctico basado en la teoría de un proyecto actual de Kelvin Reinraumsysteme GmbH:

La Rijksuniversiteit Groningen (RUG) construye en honor al Premio Nobel Prof. Dr. Ben Feringa un nuevo edificio de investigación de más de 62.000 m², con una longitud total de 260 metros y una anchura de 63 metros, destinado a formación técnica e investigación en el área de ciencias exactas. Con ello, la universidad fomenta su compromiso de seguir contribuyendo a áreas de investigación internacional como ingeniería química, nanotecnología, investigación de materiales y astronomía.

En las salas limpias y laboratorios de ese edificio se investigan temas relacionados con la exploración espacial, nanotecnología, tecnología de semiconductores y litografía. Kelvin Reinraumsysteme GmbH actúa como contratista general para las salas limpias y laboratorios, así como para su ejecución técnica y realización.

Además de muchas áreas de investigación, en el nuevo edificio se construyen salas limpias para los grupos Zernike & Stratingh y SRON. Por ejemplo, la sala limpia Zernike & Stratingh, con más de 1000 m², se construye en gran parte con elementos de vidrio, permitiendo desde el exterior observar tanto el trabajo en la sala limpia como la tecnología en la zona de plenum.

Todo el edificio, en especial las salas limpias y laboratorios, se planifica y realiza desde el inicio con BIM. Al principio, Kelvin Reinraumsysteme GmbH estableció las condiciones mediante AIA (Requisitos de Información del Cliente), BAP (Plan de Gestión del Proyecto BIM) y IDM (Manual de Entrega de Información). Luego, se pasó a la planificación y a la colaboración central con otros miembros del proyecto.
Para ello, Kelvin Reinraumsysteme GmbH utiliza procesos propios, como MVD (Definición de Vista del Modelo) e IDM, así como contenido BIM propio e inteligente. Con soluciones de software específicas, se pueden realizar simulaciones del proceso de construcción y detección de interferencias entre oficios. La CDE apoya a todos los participantes en colaborar en un lugar centralizado.

Para la parte técnica, Kelvin Reinraumsysteme GmbH emplea el estándar IFC junto con BCF (Formato de Colaboración BIM). Lo que antes eran listas de Excel poco manejables, ahora puede detallarse y precisarse con BCF. En salas limpias y laboratorios, debido a la densidad de instalaciones, es fundamental mantener una relación con el modelo y la realidad.

Para todos los componentes planificados en las salas limpias y laboratorios, en el modelo BIM se almacenan hojas de datos (enlace a una nube interna y conforme a GDPR), a las que el personal de salas limpias, técnicos de mantenimiento, gestión de instalaciones, usuarios o promotor pueden acceder desde cualquier dispositivo con internet, como tablet, smartphone o portátil.

Palabras finales:

Kelvin Reinraumsysteme GmbH ya ha realizado varios proyectos con BIM. Sin el equipo excepcional de ingenieros y planificadores, una implementación tan fluida no habría sido posible.