MÁSTER BIM ORIENTADO A LA INGENIERÍA CIVIL

En la DECIMA parte  sobre el MÁSTER DE BIM ORIENTADO A LA INGENIERÍA CIVIL, profundizaré en los contenidos y prácticas del Módulo 08, titulado «I+D».

I+D

En este módulo se estudiarán tres temas, el primero será una introducción al QGIS centrándose sobre todo en la Hidráulica y la Hidrología, el segundo trata sobre el uso de los Dispositivos Móviles como teléfonos o tablets y el tercer tema tratará sobre la Realidad Virtual y la Realidad Aumentada.

01. INTRODUCCIÓN AL QGIS HIDRAÚLICA E HIDROLOGÍA.

1. Hidrología:

En este tema se aborda la integración de software SIG (QGIS) y herramientas de análisis hidráulico (HEC-RAS) para estudios de cuencas hidrográficas y análisis hidrológicos. Inicia explicando la instalación y uso básico de QGIS, destacando su capacidad para manejar datos georreferenciados en formatos vectoriales y ráster, además de complementos como Q-RAS para interoperar con HEC-RAS.

Se desarrolla el método racional de hidrología, una fórmula empírica que permite calcular caudales máximos de escorrentía en cuencas pequeñas. Este cálculo combina variables como intensidad de precipitación, coeficientes de escorrentía y área de la cuenca, obtenidas mediante análisis SIG. También se describen procesos para calcular parámetros hidromorfométricos (área, pendientes y tiempo de concentración) usando modelos digitales de elevación.

El tema incluye métodos para trabajar con curvas Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF) y la determinación de usos del suelo mediante capas como CORINE Land Cover, que aportan información clave para asignar coeficientes de escorrentía. Finalmente, se presenta un caso práctico en una cuenca de Titaguas (Valencia), donde se detallan pasos para modelar cuencas y redes de drenaje, con aplicaciones en el diseño de obras hidráulicas.

2. Hidráulica:

El tema aborda la integración de herramientas digitales, como QGIS y HEC-RAS, para el modelado hidráulico, con énfasis en la simulación y análisis de caudales y eventos de inundación. Se describen los conceptos básicos de hidráulica, destacando el uso de un modelo digital del terreno (MDT) y técnicas avanzadas para el análisis del comportamiento hidráulico en cauces y obras de paso, como puentes y alcantarillas.

QGIS, mediante el complemento Q-RAS, facilita la creación y edición de geometrías de cauces y secciones transversales, que luego se exportan a HEC-RAS. Este último, un software desarrollado por el USACE, permite simular flujos permanentes y evaluar la inundabilidad de ríos. Se detalla la configuración del software, la edición de datos geométricos, la entrada de condiciones de contorno y la asignación de parámetros hidráulicos como la rugosidad de Manning.

El ejemplo práctico incluye la generación de capas vectoriales en QGIS, su procesamiento en AutoCAD y la simulación en HEC-RAS, resultando en la obtención de mapas de inundación y perfiles hidráulicos. La precisión del modelo depende de la calidad de los datos topográficos y su adecuada interpretación en herramientas GIS y CAD, lo que permite optimizar diseños de drenaje y mitigar riesgos hídricos. 

3. Integración infraworks y visualización de resultados:

El tema aborda la integración de datos y visualización de resultados hidráulicos en Infraworks (IW360), una plataforma utilizada para la creación de anteproyectos y análisis de propuestas mediante modelos 3D. Infraworks permite combinar datos GIS, ortofotos, modelos topográficos y resultados de análisis hidráulicos en un único entorno.

Creación y Configuración del Modelo

Se explica cómo crear un nuevo modelo en Infraworks, configurando parámetros como el sistema de coordenadas (ETRS89-UTM-30N) y las normas de diseño. El modelo incluye elementos como topografía, ortofotos, carreteras y manchas de inundación.

Integración de Datos

1. Topografía y ortofotos: Se cargan como archivos ráster y se configuran con el sistema de coordenadas.
2. Carreteras y manchas de inundación: Importados como archivos .shp, se asignan tipos y estilos específicos (e.g., «Carretera» o «Áreas de Agua») para visualización precisa. Los datos permiten analizar la interacción del flujo de agua con infraestructuras.

Obra de Drenaje Transversal (ODT)

Se incluye una ODT para gestionar el caudal que interseca la carretera. Se describe cómo diseñar manualmente esta infraestructura, ajustar parámetros como material, longitud, y condiciones de flujo. La visualización combina topografía, carretera, mancha de inundación y ODT, facilitando el análisis y la presentación de resultados en un entorno visual.

Este proceso permite integrar datos de análisis externo (e.g., QGIS y HEC-RAS) en un modelo visual para evaluaciones prácticas y colaborativas.

 02. DISPOSITIVOS MÓVILES. 

1. Dispositivos Móviles:

El tema «Dispositivos Móviles» aborda el uso de herramientas tecnológicas en obra para integrar la metodología BIM y optimizar la supervisión, gestión y mantenimiento en proyectos de construcción. La necesidad de digitalización en obra se enfrenta al reto de contar con dispositivos adecuados para acceder y manejar modelos BIM y documentación actualizada.

Se presentan tablets industriales como la Dell Latitude Rugged y Samsung Galaxy Tab Active, diseñadas para entornos hostiles, con resistencia al agua, polvo, golpes y capacidad de captura de datos. También destaca el BIMtable, una estación robusta para visualizar y compartir modelos 3D en obra, permitiendo control de calidad, modificaciones y actualizaciones en tiempo real.

Además, se explora la aplicación de Realidad Aumentada (RA) en obra, como la herramienta «Obra 4.0» de VT-Lab, que permite replanteos y visualización de modelos BIM en su entorno real.

Finalmente, se analizan aplicaciones móviles como Graphisoft BIMx, Dalux FreeBIM y la plataforma Autodesk BIM360, que ofrecen conectividad en tiempo real, gestión de proyectos y documentación, y soporte para RA. Estas herramientas impulsan la colaboración y la eficiencia en las fases de diseño, construcción y mantenimiento de proyectos. 

2. Introducción a bim360 docs:

BIM360 Docs es una plataforma de Autodesk diseñada para gestionar documentos, planos y modelos BIM de manera centralizada y colaborativa, accesible desde la web y dispositivos móviles. Sus principales características incluyen almacenamiento ilimitado, compatibilidad con más de 30 tipos de archivos, control de versiones y permisos, y un visor integrado para archivos 2D y 3D. Es clave en todas las fases de un proyecto al facilitar la organización y el acceso a grandes volúmenes de información.

La plataforma permite cargar modelos y documentos, crear estructuras de carpetas con permisos personalizados, y gestionar revisiones y aprobaciones mediante flujos de trabajo automatizados. Además, se pueden generar conjuntos de planos, realizar mediciones, comparar versiones y visualizar elementos mediante herramientas avanzadas, como análisis de secciones y navegación en primera persona.

El módulo «Document Management» organiza documentos en carpetas específicas, habilita funciones como marcas de revisión, incidencias y seguimiento de cambios, y asegura la trazabilidad de las actividades en el proyecto. También ofrece configuraciones de seguridad móvil y herramientas de notificación.

Con BIM360 Docs, los equipos pueden trabajar de manera eficiente y colaborativa, garantizando que la información esté actualizada y accesible para todos los participantes en cualquier momento y lugar.

03. REALIDAD VIRTUAL Y REALIDAD AUMENTADA. 

1. Introducción a la realidad aumentada y virtual:

En este tema se analizan dos tecnologías clave en la era digital. La Realidad Aumentada (RA) combina elementos reales y virtuales, interactuando en tiempo real para enriquecer la experiencia del usuario mediante dispositivos como smartphones o gafas. Se utiliza en sectores como el turismo, educación, videojuegos y medicina, permitiendo superponer información sobre el entorno físico. Por otro lado, la Realidad Virtual (RV) sumerge al usuario en un entorno completamente generado por computadora, ideal para entretenimiento, simulaciones y formación.

Ambas tecnologías tienen raíces en desarrollos históricos como el estereoscopio o el Sensorama, y han evolucionado hasta dispositivos avanzados como Oculus Rift y HoloLens. Las diferencias clave radican en que la RA complementa el mundo real, mientras que la RV lo sustituye.

Casos de éxito incluyen aplicaciones como Pokémon GO, que popularizó la RA, y campañas como las de Virgin, que usaron la RV para impulsar ventas. Se prevé un crecimiento significativo en ambas tecnologías, especialmente en RA, gracias a su mayor aplicabilidad. Su potencial transforma múltiples disciplinas, desde la comunicación hasta el comercio, anticipando un impacto profundo en nuestra interacción con el entorno digital y físico. 

2. Realidad aumentada:

La Realidad Aumentada (RA) combina elementos virtuales con el mundo real, superponiendo información digital sobre objetos físicos a través de dispositivos como móviles, tablets o gafas especializadas. Surgió en los años 90 con aplicaciones iniciales en industria y publicidad, y ha evolucionado gracias a plataformas como Vuforia y dispositivos avanzados como HoloLens y Epson Moverio.

En el ámbito industrial, la RA se utiliza para tareas de control y mantenimiento, proporcionando información en tiempo real sobre sistemas, optimizando procesos y reduciendo errores. Permite visualizar datos técnicos, realizar reparaciones y gestionar elementos críticos de plantas industriales con mayor precisión.

Desarrollar aplicaciones de RA implica herramientas como Unity y Vuforia, que facilitan la creación de experiencias interactivas. Las plataformas modernas democratizan el acceso a esta tecnología, permitiendo su aplicación en marketing, videojuegos y educación.

Entre los dispositivos destacados, HoloLens mezcla RA y RV para usos avanzados, mientras que Epson Moverio facilita tareas específicas como la operación de drones. La RA está transformando sectores al integrarse en procesos cotidianos y aumentar la eficiencia operativa. 

3. Realidad virtual:

La realidad virtual (RV) permite la creación de entornos completamente artificiales donde los usuarios pueden interactuar, explorar y experimentar situaciones únicas, libres de las leyes del mundo real. Su potencial abarca diversos campos como ocio, salud, educación e industria. En el entretenimiento, ha revolucionado videojuegos, turismo virtual y experiencias deportivas. En salud, facilita terapias para el manejo del dolor, tratamiento de fobias y entrenamiento quirúrgico, permitiendo simular procedimientos en entornos controlados.

La RV transforma la educación al ofrecer experiencias inmersivas que mejoran la comprensión de conceptos complejos. En la industria, potencia la formación y la seguridad, permitiendo entrenamientos virtuales en entornos de riesgo. El desarrollo de dispositivos como Oculus Rift, HTC Vive y Samsung Gear VR ha hecho la tecnología más accesible y realista.

Además, se exploran nuevas aplicaciones con tecnologías 360º, dispositivos hápticos y plataformas inmersivas, marcando un hito en la transformación digital. 

4. Tratamiento de modelos:

El tratamiento de modelos 3D en el contexto de realidad virtual (RV) y realidad aumentada (RA) implica procesos técnicos que optimizan la creación y visualización de objetos tridimensionales. Este tema abarca desde el modelado inicial, utilizando referencias y figuras geométricas básicas, hasta la texturización, iluminación y postproducción, con el objetivo de lograr modelos eficientes y realistas.

Se exploran herramientas como Autodesk 3ds Max, Blender y SketchUp, cada una con capacidades específicas para modelado, texturizado y animación. Además, se introducen motores de juego como Unity y Unreal Engine, fundamentales para integrar modelos en entornos interactivos.

El enfoque low-poly es clave, ya que reduce la carga poligonal, garantizando un rendimiento óptimo en dispositivos limitados. También se destaca el uso de plataformas como Sketchfab o Visuartech para compartir y visualizar modelos, permitiendo su aplicación en educación, videojuegos y simulaciones interactivas. 

5. Artículos en el mercado:

En este tema se aborda las aplicaciones actuales y futuras de la realidad aumentada (RA) y la realidad virtual (RV), destacando su impacto en sectores como la industria, la salud y el entretenimiento. En la industria, se utilizan para entrenar operarios, mejorar la gestión y el mantenimiento predictivo, y aumentar la eficiencia en procesos de fabricación. En la salud, estas tecnologías facilitan el tratamiento de fobias, rehabilitación de funciones motoras y evaluación cognitiva. El entretenimiento, liderado por juegos como Pokémon GO, ha popularizado la RA y RV en el público general.

El texto también analiza las diferentes gafas y dispositivos RA/RV disponibles, sus características técnicas y aplicaciones específicas. En la industria 4.0, estas herramientas optimizan la productividad al integrar sistemas inteligentes en las plantas. Finalmente, se proyectan las tendencias futuras, destacando un crecimiento explosivo de la RA en áreas como el marketing, retail y educación, mientras que la RV encuentra su mayor potencial en entretenimiento inmersivo, formación y simulaciones.