Implementación BIM. Análisis del cambio de 2D a BIM en las empresas

1. Introducción

La tecnología ha incorporado multitud de facilidades a las personas. El sector de la construcción también se ha visto beneficiado por los avances tecnológicos. La tecnología CAD (Computer - Aided Design) ha sido uno de los avances informáticos más importantes en este campo.

Sin embargo, la tecnología CAD también cuenta con sus limitaciones. Actualmente la metodología BIM (Building Information Modeling) ha solucionado muchos de los inconvenientes que presenta CAD.

El concepto de BIM surge en 1974, cuando el arquitecto Carles M. Eastman (considerado por muchos como el padre del BIM) desarrolla el sistema “Building Description System”. En este sistema el proyecto se aborda sobre un modelo tridimensional del que se puede obtener toda la información que necesitemos, asociado a una base de datos en la que se encuentran clasificados por elementos las distintas partes del edificio. Esta aproximación muestra de manera muy fiel alguno de los principios básicos que engloba la metodología BIM.

BIM consiste en una metodología de trabajo para la realización de un proyecto de construcción, basada en procesos colaborativos. Sus principales características son:

• Modelo BIM: La información obtenida y aportada por los distintos agentes que colaboren en el proyecto se volcará en un único modelo virtual, asegurando así el flujo de trabajo. En este modelo tendremos toda la información necesaria para realizar el diseño, construcción y mantenimiento del proyecto.
• Metodología BIM: BuildingSMART (s.f.) explica el proceso de la siguiente manera:
  “El uso de BIM va más allá de las fases de diseño, abarcando la ejecución del proyecto y extendiéndose a lo largo del ciclo de vida del edificio, permitiendo la gestión del mismo y reduciendo los costes de operación.” En todo proyecto realizado en BIM encontramos tres fases claramente definidas: diseño, construcción y operaciones.
• Software: BIM permite a los diferentes agentes implicados en el desarrollo de un proyecto trabajar con un modelo en un formato abierto. Esto quiere decir que se podrá acceder al modelo y a toda la información que contenga, independientemente del software que use cada agente.

Actualmente prácticamente la totalidad del sector AEC tiene conocimiento de la metodología BIM. Además, la implantación de BIM muestra un buen progreso actualmente, donde la creación de estándares BIM y digitalización de la industria han sido de gran ayuda.

Son muchos los países que, ayudados por los propios gobiernos, han implementado el BIM. Algunos de estos países son: Estados Unidos, Australia, Canadá, China, Singapur, Corea del Sur, Japón, países de Oriente Medio, además de los países escandinavos, Reino Unido, Francia y Alemania.

Otros países se encuentran en plena fase de implantación de la metodología BIM a través de medidas gubernamentales que pretenden regularizar la utilización del BIM.

La implementación BIM suele estar impulsada por diversas asociaciones, entre las que destaca BuildingSMART International, cuyo objetivo principal es mejorar el sector de la construcción a través de del uso de estándares abiertos para facilitar la interoperabilidad en BIM.

Las innovaciones que ha incorporado BIM respecto a CAD marcan las bases para poder identificar las diferencias más importantes entre ellas:

• Interoperabilidad: La interoperabilidad es la capacidad de sistemas para desarrollar un trabajo en equipo de manera fluida sin pérdidas de datos o información.

El traspaso de información en el sector de la construcción siempre ha supuesto un problema. La creación de estándares internacionales en BIM (COBie) han facilitado la transferencia de datos entre los diferentes agentes.

Además, la ubicación del modelo único en BIM en un servidor hace que todas las partes implicadas en el proyecto estén actualizadas en todo momento, favoreciendo el trabajo colaborativo.

• Dimensiones en BIM: Además de las dos dimensiones en el espacio usadas en CAD, BIM añade nuevas dimensiones al método de trabajo:
  • 3D_Modelo: En esta dimensión se representa toda la geometría del proyecto. En BIM disponemos de un único modelo en el que se encuentra toda la información, y del que obtendremos las distintas representaciones. Los elementos de diseño en BIM son elementos constructivos a los que podremos añadir propiedades. La información de los elementos en BIM puede ser tan completa como nosotros queramos.
  • 4D_Programación: En esta dimensión se añade una línea de tiempo al modelo.
  • 5D_Control de costes: Nos permite un mayor control de los costes del proyecto. Los datos que posean los elementos del modelo podrán ser extraídos en tablas en el propio programa.
  • 6D_Sostenibilidad: Conocida como “Green BIM”, se relaciona con la sostenibilidad del edificio.
  • 7D_Mantenimiento: En ella se desarrolla la gestión del ciclo de vida del proyecto.
• LOD (Level of Development): Es un término asociado al nivel de desarrollo o de información que contiene el modelo. National BIM Standards (NBIMS, 2013) lo define como: “the degree to which a model element’s geometry and attached information has been thought through – the degree to which project team members may rely on the information when using the model”. El término LOD fue introducido por el American Institute of Architects (AIA) en 2008, cuando definió en su documento E202-2008 cinco niveles de desarrollo para cualquier proyecto en BIM, junto con los requisitos para cada uno de ellos.  La ventaja de LOD en BIM respecto a CAD consiste en una serie de especificaciones que permiten a los profesionales del sector AEC documentar, articular y especificar el contenido del modelo en BIM de forma efectiva y clara.

2. Desarrollo

2.1 De 2D a BIM

Tras comprobar las ventajas de BIM respecto a CAD, debería ser lógico el cambio de metodología. Los nuevos tiempos demandan nuevas tecnologías, y con ellas el ahorro económico y de tiempo que supone su uso.

El uso de BIM se ha extendido a nivel global, aunque no al ritmo esperado. Actualmente sigue habiendo partes del sector AEC reacias a dar el salto a BIM. Las razones para no implementar BIM se suelen basar en tres aspectos:

• Cultura de la empresa: El salto de CAD a BIM supone un cambio de la filosofía y del método de trabajo. También se podría argumentar que la metodología BIM no se encuentra tan implantada en el sector AEC como CAD, si bien es cierto que esta tendencia se está invirtiendo actualmente.
• Personas: Para introducir BIM en una empresa es imprescindible la formación del personal. El aprendizaje de la metodología BIM puede ser un proceso complejo, suponiendo una inversión económica y de tiempo.  También existe cierta resistencia al cambio, la necesidad de salir de la zona de confort que supone CAD para introducirse en algo completamente nuevo y desconocido.
• Tecnología: Es importante decidir qué software va a implantar la empresa para el desarrollo de BIM, si bien esto no afectaría al flujo de trabajo entre disciplinas debido a la existencia de formatos abiertos.

2.2 Niveles de implementación BIM

La creación de niveles BIM, también llamados niveles de madurez, permiten ver el proceso de adopción de BIM como los próximos pasos de un viaje que ha llevado al sector de la mesa de dibujo al ordenador, y finalmente a la era digital.

Actualmente, el modelo más empleando en el desarrollo de proyectos BIM es el Bew Richards Maturity Model (Bew y Richards, 2008), adoptado por el Reino Unido. Estos niveles se han definido en una escala del 0 al 3, según las siguientes consideraciones:

• Nivel 0: En este nivel no existe colaboración alguna. La documentación y distribución del proyecto se realiza a través de formato físico, digital, o una mezcla de ambos.
• Nivel 1: En este nivel la colaboración entre disciplinas es nula o muy baja, ya que cada parte genera y gestiona su propia información. Se suele conocer como BIM solitario.  Contiene una mezcla de CAD 3D para el concepto, visualización y fases iniciales de diseño, y 2D para la realización de los proyectos básico y de ejecución.
• Nivel 2: Se distingue por el trabajo colaborativo, y requiere la producción de modelos de información 3D por todos los miembros del equipo. No obstante, estos modelos no necesitan coexistir en un único modelo.  El software usado debe ofrecer la posibilidad de exportación en formato abierto (IFC).
• Nivel 3: Este nivel aprovecha todas las posibilidades que ofrece BIM, facilitando el trabajo colaborativo y la interoperabilidad. El modelo se guarda en un servidor, en el que cualquier agente del proyecto puede crear, consultar o modificar el modelo a lo largo del ciclo de vida del edificio.

2.3 Posibles escenarios en cada nivel de implementación

El nivel colaboración entre agentes y disciplinas resulta fundamental a la hora de clasificar cada empresa en su correspondiente nivel de madurez, ya que una de las metas en BIM es facilitar el trabajo mediante formatos abiertos que favorezcan el trabajo colaborativo.

• Nivel 0: Empresas que se basen en el uso de CAD para la documentación del proyecto. Suelen apoyarse en software externo para las distintas fases del proyecto. En este nivel se encontraría en mayor parte todas las empresas que han usado CAD desde el principio, algunas antes de que se extendiese el uso de BIM. Para avanzar al Nivel 1 sería necesario asumir cierto esfuerzo inicial, tanto económico como de aprendizaje.
• Nivel 1: En estos casos el trabajo colaborativo es testimonial, incluso nulo. Nos encontramos con empresas que contaban con Nivel 0 de madurez BIM y han decidido comenzar a usar las herramientas 3D para facilitar la visualización del proyecto, sin aprovechar otros recursos que BIM ofrece. También podemos encontrar aquellas que ya poseían un conocimiento de las herramientas 3D al cursar los estudios, cuyo aprendizaje se haya estancado.  Para alcanzar el Nivel 2 sería necesario formar al personal para aprovechar el potencial de BIM.
• Nivel 2: En este nivel existe un extenso conocimiento de la metodología BIM, aunque el trabajo colaborativo no se encuentra completamente optimizado. Las distintas partes implicadas, al trabajar de forma independiente, no permiten disponer del trabajo actualizado en todo momento.  Sería necesaria la existencia de un BIM Manager que coordine la gestión del modelo BIM entre disciplinas para alcanzar el Nivel 3.
• Nivel 3: En este nivel se encuentran todas las empresas que han implantado positivamente la metodología BIM, y se benefician del trabajo colaborativo con el resto de disciplinas y agentes implicados en el proyecto.  Estas empresas implementaron BIM en su día, conscientes de los beneficios que les reportaría, y se han ido actualizando con los avances tecnológicos.

2.4 Factores que dificultan la implementación de BIM

La implementación de BIM requiere de una inversión en el conocimiento de los estándares y protocolos BIM, así como la formación del personal en nuevas plataformas de software, conllevando una inversión económica para poder usar dichas herramientas.

• En la 5ª Reunión Comisión BIM en España (es.BIM, 2017) podemos observar alguna de las razones por las que muchas empresas no dieron el salto a BIM en su momento. A la pregunta de si existía previsión de implantación BIM en las empresas, más del 70% indicó que no tenía prevista la implantación BIM. Las razones argumentadas para no adoptar BIM fueron entre otras la falta de personal capacitado, la falta de necesidad de implementar BIM, o factores económicos.
• El National BIM Report 2019 de Reino Unido (NBS, 2019) muestra un grado elevado de implementación BIM. Un 69% de los encuestados han adoptado BIM en mayor o menor medida. Comparado respecto a los resultados de 2016 supone un aumento del 15%. La tendencia indica que la implementación BIM seguirá aumentando en los próximos años. Algunas razones para no implementar BIM fueron la ausencia de demanda por parte del cliente, falta de experiencia, aspectos económicos y falta de interés en actualizarse. Podríamos resumir en tres los motivos para la decisión de no adoptar BIM en las empresas: la resistencia al cambio, el aspecto económico y la necesidad de adaptación a la metodología BIM.

2.5 Resistencia al cambio

La creencia de que no hay necesidad de dar el salto, de que las herramientas existentes ya son buenas y no es necesario cambiar si funciona, suele ser bastante común. Normalmente estos razonamientos no son fundamentados, y detrás de ellos no hay estudios de viabilidad, o de cálculo del ROI (Return of Investment). En muchos casos los agentes de las distintas disciplinas con los que se relacionen tampoco hayan adoptado la metodología BIM, reforzando la creencia de que el cambio no es necesario.

2.6 Aspecto económico

Existen dos factores a tener en cuenta, en los que el aspecto económico influye directamente

• Inversión inicial: Sería necesario valorar la viabilidad económica a través de un BIP (BIM Implementation Plan) para conocer la inversión inicial necesaria, para a continuación realizar un estudio del ROI (Return of Investment), con la que tendríamos toda la información para valorar la inversión a realizar y comprobar la viabilidad de la misma para la empresa a medio – largo plazo.
• Disminución de la producción al inicio del aprendizaje: Es necesario tener en cuenta que en el momento en que se realice el cambio de CAD a BIM va a existir un descenso de la producción. Con el paso del tiempo el aumento de la productividad con respecto a CAD es exponencial, tal y como muestra la Gráfica de productividad durante implementación BIM (Reizgevičius, Ustinovičius, Cibulskienė, Kutut y Nazarko, 2018).

2.7 Necesidad de adaptación a la tecnología BIM

La implantación de BIM no implica sólo el cambio de software, es además necesario un cambio de mentalidad, ya que la metodología de trabajo es completamente distinta.

Destacaríamos dos aspectos importantes a la hora de implementar BIM:

• Adaptación a los procesos colaborativos (IPD): Además de la colaboración entre disciplinas, BIM también comienza a ir de la mano con los llamados Integrated Project Delivery (IPD) (BuildingSMART Spanish Chapter, 2019), en los que la colaboración entre las partes se hace patente desde el momento de realización del contrato, conllevando con ello la optimización del proyecto en tiempo y costes.
• Asunción de responsabilidades dentro de la organización: Una correcta estructuración de la empresa es necesaria para la implantación de BIM, definiendo cada rol y las funciones de cada miembro (BIM Manager, BIM Coordinator, BIM Modeler).

2.8 Posibles soluciones al problema

No existe una única fórmula que dé respuesta a todos los factores. Habría que estudiar cada caso en particular, y decidir cuál es el enfoque más adecuado para llevar a cabo este cambio, sin que llegue a resultar traumático para las empresas.

Independientemente del tipo de medidas tomadas en cada caso, podríamos establecer una serie de pautas a seguir en función de los factores anteriores. Esto no garantizaría en su totalidad la implementación BIM, aunque supondría una ayuda considerable. El factor más decisivo será la voluntad propia de la empresa y cada uno de los profesionales que la componen para realizar dicho cambio.

A continuación se muestran posibles soluciones para cada caso:

• Resistencia al cambio: Es necesario un cambio de mentalidad por parte de la empresa. Los profesionales de la empresa han de tener la voluntad de aprender y estar abiertos al cambio. La información jugará un papel fundamental para influir en el cambio de mentalidad, para desmontar los falsos “mitos” que las empresas tengan sobre BIM. El cambio en estas empresas ha de ser progresivo. La empresa ha de tener muy clara la hoja de ruta para la implementación BIM, realizada previamente en el BIP.
• Aspecto económico: La inversión inicial es también una gran barrera a superar por las empresas. En este caso sería de gran ayuda la aportación de ciertas facilidades a modo de incentivo provenientes de agentes externos a la empresa, como podría ser las mismas empresas de software. En el caso de que la empresa prevea una disminución de la producción al inicio, es necesario estructurar correctamente el BIP para minimizar las pérdidas económicas y optimizar la curva de aprendizaje.
• Necesidad de adaptación a la metodología BIM: En muchas empresas el cambio a BIM se ha realizado a medias. Los proyectos son modelados y usados básicamente para la realización de visualizaciones y la entrega de planos, desaprovechando las ventajas que ofrece BIM. En estos casos el problema reside en la ausencia de una jerarquía BIM en la empresa, en la que los roles BIM estén claramente definidos. Al definir los roles de BIM Manager, BIM Coordinator y BIM Modeler en la empresa, y especificar las funciones de cada uno de ellos, permitirá a cada miembro de la empresa a asumir sus responsabilidades y fomentar el flujo de trabajo en la misma. Otra posible opción sería la incorporación de una persona capacitado para asumir el rol de BIM Manager, que además de cumplir las funciones que requiere el rol pueda contribuir a la formación del personal de la empresa.