6 de mayo de 2020
BIM en lo virtual, drones en lo físico e Inteligencia Artificial como nexo de unión.
Contenido:
Introducción a BIM en lo Virtual
El sector AEC –Architecture, Engineering & Construction-, es el segundo mercado industrial más grande del mundo y, desgraciadamente, el sector con menos crecimiento en digitalización durante los últimos 15 años. Esta falta de crecimiento digital no solo se refleja en términos de innovación, sino también en términos de productividad bruta del sector. Tanto es así, que, sobretodo en los últimos 10 años, se ha hecho muy evidente su estabilidad contraria a la digitalización frente a otros sectores de gran relevancia como el Manufacturing.
Obedeciendo solo a grandes proyectos de construcción, estos mueven más de 7 trillones de dólares al año y crecerán un 109% en los próximos 10 años.
Carece de sentido que manejando estas cifras, aún el 78% de los proyectos comiencen sabiendo que sufrirán sobrecostes y al menos 6 meses de retraso.
Sin embargo, partidas tan importantes como la de inspección de obra, control de calidad, análisis técnico o sostenibilidad solo conllevan un 3-4% del presupuesto total de estos proyectos. El combate de la ejecución de proyectos de este tipo frente a su “pain” más doloroso, sobrecostes y retrasos, históricamente no se ha centrado en la búsqueda de eficiencia y digitalización.
BIM en lo virtual
Los objetivos estratégicos de las empresas del sector AEC –Architecture, Engineering & Construction-, su innovación y reacción al mercado, tienen que ser desarrollados de forma ágil y controlada. Actualmente, se vive una transformación digital gradual del modelo tradicional característico de todos aquellos agentes del sector AEC que adoptan el framework BIM –Building Information Modelling-, como pilar básico para su excelencia operacional.
La tecnología BIM –Building Information Modelling- llegó al sector proveniente del mercado anglosajón hace poco más de 15 años y lo hizo para quedarse.
Tras unos años de difícil adopción en un sector tan conservador, esta tecnología comienza a ser usada por obligación legal en casi todos los países desarrollados y lidera un estallido de revolución en busca de la eficiencia digital en el sector constructivo. Nace así en los últimos 3 años la era más exitosa del sector buildtech (innovación constructiva).
Ahora, partiendo desde 2020, la revolución es tan nítida que se prevé que la planificación e implementación BIM crezca un 98% a nivel mundial en los próximos 5 años.
Aún así, la tecnología BIM se plantea habitualmente como modo integral de planificación de proyectos constructivos de envergadura media-grande y, en ciertos casos, como elemento de control y mantenimiento actualizado de ejecución de proyecto. Tanto en desarrollo de volumen, como incluso en control de tiempo o costes. Esto se conoce como las dimensiones de un proyecto BIM.
También existen los casos en el que esta tecnología solo se utiliza para modelar en 3D el resultado que obtendrá el cliente por parte de oficinas de arquitectura o PMOs -Project Management Offices- . Definiendo la diferencia entre pequeño, mediano y gran proyecto en los límites de 10 y 100 millones de €, respectivamente.
Esta disparidad en el uso de la tecnología entre proyectos de igual envergadura, y mucho más entre proyectos de distinta envergadura, teóricamente, se debe a la inexistencia de un estándar global de uso. Sin embargo, a modo práctico y con el feedback del sector que startups de innovación como por ejemplo CHECKTOBUILD obtiene, se debe a que la inversión que una constructora, promotora o dirección facultativa debe hacer en personal, aprendizaje y tecnologías para aprovechar todos los beneficios de BIM no se percibe de forma directa frente al ahorro en tiempo y coste que se busca.
Es necesario una mentalidad abierta a la innovación para arriesgar ese paso del sector o algo mucho más tangible: Una aplicación directa sobre el esfuerzo de uso de esa tecnología que produzca ahorros directos, fáciles y tangibles. La etapa clave para obtener avances de innovación de este tipo es la ejecución de proyectos.
Drones en lo físico
El primer paso para conseguir esto debe ser, y está siendo, trabajar con una tecnología de escaneo de la realidad constructiva –on-site- que sea capaz de convertirla en virtual. Solo así se consigue digitalizar un proyecto en estado real para poder estudiar, probar, diseñar, planificar e incluso detectar con capacidades informáticas sus características.
De los mejores y más conocidos avances hardware en la implementación de proyectos del sector AEC son las tecnologías de escaneo. Concretamente, al citar esto se visualizan los drones. Con una capacidad de vuelo autónomo cada vez más ilimitada y con la flexibilidad y alcance en terreno que ningún operario actual de los proyectos puede tener, los hace la tecnología más prometedora para hacer del on-site un modelo virtual.
Y no es el dron el elemento más importante para conseguir esto, sino que lo son las cámaras que estos llevan colgadas. Puede darse incluso la situación en que no se requiera de un hardware volador como los drones para alcanzar la digitalización de un entorno constructivo con igual flexibilidad y alcance. Por ejemplo, esto se puede lograr colocando con los soportes móviles adecuados dichas cámaras en las grúas de la construcción.
Para ejemplificar la importancia de las cámaras (RGB, de características normales de uso) frente a la tecnología de vuelo, se trabajan con drones en proyectos en los que la cámara que llevan tiene un valor hasta 10 veces superior al propio dron.
El proceso por el que una cámara, a través de un conjunto de fotos, y un software capacitado para ello son capaces de generar la digitalización 3D de un proyecto on-site se llama fotogametría. A través de él y en la herramienta software con que se decida hacerlo, las fotos tomadas del terreno se convierten en un modelo 3D denominado Nube de Puntos. Esto es una composición de hasta millones de puntos que conforma el modelo virtual del proyecto real fotografiado. En este punto, la característica crítica para poder tratar un estudio de dicho modelo con fiabilidad es la precisión que alcanza. La precisión se refiere a la fiabilidad que tiene el modelo virtual de que, por ejemplo, entre dos pilares modelados en la misma nube de puntos exista la misma distancia en el proyecto real que en el modelo virtual. Muchos elementos influyen en esta propiedad: La altura a la que se toman las fotos, características técnicas de la cámara utilizada, elementos que introducen ruido en las imágenes e incluso el respeto a una misma relación entre la altura a la que se toman las fotos, la distancia que se deja entre foto y foto y el porcentaje de solape que ello crea.
Sin embargo, incluso con el cumplimiento más pulcro de todo lo anterior, un modelado fotogamétrico siempre va a contar con la imprecisión introducida por el posicionamiento GPS con el que trabaja el dron (o la cámara) para localizar cada fotografía en el espacio y que así se pueda generar correctamente la Nube de Puntos. Esta imprecisión, sobre la que el equipo que implementa la solución no puede rehacerse alcanza como mínimo 1 metro de magnitud.
Existen tecnologías de escaneo de obra real para su paso a virtual diferentes al proceso fotogamétrico. Aquí destacan las tecnologías Lidar o Láser Scan. Esto son estaciones de tierra, más o menos móviles que generan un escaneo de 360 grados a su alrededor cada vez que se les solicita y que, tras varios posicionamientos estáticos y escaneos, y a través de su software propio, genera nuevamente una Nube de Puntos. Su ventaja competitiva es que este modelado generado consta de una precisión, en algunos casos, hasta milimétrica. Acabando con el mayor problema de la fotogametría.
Dado este razonamiento, esta es la explicación por la que para el general de las fases de planificación y mantenimiento de proyectos del sector AEC se utiliza tecnología dron/cámaras, y para la ejecución de proyectos se utilizan tecnologías de aseguramiento de la precisión como el Lidar.
La necesidad de precisión de cada fase de proyecto marcan las tecnologías por las que el sector apuesta.
IA como nexo de unión
Aún así, cabe preguntarse: ¿Es posible que la innovación en el sector AEC acabe haciendo posible no tener que elegir entre precisión exhaustiva o flexibilidad, alcance y adaptabilidad de movimiento? La respuesta aquí es clara y concisa: Sí.
El sector BuildTech ya trabaja en el desarrollo de aplicaciones con Inteligencia Artificial que, mediante el reconocimiento de imágenes y su procesamiento, se controle el progreso de los proyectos constructivos con una certidumbre decente.
En estos casos en que a través de un algoritmo que se entrena y aprende con el progresivo número de usos que tenga se evita el uso del proceso fotogamétrico, aprovechando todo lo posible el potencial de las imágenes.
En este punto, se llega a la solución más prometedora.
Mediante la estandarización de un proceso fotogamétrico fiable y testado en el que se asegura no introducir interferencias adicionales, junto al trabajo de la Inteligencia Artificial al trabajar sobre la realidad on-site y el proyecto BIM, la startup líder de este artículo, CHECKTOBUILD, resuelve este problema.
Mediante un procedimiento original y bajo patente, se consigue equiparar la realidad del proyecto frente al proyecto BIM y con ello realizar detección de desviaciones y control de progreso con hasta un centímetro de precisión. Se aprovechan así las bondades del tratamiento de imágenes, generando independencia del tipo de cámara que lo ejecute y el modo de movimiento que esta tenga. Y además, se genera una precisión equivalente a la tan deseada tecnología Lidar.
Como el progreso sabe, la innovación no es el desarrollo de producto más original, sino la forma de adaptar el estado del arte actual a la solución más sencilla y valiosa posible.
FUENTES
Benages, R. (10 de Septiembre de 2019). 480. Obtenido de La digitalización de procesos en el sector de la construcción: https://cuatroochenta.com/caso-de-uso-la-transformacion-digital-en-el-sector-de-la-construccion/
Redacción. (28 de Abril de 2017). Interempresas. Obtenido de El BIM crece a una tasa del 19% anual: https://www.interempresas.net/Cerramientos_y_ventanas/Articulos/185322-El-BIM-crece-a-una-tasa-del-19-por-ciento-anual-a-nivel-mundial.html
Santalla, L. (17 de Agosto de 2015). Teoría de Construcción. Obtenido de Fotogametría con drones en construcción: http://teoriadeconstruccion.net/blog/fotogrametria-con-drones-en-construccion/
AUTOR:
Alejandro Ruiz Lara
BIOGRAFÍA:
Project Manager e Ingeniero de Software como vocación. Desarrollador de negocio como pasión. Actualmente, CEO de la startup CHECKTOBUILD en el sector BuildTech.
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