Gemelos digitales geotécnicos y BIM

El modelado de información de construcción (BIM) es ya un concepto familiar, pero los «gemelos digitales» están surgiendo como un fenómeno en las infraestructuras civiles.

Basándose en la vasta experiencia de Jonas Weil en ingeniería geotécnica y de Nick Nisbet en el desarrollo del BIM, este grupo de debate explora el concepto de gemelo digital geotécnico y lo contrasta con los gemelos digitales convencionales y el BIM. ¿Cuáles son las diferencias y cómo se relacionan entre sí? ¿Cuál es el papel de los estándares abiertos frente a las herramientas de especialistas geotécnicos para alcanzar el éxito en los proyectos de infraestructura?

Generalidades

Video Transcript

[00:00:05.770]
<v ->Bienvenidos todos a nuestro panel de debate del Lyceum 2020</v>

[00:00:09.940]
sobre gemelos digitales geotécnicos y BIM.

[00:00:13.980]
No tengo dudas de que ya conocen a BIM.

[00:00:17.200]
Ha sido una de las funciones de los proyectos de infraestructura civil

[00:00:21.860]
durante mucho tiempo.

[00:00:24.290]
Los gemelos digitales son mucho más nuevos

[00:00:27.624]
y son, por cierto, un fenómeno en la infraestructura.

[00:00:32.610]
Pero, por supuesto, si colocamos una capa geotécnica

[00:00:35.550]
en alguna de estas cosas, entonces genera más interés

[00:00:39.780]
y, quizás, las normas de participación sean ligeramente diferentes.

[00:00:44.610]
Tengo la suerte de tener a dos panelistas maravillosos

[00:00:47.200]
conmigo hoy.

[00:00:48.720]
Tenemos a Nick Nisbet,

[00:00:49.840]
vicepresidente de BuildingSmart en el Reino Unido,

[00:00:52.970]
director ejecutivo de AEC3,

[00:00:55.830]
y quien ha estado trabajando con BIM por más de 40 años.

[00:00:59.810]
Y Jonas Weil, geoingeniero sénior

[00:01:02.890]
de IC Group en Austria,

[00:01:05.030]
con más de 10 años de experiencia provisional

[00:01:08.910]
en infraestructura y minería,

[00:01:11.270]
con foco en geología estructural

[00:01:12.890]
y modelado 3D de geología.

[00:01:15.620]
Sin más preámbulos,

[00:01:20.960]
acérquense, qué bueno verlos,

[00:01:22.960]
aprecio mucho que se hayan tomado el tiempo

[00:01:25.200]
para estar con nosotros en este panel de debate.

[00:01:28.610]
<v ->Gracias por recibirnos.</v>

[00:01:29.665]
<v ->También nos acompaña mi colega, Gareth Christopher,</v>

[00:01:34.430]
gerente de desarrollo comercial para nuestra región EMEA.

[00:01:37.820]
Genial. De verdad les agradezco por su tiempo.

[00:01:41.230]
Nick, quizás podemos comenzar contigo.

[00:01:44.640]
Sé que has participado en BIM durante mucho tiempo.

[00:01:47.950]
Desde nuestro lugar, ¿cómo se

[00:01:50.720]
con los desafíos enfrentados

[00:01:54.420]
al principio de su recorrido?

[00:01:57.640]
<v ->Oh, bien, ha sido un largo camino.</v>

[00:02:02.300]
Creo que todos los profesionales acuñaron los dibujos

[00:02:12.420]
como el medio primario de comunicación,

[00:02:15.435]
y creo que cada profesión ha expresado

[00:02:19.480]
que piensa en 3D y dibujan en 2D,

[00:02:23.040]
y eso fue, en gran medida, parte de la

[00:02:25.540]
formación de arquitectura que yo recibí.

[00:02:28.410]
Pero, poco a poco,

[00:02:31.880]
en cada uno de los oficios y de las profesiones

[00:02:33.900]
se aprendió que, de hecho, transmitir información en 3D

[00:02:38.810]
es beneficioso para ellos y para el resto del equipo,

[00:02:43.870]
ya sea de infraestructura o de construcción,

[00:02:47.400]
una construcción o un edificio en uso.

[00:02:50.640]
Ha sido un avance gradual

[00:02:54.810]
tomar cada disciplina como viene

[00:02:57.650]
y asegurarse de preservar la experiencia

[00:03:04.920]
a medida que conocemos nuevas formas de trabajo.

[00:03:08.500]
<v ->¿Es el objetivo principal de BIM unir</v>

[00:03:11.871]
verdaderamente esas diferentes disciplinas?

[00:03:18.950]
<v ->Bien, creo que el objetivo es comprender</v>

[00:03:26.040]
el entorno de una obra,

[00:03:27.360]
ya sea un edificio, una estructura, una obra geotécnica

[00:03:31.050]
o la construcción de un túnel

[00:03:32.560]
e, inevitablemente, significa el uso compartido de información

[00:03:36.520]
para crear una imagen completa,

[00:03:38.080]
porque nadie sabe todo,

[00:03:42.383]
y toda la información tiene alguna relevancia para cualquiera.

[00:03:48.150]
Creo que esa es la verdadera fortaleza de BIM,

[00:03:50.270]
compartir información

[00:03:51.650]
de una manera que puede usarse desde muchos ángulos diferentes.

[00:03:55.540]
Podemos obtener programas,

[00:03:57.220]
vistas 3D y animaciones.

[00:04:02.350]
Podemos obtener todo tipo de análisis de él.

[00:04:06.960]
Por eso,

[00:04:08.170]
se convierte en lo que ahora se llama la fuente única de la verdad.

[00:04:14.060]
Por cierto, es un entendimiento más coherente

[00:04:17.930]
del entorno de una obra que el que era posible

[00:04:20.180]
cuando usábamos dibujos y documentos por separado.

[00:04:25.186]
<v ->¿Ha sido difícil</v>

[00:04:26.590]
lograr que las personas cambien su forma de pensar?

[00:04:32.280]
<v ->Bueno, sí, ha sido difícil.</v>

[00:04:36.440]
Creo que fue a finales de los años 70 y a comienzos de los años 80

[00:04:40.900]
cuando asumimos la tarea de persuadir a los arquitectos

[00:04:45.270]
de que su información era mejor en 3D

[00:04:49.470]
y en BIM,

[00:04:51.790]
unir los dibujos y los documentos

[00:04:53.720]
en algo coordinado naturalmente, y así sucesivamente.

[00:05:00.940]
Luego, se llevó la conversación a los ingenieros de estructuras,

[00:05:04.597]
MAP,

[00:05:06.720]
y más recientemente,

[00:05:08.790]
a los ingenieros civiles, creo que han tenido

[00:05:12.950]
que atravesar el mismo proceso,

[00:05:13.840]
y hay muchas otras disciplinas

[00:05:15.340]
que podría mencionar también.

[00:05:17.070]
Creo que en cada caso se necesita hacer una evaluación honesta

[00:05:21.950]
de lo que intentaban hacer

[00:05:26.100]
con los dibujos y los documentos antiguos

[00:05:28.380]
y lo que podemos hacer ahora con BIM.

[00:05:33.030]
<v ->Así es.</v>

[00:05:33.863]
Gracias, Nick.

[00:05:35.890]
Jonas, desde tu punto de vista,

[00:05:38.080]
como un ingeniero geotécnico o

[00:05:40.810]
geoingeniero en ejercicio, ¿cómo se compara esto?

[00:05:45.270]
<v ->De hecho, es muy similar.</v>

[00:05:48.770]
Desde mi experiencia, comenzamos con esta forma más tarde.

[00:05:53.021]
(Jonas se ríe)

[00:05:53.854]
Hace como 10 años,

[00:05:55.370]
comenzamos con el uso integral de modelado 3D

[00:05:58.450]
de la minería.

[00:06:00.600]
Pero nos dimos cuenta de que nuestros colegas que diseñan túneles

[00:06:04.270]
y quienes coordinan sitios de construcción

[00:06:07.880]
realmente valoraban tener todos los datos juntos en 3D.

[00:06:12.120]
Las primeras aplicaciones que tuvimos en infraestructura

[00:06:14.870]
eran esos casos, como dije.

[00:06:16.860]
Tenemos una situación difícil, una geometría complicada.

[00:06:22.080]
Tenemos estas herramientas del proyecto de minería

[00:06:24.560]
que ya vimos.

[00:06:25.820]
¿Podemos no usarlas para el túnel?

[00:06:27.120]
Hacíamos cosas como estas,

[00:06:29.430]
reunir todos los datos

[00:06:32.230]
y los documentos de los túneles con los diseños

[00:06:35.310]
y con el conocimiento existente sobre supervisión.

[00:06:38.130]
Ellos realmente lo valoraron.

[00:06:40.470]
El impulso vino, de hecho, de nuestros colegas ingenieros.

[00:06:45.693]
<v ->De acuerdo.</v>

[00:06:46.529]
<v ->Tenemos una separación de funciones.</v>

[00:06:49.180]
Yo me veo como geólogo principalmente,

[00:06:52.560]
yo proveo o traduzco las bases del suelo

[00:06:55.340]
para los ingenieros,

[00:06:56.640]
y todos tenemos entornos de obra, y los ingenieros también.

[00:07:01.260]
Por eso, nos alegra cuando vemos que usan nuestros modelos

[00:07:04.110]
y cuando usan un modelo 3D y comienzan a hacer cortes,

[00:07:08.170]
a crear sus propias secciones,

[00:07:10.950]
porque esto es, otra vez, una similitud,

[00:07:14.360]
muchas aplicaciones de infraestructura se relacionan con 2D

[00:07:19.770]
y lo harán por siempre porque, por supuesto, si tenemos un túnel,

[00:07:23.207]
tenemos una estructura lineal.

[00:07:25.030]
Si nosotros (no se distingue)

[00:07:27.640]
lo bajamos de alguna manera a 2D, según la escala.

[00:07:33.460]
Pero también para las aplicaciones geotécnicas,

[00:07:37.030]
el primer enfoque rápido

[00:07:39.340]
suele ser el cálculo 2D de una sección,

[00:07:41.610]
puede ser una tonelada de sección transversal

[00:07:43.010]
o una sección a través de talud cortado,

[00:07:44.960]
pero no es el más efectivo.

[00:07:47.800]
Si tenemos mucha incertidumbre en nuestro modelo,

[00:07:51.105]
especialmente en este caso,

[00:07:53.640]
es una muy buena herramienta antes de hacer cualquier análisis 3D.

[00:07:57.890]
Pero para nosotros

[00:07:59.990]
es importante señalar

[00:08:02.530]
que esas secciones 2D siempre deben derivarse

[00:08:05.870]
de la imagen completa.

[00:08:07.340]
Por eso, necesitamos los analizadores integrales.

[00:08:09.590]
Necesitamos comprender las condiciones en 3D

[00:08:12.232]
y, luego, definir dónde poner la sección 2D.

[00:08:16.010]
<v ->Sí, es es un muy buen punto.</v>

[00:08:17.570]
Me gusta esta idea

[00:08:19.450]
de mezclar los mundos 2D y 3D.

[00:08:22.490]
del modelo.

[00:08:23.323]
Creo que tiene sentido.

[00:08:26.305]
Aquí tenemos uno de sus modelos, Jonas.

[00:08:28.490]
Quizás, si comparto eso,

[00:08:31.490]
puede explicarnos el modelo

[00:08:33.660]
y qué vemos.

[00:08:35.290]
Voy a ponerme aquí para comenzar a usarlo.

[00:08:42.100]
Díganos lo que ve aquí.

[00:08:45.930]
<v ->Con gusto.</v>

[00:08:47.168]
(Jonas se ríe entre dientes)

[00:08:48.001]
Mostramos este ejemplo en muchos lugares.

[00:08:50.929]
Por un lado, porque es un proyecto muy impresionante.

[00:08:54.570]
Es decir, es una presa de 200 metros de altura.

[00:08:58.460]
Con toda la estructura de subsuelo relacionada,

[00:09:00.960]
es, definitivamente, uno de nuestros

[00:09:03.610]
proyectos de infraestructura

[00:09:05.180]
superior.

[00:09:07.570]
Por otro lado, tuvimos mucho tiempo

[00:09:10.080]
y se hizo mucha investigación,

[00:09:13.960]
tuvimos que consolidar mucha información.

[00:09:17.280]
Aquí vemos un talud cortado final

[00:09:21.840]
del margen izquierdo del trabajo científico de raíz.

[00:09:24.460]
Esto viene de un modelo fotogramétrico,

[00:09:26.520]
que incluimos en Leapfrog,

[00:09:28.750]
y que usamos para documentar la información del talud.

[00:09:33.060]
Por eso, aquí vemos el mapa geológico de los cortes del talud

[00:09:36.610]
y también se hace en las minas.

[00:09:38.950]
Documentamos todos los taludes cortados

[00:09:42.230]
por más de tres años,

[00:09:43.690]
unimos todos esos datos,

[00:09:46.250]
pero ya era una etapa posterior del proyecto.

[00:09:48.790]
Esto cuando la excavación ya había comenzado.

[00:09:50.690]
De hecho, comenzamos el modelado en 2013,

[00:09:53.820]
cuando tuvimos los datos de la primera perforación

[00:09:55.480]
y los primeros perfiles sísmicos,

[00:09:57.930]
los mapas se hacen de los primeros documentos.

[00:10:00.190]
Comenzamos a unir todo lo que teníamos

[00:10:04.820]
e hicimos esto durante todo el proyecto.

[00:10:09.610]
Podemos volver a 3D, 3D y 1D (no se distingue).

[00:10:13.831]
Aquí veremos una perforación con la geofísica de la perforación.

[00:10:16.440]
Hubo muchas pruebas <em>in situ</em>

[00:10:18.210]
con métodos muy diferentes.

[00:10:21.140]
Aquí lo vemos otra vez, los documentos de los mapas del túnel.

[00:10:24.073]
Estos no son los taludes, sino todos los túneles,

[00:10:26.800]
todos los túneles de acceso (no se distingue).

[00:10:29.880]
Vemos la geofísica.

[00:10:31.100]
Otra vez, este es un ejemplo en 2D porque hacemos perfiles.

[00:10:35.750]
Estas también son investigaciones sísmicas.

[00:10:39.270]
Usamos todos estos datos

[00:10:41.070]
que tenemos en un modelo para las interpretaciones.

[00:10:43.670]
Entonces, creamos diferentes tipos de modelos

[00:10:47.000]
para fines diferentes.

[00:10:48.665]
Modelamos tipos de macizos rocosos para el diseño de la presa.

[00:10:53.913]
Modelamos tipos de macizos rocosos para el diseño del talud.

[00:10:57.820]
Modelamos discontinuidades discretas para varias aplicaciones

[00:11:02.330]
porque la estabilidad del talud se controlaba, principalmente,

[00:11:05.020]
con patrones y patrones de discontinuidad.

[00:11:09.580]
Pero todas estas interpretaciones

[00:11:11.350]
se han hecho en el mismo modelo

[00:11:12.940]
y con los mismos antecedentes.

[00:11:14.710]
Por eso, todos los datos fácticos estaban disponibles

[00:11:17.800]
y los usamos a todos juntos

[00:11:20.010]
para derivan en los diferentes modelos.

[00:11:22.550]
Creo que ese es uno de los aspectos clave.

[00:11:26.090]
Este es el modelo por el que llamamos a este tipo de modelo

[00:11:29.480]
un modelo de coordinación geotécnico.

[00:11:33.160]
Porque para nosotros es una fuente de verdades,

[00:11:35.690]
por llamarlo de alguna manera.

[00:11:37.110]
Esta es una descripción general de todos los datos existentes.

[00:11:41.320]
A partir de esto, hacemos nuestra interpretación.

[00:11:43.370]
Nuevamente, vemos un ejemplo 2D del talud cortado,

[00:11:49.190]
un análisis de estabilidad del talud.

[00:11:51.940]
Antes, el modelo 3D se usaba principalmente para las bases de las presas.

[00:11:56.040]
Este video ya tiene casi dos años,

[00:12:01.743]
cuando los documentos del talud recién se terminaban.

[00:12:05.680]
A partir de entonces, el modelo ha seguido evolucionando.

[00:12:07.980]
La mayoría de los taludes cortados y los túneles están terminados,

[00:12:12.530]
pero la construcción está comenzando y la supervisión está en curso.

[00:12:17.210]
Las operaciones de enrutamiento

[00:12:20.231]
(no se distingue) analiza la necesidad de verificar el modelo

[00:12:25.100]
porque puede haber algunas áreas críticas.

[00:12:28.240]
Se están construyendo más túneles.

[00:12:29.600]
Es, realmente, un modelo viviente

[00:12:31.530]
y lo vamos a tener

[00:12:34.040]
al menos hasta el fin de la construcción,

[00:12:36.470]
pero luego lo entregaremos definitivamente para la operación.

[00:12:41.680]
<v ->Asombroso.</v>

[00:12:44.050]
Lo llamamos «modelo de coordinación geotécnica».

[00:12:48.188]
¿Cree usted que

[00:12:49.160]
lo que hemos visto ha sido, en verdad un gemelo digital?

[00:12:53.180]
<v ->Sí. Podemos llamarlo así.</v>

[00:12:56.170]
Puede ser distinto

[00:12:57.449]
a lo que piensan las personas en el sector de la construcción

[00:13:01.370]
cuando hablan de gemelos digitales

[00:13:03.170]
o de otras disciplinas relacionadas con la ingeniería,

[00:13:10.000]
porque saben exactamente cómo son

[00:13:13.740]
sus partes y su edificio,

[00:13:15.050]
y tienen geometrías 3D perfectas de cada tornillo.

[00:13:18.460]
No lo tenemos.

[00:13:19.370]
Tenemos una idea de los cimientos del suelo

[00:13:21.470]
y tenemos documentos de la superficie y de las perforaciones

[00:13:24.990]
o en los perfiles geofísicos.

[00:13:27.108]
Pero lo que hacemos es unir todo.

[00:13:30.000]
El gemelo es,

[00:13:32.480]
todavía, un esquema del gemelo,

[00:13:35.150]
pero incluye al menos toda la información disponible.

[00:13:38.200]
Esto es lo más cerca que podemos estar de un gemelo digital

[00:13:42.944]
cuando no conocemos las condiciones exactas de la estructura.

[00:13:47.640]
<v ->No, eso tiene sentido.</v>

[00:13:48.870]
Gracias.

[00:13:50.230]
Nick, ¿coincide eso con su opinión

[00:13:53.270]
sobre lo que es o debería ser un gemelo digital?

[00:13:56.920]
<v ->Sí, quiero decir, tenemos el proceso</v>

[00:14:01.310]
de recopilación de información,

[00:14:03.570]
ya sea con un estudio de campo

[00:14:05.160]
o con técnicas geológicas más sofisticadas

[00:14:11.140]
y más.

[00:14:12.206]
A partir de eso, tenemos una interpretación,

[00:14:14.940]
que es lo que realmente se puede compartir

[00:14:18.029]
junto con todas las implicaciones.

[00:14:23.660]
Ya sea un gemelo digital para un edificio

[00:14:26.920]
o para la estructura de roca alrededor de una presa o lo que sea,

[00:14:31.150]
creo que lo importante

[00:14:34.120]
es que siempre implica un grado de simplificación.

[00:14:37.231]
Creo que el otro aspecto clave sobre un gemelo digital

[00:14:42.281]
es la idea de un circuito de retroalimentación

[00:14:48.260]
que distingue BIM de un gemelo digital.

[00:14:52.900]
De hecho, creo

[00:14:55.040]
que es un ida y vuelta de información.

[00:14:58.910]
Podemos supervisar bien la geología

[00:15:05.020]
o la estructura al actualizar el modelo,

[00:15:11.460]
y las implicaciones de su retroalmentación

[00:15:17.240]
afectan la manera en que se opera o se investiga

[00:15:20.940]
la estructura más adelante.

[00:15:24.160]
Esto es algo que destacamos

[00:15:26.550]
en el trabajo que hicimos con los japoneses,

[00:15:28.780]
cuando estuvimos trabajando en los modelos geotécnicos,

[00:15:33.940]
porque ellos están muy entusiasmados

[00:15:37.830]
con esta cuarta etapa de supervisión,

[00:15:42.260]
dada la inestabilidad de gran parte de su suelo y más.

[00:15:46.330]
Entonces, terminanos con una recopilación,

[00:15:48.760]
una interpretación de los datos, las implicaciones

[00:15:51.420]
y, luego, la cuarta etapa de la supervisión.

[00:15:53.810]
Creo que esa cuarta etapa

[00:15:55.331]
es lo que hace realmente un gemelo digital.

[00:16:00.260]
<v ->Si, eso tiene mucho sentido.</v>

[00:16:01.840]
Entonces, cómo tenemos ese tipo de diferencias críticas

[00:16:05.360]
en el gemelo digital geotécnico,

[00:16:07.280]
el lado interpretativo de este

[00:16:09.714]
tipo de suelo, quizás es constante,

[00:16:17.340]
pero nuestro entendimiento de eso siempre evoluciona

[00:16:20.701]
y tenemos un mayor o menor grado de certeza

[00:16:25.960]
en nuestro entendimiento.

[00:16:26.910]
¿Cómo ha impactado eso en el desarrollo de las normas de IFC

[00:16:32.060]
de la geotecnia?

[00:16:34.360]
<v ->Bien, decidimos enfocarnos</v>

[00:16:38.460]
en el uso compartido de la interpretación,

[00:16:40.630]
y queríamos asegurarnos

[00:16:42.378]
de que con esa información, junto con otra información

[00:16:48.210]
de los ingenieros,

[00:16:50.400]
no hubiera malos entendidos.

[00:16:53.080]
Queríamos asegurarnos de que hubiera atributos

[00:16:56.780]
que pudieran describir la incertidumbre

[00:16:58.580]
relativa a cualquiera de esos objetos compartidos.

[00:17:02.500]
<v ->Gracias, caballeros, por su tiempo.</v>

[00:17:03.910]
Vamos a avanzar con las preguntas

[00:17:06.730]
que las personas han colocado en el chat.