GreenBIM
Investigación en Tecnologías Digitales de apoyo al Diseño de Edificios Neutros en Carbono
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Investigación en Tecnologías Digitales de apoyo al Diseño de Edificios Neutros en Carbono
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El objetivo general del proyecto GreenBIM es la Investigación en el desarrollo e implementación de servicios y tecnologías digitales de apoyo al diseño de edificios neutros en carbono.
La principal novedad del proyecto es la investigación sobre:
● Los diversos parámetros y la estructura de la información ambiental que deben incluir los modelos digitales, en términos de huella de carbono, emisiones embebidas, salud y bienestar, y otros aspectos a estudiar (circularidad).
● La definición de metodologías que permitan estructurar la colaboración entre agentes para la recogida, incorporación y actualización de la información ambiental en objetos BIM.
● El desarrollo de una sistemática que permita la evaluación conjunta y la optimización del comportamiento ambiental de los edificios en los que se incorporan estos productos.
El resultado de esta investigación se implementará a través de la Plataforma de Servicios Digitales Avanzados BIM y del Módulo de Gestión Servicio Green BIM que se desarrolla dentro de este proyecto y que será puesta a disposición de los agentes del sector una vez finalizado el proyecto.
Para comprender la necesidad y el alcance del proyecto GreenBIM, es importante tener en consideración algunos elementos que describen/definen el panorama del sector del hábitat en España y con ello el marco de actuación en el que se desenvuelven y van a desenvolverse en los próximos años las empresas y organizaciones que constituyen el tejido industrial del sector.
El cambio climático está provocando que, cada vez más, se incremente la necesidad de fomentar una construcción descarbonizada y sostenible.
Hoy en el sector del hábitat en general y en el ámbito de la construcción en particular se abren paso nuevos enfoques y nuevos conceptos. Enfoques globales de ciclo de vida y conceptos altamente innovadores como el de “edificio neutro en carbono”.
Más allá de los edificios de consumo casi nulo o de la utilización de energías renovables para cubrir la demanda energética, la industria debe avanzar en medir la huella de carbono en todo el ciclo de vida de la construcción para poder minimizarla y contribuir de forma efectiva al cumplimiento de los objetivos de neutralidad climática y descarbonización asumidos a escala país.
Las próximas revisiones (ya en marcha) del Código Técnico de la Edificación comienzan a tener en consideración la posibilidad de limitar no sólo el consumo de energía - como ya es preceptivo - sino añadir también limitaciones en la cantidad de carbono embebido en el conjunto de los edificios a través de sus materiales y componentes.
En este contexto además han surgido diferentes certificaciones ambientales VERDE, BREEAM y LEED y de bienestar WELL, modelos que permiten reconocer los méritos ambientales y de bienestar de los edificios a través de unas etiquetas. Su gran contribución, aparte de identificar el comportamiento ambiental del edificio, es también poder incidir en ello, detectando sus puntos débiles y sugiriendo mejoras. En este punto, es fácil comprender la importancia que cobran en este proceso los fabricantes que participan en el edificio.
Todos los programas de certificación, al igual que se ha visto en el contexto normativo, avanzan en la implementación de una visión de ciclo de vida de los edificios, superando la evaluación componente a componente.
Consisten, de forma sintética, en una selección de indicadores, cada uno de los cuales asocia una valoración a un aspecto de la sostenibilidad ambiental, social o económica de un edificio.
El disponer de esta información estructurada por parte de los fabricantes y suministradores de productos va a ser determinante y se constituye hoy en día en un verdadero factor de competitividad para estas empresas.
Para los técnicos proyectistas el principal factor de competitividad se encuentra en poder disponer de herramientas y tecnologías digitales que les permitan conocer, interpretar, incorporar, gestionar y evaluar la información ambiental facilitada por fabricantes y suministradores en una escala mayor como es la del edificio completo con la finalidad de producir edificios más sostenibles; edificios neutros en carbono.
De esta forma podrán evaluar con un riguroso criterio técnico el verdadero impacto ambiental de los edificios que proyectan y la contribución que realizan al mismo los diferentes materiales, componentes y sistemas que lo forman.
Conocida esta contribución en un momento temprano, el proyectista podrá optar por prescribir aquellos productos que aporten información estructurada que le facilite el proceso y que además tengan un menor impacto ambiental.
De forma adicional, pero no por ello menos importante, los proyectistas necesitan herramientas digitales que les permitan transmitir esta información de forma simplificada, visual y fácilmente comprensible a promotores, constructores responsables de la ejecución de las obras y a los usuarios finales. Para ello los modelos virtuales resultan especialmente atractivos.
Resulta evidente por tanto que estamos ante un triple desafío:
● Determinar una sistemática que permita estructurar la información ambiental de productos y componentes.
● Ofrecer una solución a los fabricantes de productos que les permita incorporar esta información estructurada a sus productos y sistemas.
● Facilitar a los proyectistas herramientas digitales que permitan evaluar y comunicar esta información de forma agrupada mediante su representación en modelos virtuales a escala de edificio, contribuyendo con ello a la producción de edificios neutros en carbono.
Para los técnicos proyectistas el principal factor de competitividad se encuentra en poder disponer de herramientas y tecnologías digitales que les permitan conocer, interpretar, incorporar, gestionar y evaluar la información ambiental facilitada por fabricantes y suministradores en una escala mayor como es la del edificio completo con la finalidad de producir edificios más sostenibles; edificios neutros en carbono. De esta forma podrán evaluar con un riguroso criterio técnico el verdadero impacto ambiental de los edificios que proyectan y la contribución que realizan al mismo los diferentes materiales, componentes y sistemas que lo forman.
● Creación de una plataforma cloud que englobe la información medioambiental de los edificios.
● Facilitar el diseño, desde el plano inicial, de edificios neutros en carbono, con menor impacto medioambiental, sustituyendo los elementos con mayor contenido en carbono embebido por otros de menor impacto medioambiental
● Puesta a disposición de los prescriptores una herramienta para justificar el análisis de ciclo de vida de los edificios y acelerar la toma de decisiones basadas en el impacto ambiental
● Indicación de cuáles son las características ambientales del producto gracias al motor de visualización de datos.
● Indicación de cuáles son las características ambientales del edificio gracias al motor de visualización de datos.
● Unificación de herramientas BIM para el acceso a la información por parte del profesional donde se encuentre toda la información conectada y enlazada, pudiendo el usuario utilizar todos los servicios de predicción y análisis del edificio e incluso acceder a la base documental mediante la búsqueda de su contenido.
● Reducción de esfuerzos de los preescriptores para alcanzar criterios ambientales óptimos en los estudios de obras, haciéndolos así más competitivos.
● Reducción tiempo y costes de estudio de obra
● Aumento de % de éxito en licitaciones públicas que cada vez tienen más en cuenta el impacto ambiental.
● Reducción de la huella de carbono. La huella de carbono de los edificios se reducirá facilitando a sus diseñadores una herramienta que permite comparar los componentes de los mismos en cuanto a criterios medioambientales. Medir la huella de carbono en todo el ciclo de vida de la construcción significa poder minimizarla y contribuir de forma efectiva al cumplimiento de los objetivos de neutralidad climática y descarbonización asumidos a escala país.
La visualización de estos datos permite saber de manera rápida cual es el impacto ambiental.
● Facilitará la certificación ambiental de productos y edificios gracias a la estructuración de datos medioambientales.
El fuerte impacto de la pandemia del Covid no solo se ha gestado sobre la salud, también sobre la economía de los ciudadanos y de las empresas. Se han interrumpido las cadenas de suministro y distribución y muchas compañías dependen de componentes importados de China y otros países asiáticos afectados por la pandemia.
El proyecto contribuye a la recuperación económica y fomenta la innovación en los siguientes aspectos:
● Profundiza en el proceso de cooperación entre distintas entidades especializadas para conseguir un paso más en la integración y aprovechamiento de las oportunidades que ofrecen los sistemas tecnológicos y digitales con la información ambiental asociada a un producto.
● Genera y experimenta modelos para prevenir futuras crisis
● Potencia el nicho de mercado de las herramientas digitales en el sector del hábitat y el desarrollo de nuevas oportunidades y competencias para los profesionales.
● Agiliza la toma de decisiones mediante el sistema de visualización de datos.
● Apoya criterios medioambientales.
Esta actuación se desarrolla en el marco de:
Orden ICT/1117/2021, de 9 de octubre, por la que se establecen las bases reguladoras de las ayudas de apoyo a Agrupaciones Empresariales Innovadoras con objeto de mejorar la competitividad de las pequeñas y
medianas empresas y se procede a la convocatoria correspondiente al año 2021, en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Publicado en «BOE» núm. 247, de 15 de octubre de 2021.
El resultado de la fase 1 del proyecto es una Plataforma de Servicios Digitales Avanzados BIM y un Módulo de Gestión Servicio Green BIM. Actualmente ambos sistemas están ya en funcionamiento.
Para realizar este proyecto se han seguido una serie de tareas.
● En primer lugar se ha realizado una Investigación de mercado para identificar los parámetros ambientales más destacados.
● Con las conclusiones obtenidas se ha creado una Metodología para recoger los datos y usarlos en entorno BIM.
● Después se ha realizado el diseño de las especificación de objetos BIM para que contengan los parámetros.
● Por último, se ha desarrollado una plataforma de servicios con esos objetos BIM.
Durante la tarea de investigación de mercado, se han definido los parámetros ambientales más destacados, empleando técnicas y procesos de Customer Discovery,
correspondientes a la Metodología Lean Startup. Con ello se trata de entender
las necesidades de los Clientes ó Usuarios y plantearles hipótesis de valor, para posteriormente, diseñar una solución adecuada a sus necesidades.
De las diferentes sesiones de trabajo, entrevistas y encuestas de Customer Discovery Interno (lo que nosotros creemos que es importante para el Cliente) y del Customer
Discovery Externo (lo que verdaderamente le importa al Cliente), tratando estadísticamente los datos, se obtiene la información ambiental más valiosa según los diferentes
perfiles o arquetipos de Clientes.
En una segunda tarea, se ha definido qué información debía ser recogida en los objetos BIM y qué metodología se debería usar para la cuantificación de los parámetros ambientales y parámetros asociados al bienestar. Esta información alimentará la tarea de diseño de los edificios para conseguir edificios más eficientes, disminuyendo las emisiones de gases efecto invernadero.
Una vez realizada la investigación de los parámetros ambientales se ha procedido al modelado y parametrizado de esos objetos,
obteniendo un modelo IFC 4 con diversos objetos que podrán ser incorporados a cualquier proyecto que los necesite y que dispondrá de todos
los parámetros medioambientales necesarios para que el técnico estime su idoneidad.
o pueda comparar cómo cambia el proyecto en función de que se utilicen unos objetos u otros.
Se ha realizado el proceso de modelado de cada uno de los objetos recibidos por los fabricantes.
Tras el proceso de modelado se han generado los grupos de parámetros GreenBIM y se han incorporado los valores recibidos por cada uno de los fabricantes a los modelos.
Finalmente se ha exportado el modelo a formato de intercambio estándar IFC 4 para poder ser compartido y analizado.
En la ultima tarea del proyecto, se ha desarrollado la plataforma que se encarga de ejecutar los servicios planteados sobre los parámetros ambientales
incluidos en los objetos BIM, con el objetivo de ofrecer a arquitectos y diseñadores una información que permita establecer estrategias de uso eficiente
de recursos en los edificios.
El funcionamiento de la plataforma es sencillo.
Cualquier usuario puede registrarse accediendo a la siguiente URL: https://greenbim.ctme.org/manager/
Una vez dentro, podrá crear todos los proyectos que desee, y a cada proyecto se le asigna un modelo IFC.
Al seleccionar un proyecto se pueden lanzar todos los servicios disponibles en la plataforma, visualizando el resultado del servicio.
Con el objetivo de facilitar la integración de los servicios desarrollados en cualquier software de terceros se ha desarrollado un Apirest. Este Sistema permite, que desde cualquier aplicacion o programa se pueda integrar nuestra tecnologia siguiendo un protocol estandar de comunicación. De esta manera el proyectista o arquitecto puede utilizar los servicios de greenBIM sin acceder a la plataforma, directamente desde su software de trabajo.
Esta actuación se desarrolla en el marco de:
Orden ICT/1117/2021, de 9 de octubre, modificada por la Orden ICT/474/2022, de 20
de mayo, por la que se establecen las bases reguladoras de ayudas de apoyo a
agrupaciones empresariales innovadoras con objeto de mejorar la competitividad de
las pequeñas y medianas empresas y se procede a la convocatoria correspondiente a
2022 de las ayudas establecidas para el apoyo a Agrupaciones Empresariales
Innovadoras, correspondientes en el marco del Plan de Recuperación, Transformación
y Resiliencia. Publicado en «BOE» núm. 126, de 27 de mayo de 2022.
La fase 2 tiene como resultado una herramienta de digitalización para que los agentes del sector de la construcción puedan usar las tecnologías digitales en la toma de decisiones para minimizar el impacto de los edificios desde la etapa de diseño.
Los objetivos completados de esta fase 2 son:
● Dar continuidad a la primera fase del proyecto, completando los nuevos requisitos y mejoras planteadas.
● A partir de la información ambiental de los objetos BIM generar información ambiental “media” por categoría de producto.
● Disponer de nuevos indicadores basados en la información procesada del estudio de múltiples edificios.
● Diseñar nuevos servicios avanzados sobre los datos ambientales contenidos en los objetos BIM .
La primera tarea ha sido desarrollar un procedimiento de cálculo de huella de carbono, y una base de datos ambientales de calidad,
de forma que a partir de una herramienta sencilla como Sketchup, se pueda conectar el modelo, con una base de
datos ambientales y calcular la huella de carbono del edificio, empleando la metodología que describe la normativa.
La base de datos se ha desarrollado para los sistemas y productos que mayor impacto ambiental tienen en el carbono embebido. Por sistemas, la estructura representa el 36% de la huella de carbono y la envolvente el 19%. Las instalaciones representan el 33%, pero no se ha trabajado en este campo, pues la herramienta se enfoca a las fases iniciales de proyecto, cuando aún este sistema no está desarrollado.
La base de datos se ha desarrollado conforme a las directrices de normativas europeas, que para el caso de fases iniciales de diseño recomienda la utilización de datos promedio. En las primeras etapas de diseño, estos datos son muy útiles y nos servirán para comparar los diseños y las características principales de los sistemas.
Una vez realizada la investigación y recopilación de la información, se procedió a la creación de una extensión de SketchUp que permitiese la introducción de información al modelo.
Se llegó a la conclusión de que los datos a introducir en los elementos son la Categoría IFC, el material y las dimensiones.
Después se realizó un modelo adaptado a las necesidades del proyecto con unas características representativas que permitiera su uso una vez fuese desarrollada la extensión que permita introducir la información necesaria en el modelo.
Una vez terminado la programación de la extensión, se elaboró un flujo de trabajo que sirviese como instrucciones de uso. Y se creó un modelo IFC completo para la validación final del conjunto de servicios GreenBIM.
La plataforma GreenBIM, desarrollada en la fase 1, ha sido actualizada con las nuevas funcionalidades y servicios. Actualmente todo el desarrollo está funcional, se puede acceder a la plataforma, registrarse y empezar a usar los servicios. Se ha creado un manual de instrucciones con videos de explicación de uso con el objetivo de que cualquier nuevo usuario pueda utilizar la herramienta en cuestión de minutos.
Está disponible el listado con la recopilación previa de los elementos y sus valores medios de referencia, y se permite la opción de crear nuevos materiales que sean combinación de los productos disponibles.
En la pestaña de bases de datos ambientales se muestra el resultado de una amplia investigación de fuentes con información ambiental que pueda ser útil para los usuarios.
Cualquier empresa que quiera añadir sus productos puede hacerlo rellenando el formulario correspondiente, proporcionando evidencias de que los datos proporcionados son reales, añadiendo la DAP.
Un usuario administrador validará esos productos para que cualquier usuario de la plataforma pueda incorporarlo en sus diseños.
Se han desarrollado 5 nuevos servicios:
● Descripción estadística del edificio: muestra cuantos elementos hay en el modelo y cuantos de ellos tienen información ambiental asociada. Dando un indicador de cuanta información tiene el edificio.
● Información ambiental del edificio interactivo: permite seleccionar los elementos del diseño para ver su información asociada y su huella de carbono.
● Desglose de productos: muestra el conjunto de productos utilizados en el diseño y su total de kgCO2 por producto.
● Información ambiental del edificio: muestra el cálculo de la huella de carbono embebido del edificio distribuido por sistemas, subsistemas y elementos.
● Comparador de modelos IFC: proporciona una comparación de las partes del edificio más relevantes en huella de carbono entre los modelos IFC seleccionados.
Cualquier usuario puede registrarse accediendo a la siguiente URL: https://greenbim.ctme.org/manager/ visualizar las instrucciones y disfrutar del conjunto de funcionalidades disponibles.
