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Por Brenden Roche, experto en productos para la ingeniería de instalaciones

El sector de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC, por sus siglas en inglés) no es ajeno a los cambios y las tendencias en constante evolución. Además, la pandemia mundial ha obligado a muchas otras industrias a cambiar de rumbo, y el sector AEC no es una excepción. Los jugadores de todo el mundo están alterando sus negocios en respuesta no solo a la pandemia, sino también a la emergencia climática. Algunas tendencias que impulsan los cambios se han convertido en un elemento destacado en la industria actual de la AEC.

Teniendo esto en cuenta, veamos las tendencias de la industria AEC que los profesionales pueden esperar ver.

Motivos para la descarbonización de la construcción

En la actualidad, cerca del 56 % de la población mundial, es decir, 4400 millones de habitantes, vive en las ciudades. Se espera que esta tendencia continúe y que para el 2050 la población urbana duplica su tamaño actual. El aumento de la población urbana exige que desarrollemos rápidamente nuevas ciudades, lo que significa la construcción de nuevos activos de infraestructura y trae consigo la emisión de más carbono en la atmósfera. De hecho, la nueva construcción que actualmente se lleva a cabo consume una gran cantidad de materias primas y, al mismo tiempo, contribuye al 39 % estimado de las emisiones de carbono del mundo. Por lo tanto, el sector de la construcción ha contribuido considerablemente a los impactos ambientales adversos, lo que hace que sea imperativo que los jugadores de la industria reduzcan sus influencias negativas en el clima mediante la descarbonización de los procesos de construcción.

Surgimiento de las bases de datos sobre el carbono

El acero y el hormigón utilizados en la construcción son los que más contribuyen al carbono incorporado. Gestionar la fuente de estos materiales de una manera más eficiente desde el punto de vista del carbono puede ayudar a frenar los niveles de emisión. Por lo tanto, la industria AEC necesita acceso a los fabricantes de estos materiales. Se han creado diversos servicios y bases de datos que proporcionan descripciones técnicas detalladas de los productos de construcción para ayudar a los usuarios a realizar un seguimiento de los fabricantes individuales para que las organizaciones de infraestructura puedan tomar decisiones informadas sobre los proveedores y materiales que utilizan. Embodied Carbon in Construction Calculator (EC3) y One Click LCA son los principales proveedores de bases de datos que permiten a los usuarios evaluar los datos de la cadena de suministro al tiempo que posibilitan la especificación y contratación de opciones bajas en carbono.

La plataforma iTwin de Bentley, la base para crear y gestionar gemelos digitales, puede integrarse tanto con EC3 como con One Click LCA, y permite a los usuarios tomar los informes de estimación de cantidades. que han sido creadas con la plataforma de informes iTwin, y exportarlos a EC3 o One Click LCA, facilitando así un análisis útil del ciclo de vida de las obras de infraestructuras. La plataforma iTwin de Bentley permite a los usuarios incorporar datos de ingeniería creados por diversas herramientas de diseño. Luego pueden exportar un resumen de los datos de diseño a través de esta integración, lo que les permite obtener información sobre los impactos ambientales de la obra de infraestructura.

Cambios cruciales en el diseño

Junto con la elección del material de construcción adecuado, los arquitectos también deberían implementar medidas sencillas en sus diseños para reducir la huella de carbono de un edificio. Por ejemplo, crear estructuras con estacionamientos no es tan beneficioso como crearlas con estacionamientos en la planta baja, ya que la cantidad de carbono utilizada para construir estacionamientos subterráneos es considerablemente alta.

Hacia el diseño para la fabricación

La fabricación de elementos fuera del lugar de construcción, un método eficaz para mejorar la productividad de la construcción, también podría ayudar a acelerar la iniciativa de descarbonización. La fabricación de componentes modulares en un entorno de fábrica controlado utilizando instalaciones interiores en un proceso de producción y su posterior montaje en el propio lugar de construcción es probable que pueda dar lugar a menos residuos. También ayuda a controlar la cantidad de carbono producida. Este enfoque también podría reducir el impacto medioambiental general de los sitios de construcción debido a la reducción del tráfico del sitio.

Interés en aumento en el uso de componentes estandarizados

Ha habido un creciente interés en estandarizar los componentes utilizados en la construcción. Muchos de los usuarios de plataforma abierta de Bentley han empezado a importar componentes estandarizados al catálogo de componentes de Bentley, lo que les permite obtener una vista digital de estos componentes. Estos objetos estandarizados se pueden revisar y aprobar para garantizar la conformidad del material y la constructividad. Los usuarios pueden seleccionarlos con un alto grado de confianza en que cumplen los requisitos del proyecto.

Ha aumentado el interés por normalizar los componentes utilizados en la construcción. Imagen por Bentley Systems.

Cómo aprovechar mejor el material existente

Todo activo de infraestructura tiene carbono incorporado, que se produce durante la construcción del edificio. Luego, existe el carbono de la etapa de funcionamiento que se genera desde que se suministra energía de forma diaria a las instalaciones hasta que son adaptadas cuando cambian sus propósitos comerciales o funciones internas.

 Al realizar evaluaciones del ciclo de vida del carbono, los profesionales pueden considerar un enfoque parcial del ciclo de vida o un enfoque de principio a fin. En el enfoque de principio a fin, uno debe considerar el fin de la vida útil de un edificio cuando es derrumbado y el coste de carbono de esas acciones, incluido cualquier reciclaje de materiales. En el enfoque parcial, los usuarios toman en cuenta remodelaciones o rehabilitaciones. Pueden ser importantes en términos de carbono y producirse más de una vez durante la vida útil de una instalación. Ambos enfoques forman parte del concepto de circularidad. ¿Deberían entonces los diseñadores considerar la adaptabilidad y la flexibilidad en su planificación inicial del diseño para que los cambios en la fase de parcial sean menos costosos en términos de carbono y, en consecuencia, alarguen la vida de las instalaciones y la necesidad de demoler tanto como se hace actualmente?

La planificación temprana durante las fases de diseño puede ayudar a controlar las emisiones de carbono durante el funcionamiento de un edificio. Se pueden evaluar varias opciones de diseño a partir de consideraciones energéticas y materiales para el ciclo de vida y los costes de funcionamiento, lo que permite a los profesionales llegar a la opción más ecológica. En cuanto al carbono incorporado que debe tenerse en cuenta, no sólo durante la construcción inicial, sino también durante las remodelaciones y rehabilitaciones, un enfoque es el concepto de Edificios como bancos de materiales, que se basa en el diseño de construcción reversible y en pasaportes de materiales. Lo segundo se refiere a la información sobre la reutilización y recuperación de materiales; y lo primero, al acceso eficiente a los materiales y su recuperación durante las remodelaciones y rehabilitaciones.

OpenBuildings Energy Simulator, la funcionalidad de análisis energético de OpenBuildings Designer de Bentley, permite a ingenieros, arquitectos y diseñadores integrar análisis de iluminación, térmicos y solares en su flujo de trabajo, además de capacitarles para desarrollar diseños de edificios sostenibles. Los usuarios pueden predecir el comportamiento energético y la eficiencia del combustible mientras analizan las propiedades térmicas de distintos materiales de construcción para diseñar edificios más eficientes energéticamente que consuman menos energía durante su funcionamiento.

La tecnología de gemelos digitales también puede desempeñar un papel crucial para ayudar a descarbonizar los edificios existentes. Los propietarios y gestores de instalaciones pueden utilizar   OpenCities 365, la solución de gemelos digitales de infraestructuras de Bentley para ciudades y campus, con Microsoft Cloud para crear gemelos digitales de sus activos físicos. Mediante la integración de gemelos digitales con sensores y dispositivos del Internet de las Cosas, los propietarios y responsables de instalaciones pueden comprender de forma exhaustiva cómo se utiliza un edificio y reducir su huella medioambiental disminuyendo el consumo energético de diversos componentes y sistemas. Los usuarios también pueden comprender el ciclo de vida del carbono del edificio y predecir las futuras emisiones de carbono a lo largo del ciclo de vida del activo, lo que les ayuda a tomar decisiones informadas sobre los planes de ampliación o modificación del edificio.

El impulso para la apertura y el trabajo colaborativo

 La interoperabilidad, o flujo de datos gráficos y no gráficos entre aplicaciones informáticas o plataformas tecnológicas, siempre ha sido un reto para la industria. En la era pospandémica, la adopción de nuevas plataformas tecnológicas, como la nube, ha cambiado el panorama tecnológico a la vez que aumenta la importancia del empuje hacia la apertura. También ha aumentado la búsqueda de nuevas formas de trabajar.

La norma International Foundation Class (IFC) ha estado en el centro de muchos planteamientos para resolver estos problemas. Su estatus como norma ISO 16739-1:2018 lleva años utilizándose en la construcción vertical típica. El estándar IFC4.3, que se ha enviado al consejo ISO, ha ampliado este enfoque para proyectos lineales, como carreteras y ferrocarriles, gracias al trabajo entre bastidores por parte de la organización buildingSMART para incorporar diversos aspectos de la infraestructura. Los estándares IFC son el corazón del intercambio de datos y el flujo de datos dentro de las nuevas bases de datos y de las calculadoras de carbono basadas en la nube, lo que ayuda al sector a impulsar la descarbonización de obras de construcción.

La pandemia y los consiguientes cambios en los modelos de trabajo a distancia han planteado retos a los que se ha hecho frente con la adopción de mejores opciones para compartir el trabajo, como ProjectWise y ProjectWise 365 con ProjectWise Drive. Esta última oferta combina la potencia de la plataforma colaborativa de entorno común de datos ProjectWise con las ventajas de la plataforma de documentos OneDrive de Microsoft.

Después de la pandemia, la adopción de nuevas plataformas tecnológicas, como la nube, ha cambiado el panorama tecnológico a la vez que aumenta la importancia del empuje hacia la apertura. Imagen por Adobe Stock.

Muchos usuarios se están dando cuenta de las ventajas de la plataforma iTwin de Bentley, en la que pueden reunirse datos de ingeniería y datos de sistemas empresariales, de sensores IdC y lagos de datos. iTwin.js —construida como una plataforma abierta con interfaces de programa de aplicación publicadas y disponibles gratuitamente— es extensible para que los usuarios hagan integraciones con otros sistemas disponibles. Un ejemplo destacado es la capacidad de conectarse a API externas como One Click LCA y EC3, que permite publicar datos directamente desde iTwin a One Click LCA o calculadoras de carbono. Es posible que veamos cómo más proveedores publican o abren API para facilitar la apertura y el trabajo compartido.

Más ejemplos del impulso a la apertura y la colaboración son las conexiones realizadas a través de la plataforma iTwin de Bentley con la plataforma Omniverse de NVIDIA, la plataforma de motor de juego Unity y la plataforma Unreal Engine; todas ellas son potentes plataformas de colaboración utilizadas en los sectores del diseño para ofrecer soluciones más eficaces y sostenibles.

Innovaciones y disrupciones

La realidad mixta (RM) combina la realidad aumentada (RA) con la realidad virtual (RV), ofreciendo nuevas e interesantes ventajas al sector de la construcción. Los cascos de realidad mixta pueden ofrecer a arquitectos e ingenieros visitas virtuales de modelos o de los sitios de construcción, como en el proyecto ITER. También pueden permitir a los trabajadores escuchar y ver instrucciones paso a paso para instalaciones y reparaciones, y luego superponer esa información a las cosas en las que están trabajando.

La realidad mixta combina la realidad aumentada con la realidad virtual, ofreciendo beneficios nuevos y emocionantes a la industria de la construcción. Imagen por Adobe Stock.

Algunos casos de uso avanzados incluyen también a profesionales de la construcción que aprovechan la RM para controlar equipos remotos o a propietarios-operadores que utilizan la RM para supervisar a distancia sistemas de climatización, iluminación y control de accesos. Los datos procedentes del escaneado láser o de la fotogrametría de un sitio o un edificio existente pueden introducirse en aplicaciones de inteligencia artificial y aprendizaje automático para etiquetar automáticamente equipos o activos, lo que reduce la intervención manual y garantiza una mayor precisión y ahorro de tiempo.

El futuro de la tecnología de resonancia magnética en el sector de la construcción parece prometedor. En última instancia, la adopción más amplia dependerá de la preparación del sector para pasar por la transformación digital y la madurez de la propia tecnología.

Un cambio de paradigma

El sector de la construcción y la ingeniería está experimentando un importante cambio de paradigma en su transición de los entornos físicos a los virtuales. En este artículo se han tratado algunas oportunidades dentro del sector AEC para empresas de ingeniería y arquitectura, así como para propietarios-operadores, que estén dispuestas a salir de su zona de confort y a transformarse con la evolución de la tecnología.

Brenden Roche es experto en productos para la ingeniería de instalaciones en Bentley Systems. Puede ponerse en contacto con él en [email protected].