Skip to main content
Casos prácticosÉxito en el sector civilLeapfrog Works

La transformación digital reduce los costos y mejora la comunicación para el desarrollo urbanístico en zonas con vertederos cerca.

By octubre 9, 2019noviembre 24th, 2021No Comments

Lieberman Engineering, Desarrollo Residencial, Hamburgo, Alemania

El proyecto
La cooperativa de construcción de viviendas, SAGA Group, contrató a expertos en construcción y medio ambiente, la empresa Lieberman Engineering, para elaborar un informe geotécnico y un concepto de eliminación de residuos para los edificios residenciales previstos en Hamburgo (Alemania). Lieberman utilizó la solución de modelado dinámico del subsuelo de Seequent, Leapfrog Works, para generar un modelo en 3D que permita la comunicación y visualización del terreno contaminado relacionado con el emplazamiento.

Lieberman también aprovecha el proyecto para avanzar en su búsqueda de la digitalización progresiva en preparación para la Industria 4.0, una visión de alta tecnología futura del gobierno alemán. El proceso inteligente basado en modelos en 3D, modelado de información de construcción (Building Information Models, BIM), se estandarizará en la industria de la construcción y Lieberman reconoce el beneficio de una capacitación temprana en ingeniería geotécnica y exploración geológica de modelado en 3D. La funcionalidad de Leapfrog fácil de entender y su interfaz sencilla permiten a los usuarios perfeccionarse rápidamente y aprovechar las ventajas de trabajar en un entorno en 3D.

Tobias Querfurth, Ingeniero Geólogo con una maestría en Geofísica y Geociencia, Lieberman Engineering, comenta lo siguiente: “Leapfrog Works es uno de nuestros productos de software centrales para la digitalización exitosa de nuestros flujos de trabajo. Leapfrog ofrece una representación realista de los datos geológicos y apoya los flujos de trabajo geotécnicos sin necesidad de tener conocimientos profesionales de modelado basado en CAD. Su estructura clara nos ayuda a lograr nuestros objetivos de mayor eficiencia en la visualización de datos, lo que a su vez permite una comunicación más transparente con todas las partes interesadas ”.

Situación
La propiedad pertenece actualmente a la ciudad de Hamburgo y antes era una escuela con un vertedero adyacente, que estuvo fuera de actividad durante varios años. El proyecto permitirá una reutilización fructífera del terreno, con la demolición de los edificios existentes y la construcción de nueve edificios residenciales con aproximadamente 211 departamentos, lo que creará un espacio de vivienda muy necesario en la ciudad en crecimiento.

SAGA contrató a Lieberman para llevar a cabo la investigación ambiental y del emplazamiento, para evaluar el subsuelo geológico y examinar el vertedero. Los dos resultados específicos del proyecto fueron los siguientes:

  • Preparación de un informe geotécnico con recomendaciones para cimientos seguros (cálculos de asentamiento y filtración del terreno), sistemas de drenaje, construcción de fosos de excavación, etc.
  • Exploración de las dimensiones exactas de un antiguo vertedero y desarrollo de un concepto de eliminación de residuos para las diferentes zonas del vertedero y otros agentes contaminantes ambientales.

La mayoría de los productos compatibles con BIM que se utilizan en aplicaciones geológicas y geotécnicas requieren un amplio conocimiento de CAD. Por este motivo, el esfuerzo requerido para el modelado en 3D puede superar rápidamente los beneficios de visualización al trabajar en proyectos pequeños o medianos como este. El software de modelado geológico en 3D de Seequent, Leapfrog Works, le brindó a Lieberman la posibilidad de digitalizar los datos de forma sencilla, de acuerdo con los requisitos del método de trabajo de BIM.

«Debido a la funcionalidad intuitiva de Leapfrog, los geólogos o ingenieros geotécnicos pueden trabajar en los modelos por su cuenta, en lugar de tener que recurrir a un especialista en CAD como sucede con otras soluciones de modelado. Esto significa que podemos usar Leapfrog incluso para proyectos pequeños y podemos integrarlo en un flujo de trabajo digitalizado consistente que puede convertirse en un estándar para todos nuestros proyectos geotécnicos y geológicos», explica Tobias Querfurth.

Leapfrog ofrece una representación realista de los datos geológicos y apoya los flujos de trabajo geotécnicos sin necesidad de tener conocimientos profesionales de modelado basado en CAD. Su estructura clara nos ayuda a lograr nuestros objetivos de mayor eficiencia en la visualización de datos, lo que a su vez permite una comunicación más transparente con todas las partes interesadas

Tobias Querfurth, Ingeniero Geólogo con una maestría en Geofísica y Geociencia,
Lieberman Engineering
Figura 1: La obra se puede visualizar fácilmente desde cualquier ángulo para comunicar las condiciones al cliente. Esta vista desde la parte inferior del lugar muestra la relación entre las profundidades de las perforaciones y las zonas de excavación.

«Leapfrog es muy fácil de usar y no necesité ninguna capacitación específica. Anteriormente habría tenido que recurrir a un especialista en CAD para el modelado, ahora puedo hacerlo yo mismo y aplicar directamente mi comprensión geológica al modelo. La funcionalidad es muy clara y, en caso de ser necesario, el soporte de Leapfrog es excepcional».

Respuesta
Lieberman tenía una serie de requisitos clave para su uso de Leapfrog, estos incluyen los siguientes:

  • Reducción de los costos de recuperación: Determinación de los volúmenes exactos de diferentes niveles de contaminación y reducción de los costos de eliminación de residuos estimados.
  • Mejora de la comunicación: Visualización del vertedero y de todos los agentes contaminantes relacionados en la propiedad, para mejorar la comunicación del proyecto entre todas las partes interesadas, incluido SAGA Group, (comprador y constructor), la Ciudad de Hamburgo (dueño), el Ministerio Estatal de Medio Ambiente y Energía de Hamburgo (control ambiental).
  • Comprensión de los beneficios de la digitalización: Determinación de los beneficios de la digitalización de los resultados y flujos de trabajo para avanzar en la implementación de BIM.

Reducción de los costos de recuperación
Al combinar fácilmente modelos en 3D de las zonas con contaminantes con la geología y las excavaciones propuestas, el modelo de Leapfrog Works determinó volúmenes exactos de sobrecarga y diferentes niveles de contaminación, lo que permitió desarrollar el concepto de eliminación de residuos. El modelo en 3D permitió visualizar todos los datos existentes y representar el vertedero, al mostrar las delimitaciones relevantes de productos químicos. Esto también identificará y clasificará los residuos de acuerdo con las reglamentaciones alemanas, como LAGA (comunidad de trabajo estatal, residuos) o DepV (regulación de vertederos), para permitir una eliminación segura y económica. Tobias Querfurth comenta lo siguiente: «Pudimos realizar un cálculo de masa con los sólidos del modelo en 3D, lo que nos permitió reducir significativamente los
costos de eliminación de residuos previstos».

Esta aclaración es esencial antes del traspaso de la propiedad, para determinar qué zonas y volúmenes del vertedero se deben excavar para los nuevos edificios, qué zonas deben eliminarse y quién es responsable de los costos.

Pudimos realizar un cálculo de masa con los sólidos del modelo en 3D, lo que nos permitió reducir significativamente los costos de eliminación de residuos previstos.

Mejora de la comunicación
Como en todo proyecto de construcción, la comunicación entre todas las partes interesadas es fundamental para el éxito. Tobias Querfurth explica lo siguiente: «A menudo vemos que nuestros resultados geotécnicos, que son importantes en las primeras fases de un proyecto, solo reciben atención total en las últimas fases de planificación. Si en estas fases se deben realizar más investigaciones o cambios en los planos, se pueden producir rápidamente demoras costosas en los proyectos».

El objetivo es que Leapfrog Works proporcione la «plataforma de comunicación» central para las partes interesadas al principio de la fase de planificación.
Esta visualización en 3D ayudará a garantizar una comunicación y un intercambio de información transparentes y fluidos. Además, como los modelos de Leapfrog se construyen directamente a partir de los datos, se pueden actualizar fácilmente a medida que se añaden nuevos datos de los proyectos. Esto permitirá una mejor toma de decisiones durante todo el ciclo de vida del proyecto.

Tobias Querfurth comenta lo siguiente: «La naturaleza dinámica de Leapfrog hace que podamos actualizar fácilmente el modelo cuando hay nuevos datos de exploración disponibles, lo que nos ayuda a obtener una visión general rápida para la toma de decisiones oportunas, como la identificación de áreas donde se necesitan más investigaciones. Esta visualización también proporciona una visión general del proyecto que podemos compartir con otras partes interesadas para una mejor comunicación y comprensión».

Poder compartir visualizaciones en una fase temprana con otros equipos del proyecto también ayudará a detectar lagunas de información en una fase temprana y a ahorrar más costos.

«La visualización de los datos abstractos nos proporciona una mejor visión general del proyecto y permite una comunicación fluida y transparente. El intercambio de visualizaciones en una fase temprana del proyecto con otros equipos nos permite identificar si
tienen datos suficientes para su trabajo, lo que reduce el riesgo de que se necesiten complementos costosos y que requieren mucho tiempo más adelante. Como también podemos importar y visualizar fácilmente nuevos datos, las decisiones se pueden tomar más rápidamente. Y a medida que el proyecto avanza, podemos involucrar fácilmente a otras partes interesadas que no tienen Leapfrog Works a través de la herramienta de visualización o interfaz IFC», explica Tobias Querfurth.

Figura 2: Excavaciones; las zonas con contaminantes y el área del vertedero están en rojo.

Mayor productividad
Además de la comunicación convincente y clara que Leapfrog permite, se obtuvieron otros beneficios de eficiencia a partir de su uso. Se llevó a cabo una comparación con el método en 2D existente para obtener una primera valoración del enfoque en 3D. La estimación reveló que el enfoque en 3D tomó la mitad de tiempo que el método en 2D y produjo prácticamente los mismos resultados. Tobias Querfurth explica lo siguiente: «Cuando empezamos a modelar el emplazamiento, un colega lo hizo con el método tradicional en 2D, y yo modelé en 3D con Leapfrog.

Los modelos resultantes fueron sorprendentemente similares en cuanto a precisión. Sin embargo, el modelo de Leapfrog tardó aproximadamente la mitad de tiempo en completarse. El enfoque en 3D no solo fue dos veces más rápido que el 2D, sino que nos brindó mucha más claridad desde el principio del proyecto. Un modelo en 3D también es mucho más fácil de compartir con una parte interesada que no sea técnico, ya que generalmente imaginamos en 3D. Podemos debatir y tomar decisiones con facilidad. Todavía trabajamos con algunos procesos analógicos que, en comparación, consumen mucho tiempo. En el futuro, los datos de campo se recopilarán digitalmente: solo entonces se logrará un ahorro de tiempo completo».

El enfoque en 3D no solo fue dos veces más rápido que el 2D, sino que nos brindó mucha más claridad desde el principio del proyecto. Un modelo en 3D también es mucho más fácil de compartir con una parte interesada que no sea técnico, ya que generalmente imaginamos en 3D. Podemos debatir y tomar decisiones con facilidad.

Tobias Querfurth, Ingeniero Geólogo con una maestría en Geofísica y Geociencia, Lieberman Engineering
Figura 3: Comunicación de la incertidumbre. La visualización de los datos de investigación de la distancia con respecto al vertedero deja claro dónde puede ser necesario continuar con las investigaciones.

Resultados
La primera parte del proyecto, el informe geotécnico, se completó luego del trabajo de exploración clave, que incluyó perforaciones, pesado de sondeo dinámico (DPH), prospección de muestras de arena de aguas subterráneas con miniexcavadora. El concepto de eliminación de residuos también se completó recientemente y se perfeccionará una vez que se devuelvan los informes de laboratorio sobre las muestras de suelo. Esto incluirá la adición de pequeños ajustes a los datos que se conservan en el modelo, como las categorizaciones del suelo y la edición de grandes cantidades de sustancias químicas, p. ej., plomo, cobre, policarbonato. Una vez más, estos cambios se pueden incorporar fácilmente dentro del modelo de Leapfrog Works, a través de la actualización automática con los nuevos aportes.

Tobias Querfurth concluye lo siguiente: «Tenemos la intención de entregar los resultados del proyecto tanto en forma de informes tradicionales en 2D como de modelo digital en 3D. Para garantizar la interoperabilidad de los datos para todos los usuarios, el modelo en 3D se proporcionará también como archivo IFC. Mediante el uso del modelo en 3D, se puede proporcionar una plataforma de comunicación mejorada para la fase de ejecución posterior. Esperamos que este proyecto cree un estándar digital para Lieberman Engineering y nos conduzca a favorecer los procesos digitales en el futuro». Si bien el trabajo de recuperación está actualmente asignado a otra empresa consultora, el modelo también puede brindar más apoyo a la planificación en esta etapa final, y proporcionar una solución para todo el ciclo de vida del proyecto.

El Gerente de Productos del Sector Civil y Ambiental de Seequent, Pat McLarin, comenta lo siguiente: «Leapfrog Works es la única solución especializada que aborda las necesidades de la industria para crear modelos dinámicos geológicos y de las zonas con contaminantes mientras interactúa sin problemas con los flujos de trabajo de BIM. Es intuitivo, fácil de aprender y rentable, lo que significa que los usuarios pueden perfeccionarse rápidamente y, debido a que no necesitan contar con experiencia en CAD, pueden utilizarlo en proyectos de todos los tamaños, no solo en proyectos grandes».

Figura 4: La combinación de la cartografía en 2D con la información del subsuelo en 3D integra lo mejor de ambos mundos