Propuesta de modelo BIM geotécnico para obras lineales

2 Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Máster Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Autor: Alejandro Algarín González Tutor: Blas González González Dpto. Construcciones Arquitectónicas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 Trabajo Fin de Máster Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Autor: Alejandro Algarín González Tutor: Blas González González Profesor Asociado Dpto. de Construcciones Arquitectónicas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 Trabajo Fin de Máster: Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Autor: Alejandro Algarín González Tutor: Blas González González El tribunal nombrado para juzgar el Trabajo arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2020 El Secretario del Tribunal A mi familia A mis profesores y compañeros de curso. A mis compañeros de trabajo. A todos, por hacer más amena la recta final de una maravillosa etapa A ella, por aguantarme en incontables días con sus incontables noches Agradecimientos Me gustaría agradecer todo el apoyo mostrado por los profesores del Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos. Sin ellos, muy probablemente, este trabajo no habría llegado a buen puerto. Y en especial, agradecer a mi profesor, tutor de Trabajo y próximamente compañero de profesor, D. Blas González González, por su encomiable labor para conmigo y con este trabajo. En las buenas y en las malas, mi familia. Mi novia, pieza fundamental del engranaje. A todos y a todas, Gracias. Alejandro Algarín González Sevilla, 2020 Figura 5-16 Plugin Earthwork Plan Production: Algorithm and Grid sections (Elaboración propia) 34 Figura 5-17 Plugin Earthwork Plan Production: Breaklines (Elaboración propia) 34 Figura 5-18 Plugin Earthwork Plan Production: Display (Elaboración propia) 35 Figura 5-19 Plugin Earthwork Plan Production: Annotations (Elaboración propia) 35 Figura 5-20 Resultado de aplicar el Plugin Earthwork Plan Production (Elaboración propia) 36 Figura 5-21 Editor de Estilos de sondeos (TBN2NET - plugins para Engenharia [43]) 37 Figura 6-1 Creación de capa en Civil3D (Elaboración propia) 39 Figura 6-2 Creación de polilínea cerrada de 400x400m (Elaboración propia) 40 Figura 6-3 Superficie Topografía acotada (Elaboración propia) 40 Figura 6-4 Superficie acotada por polilínea (Elaboración propia) 41 Figura 6-5 Creación de Superficie TIN (Elaboración propia) 42 Figura 6-6 Pegado de superficie… (Elaboración propia) 42 Figura 6-7 Aplicando una Edición sobre Elevación sobre la superficie ESTRATO 1.- 3m (Elaboración propia) 43 Figura 6-8 Superficies Topográfica y Estratos 1 a -3m (Elaboración propia) 43 Figura 6-9 Superficie Topográfica; Superficie de contacto 1 y 2 (Elaboración propia) 44 Figura 6-10 Creación de alineación a partir de objetos (Elaboración propia) 45 Figura 6-11 Alineación creada a partir de polilínea (Elaboración propia) 45 Figura 6-12 Creación de perfil a partir de las superficies existentes (Elaboración propia) 46 Figura 6-13 Perfil de Terreno con las 3 superficies existentes (Elaboración propia) 46 Figura 6-14 Creación del perfil “PERFIL_CANAL” (Elaboración propia) 47 Figura 6-15 Perfil ALINEACIÓN_CANAL a 5m respecto a la Topografía (Elaboración propia) 47 Figura 6-16 Terreno con 2 estratos a modelar mediante la inclusión de franjas de excavación (Elaboración propia) 48 Figura 6-17 Ensamblaje CANAL (Elaboración propia) 48 Figura 6-18 Creación de ensamblaje en CIVIL3D (Elaboración propia) 49 Figura 6-19 Ensamblaje con 3 superficies objetivo importado en CIVIL3D (Elaboración propia) 49 Figura 6-20 Creación de Obra Lineal (Elaboración propia) 50 Figura 6-21 Definición de Superficies Objetivo en la Obra Lineal para el ensamblaje Canal (Elaboración propia) 51 Figura 6-22 Obra Lineal solución (Elaboración propia) 51 Figura 6-23 Extracción de Sólidos a partir de Obra Lineal (Elaboración propia) 52 Figura 6-24 Sólidos 3d extraídos a partir de Obra Lineal (Elaboración propia) 52 Figura 6-25 Alineación sobre el perfil atravesando varios estratos (Elaboración propia) 53 Figura 6-26 Sólidos 3d extraídos de Obra Lineal que atraviesa varios estratos (Elaboración propia) 53 Figura 6-27 Creación de Superficie de volumen TIN (Elaboración propia) 54 Figura 6-28 Creación de Superficie de volumen TIN (Elaboración propia) 55 Figura 6-29 Creación de Superficie de volumen TIN alternativa (Elaboración propia) 55 Figura 6-30 Superficies de volumen TIN y superficies contactos (Elaboración propia) 56 Figura 6-31 Diferencia entre superficies: Superficie de volumen TIN (Elaboración propia) 56 Figura 6-32 Propiedades de Volumen de Superficie de Volumen TIN (Elaboración propia) 57 Figura 6-33 Línea de contacto entre superficies (Elaboración propia) 58 Figura 6-34 Adición de línea creada con anterioridad a la superficie TERRENO_00 (1) (Elaboración propia) 58 Figura 6-35 Superficie de Volumen TIN resultante (Elaboración propia) 59 Figura 6-36 Metodología para modelado del Terreno en Civil3D (Elaboración propia) 61 Figura 6-37 Generación de Puntos Cogo en Civil3D (Elaboración propia) 63 Figura 6-38 Formato de datos para creación de Puntos Cogo (Elaboración propia) 63 Figura 6-39 Puntos Cogo importados (Elaboración propia) 64 Figura 6-40 Creación de “filtros de grupo” (Elaboración propia) 64 Figura 6-41 Propiedades de grupo de puntos: superficie (Elaboración propia) 65 Figura 6-42 Inclusión de filtro mediante códigos: superficie (Elaboración propia) 65 Figura 6-43 Puntos cogo de la superficie topográfica (Elaboración propia) 66 Figura 6-44 Puntos cogo de las superficies topográficas restantes (Elaboración propia) 66 Figura 6-45 Adición de comandos mediante el Editor de Visual LISP (Elaboración propia) 67 Figura 6-46 Pasos para aplicar el comando SONDEOS (Elaboración propia) 68 Figura 6-47 Comando SONDEOS para generar estrato 1 (Elaboración propia) 68 Figura 6-48 Creación de un sondeo (Elaboración propia) 69 Figura 6-49 Sondeos generados (Elaboración propia) 69 Figura 6-50 Script de Dynamo para Generar de Superficies TIN en Civil3D (Elaboración propia) 70 Figura 6-51 Reproductor de Dynamo (Elaboración propia) 71 Figura 6-52 Generación de Superficies TIN con Dynamo (Elaboración propia) 71 Figura 6-53 Superficies TIN generadas (Elaboración propia) 72 Figura 6-54 Extracción de sólidos a partir de superficies (Elaboración propia) 73 Figura 6-55 Extracción de sólidos (Elaboración propia) 73 Figura 6-56 Estratos generados (Elaboración propia) 74 Figura 6-57 Superficies coincidentes en planta (Elaboración propia) 74 Figura 6-58 Estrato (sólido3D) obtenido de proyectar una superficie (Elaboración propia) 75 Figura 6-59 Superficies NO coincidentes en planta (Elaboración propia) 75 Figura 6-60 Estrato (sólido3D) obtenido (Elaboración propia) 76 Figura 6-61 Script de Dynamo para Extraer Objetos a partir de Superficies en Civil3D [46] 76 Figura 6-62 Superficies Upper y Lower NO coincidentes en planta (Elaboración propia) 77 Figura 6-63 Generación de estrato (sólido3d) entre superficies (Elaboración propia) 78 Figura 6-64 Estrato geotécnico de terreno entre superficies (Elaboración propia) 78 Figura 6-65 Creación de estratos mediante Dynamo (Elaboración propia) 79 Figura 6-66 Generar estrato a través de Dynamo. Capa indicada en el script: Superficie Estratos 1 (Elaboración propia) 79 Figura 6-67 Creación de Alineación a partir de objetos (Elaboración propia) 80 Figura 6-68 Definición de la Alineación a partir de objetos (Elaboración propia) 80 Figura 6-69 Creación del Perfil a partir de superficie (Elaboración propia) 81 Figura 6-70 Perfil del terreno con guitarra (Elaboración propia) 81 Figura 6-71 Edición del Perfil para representación de Estratos (Elaboración propia) 82 Figura 6-72 Creación del estilo MATERIA ORGÁNICA (Elaboración propia) 82 Figura 6-73 Estratos sobre Perfil Longitudinal aplicando Áreas de sombreado (Elaboración propia) 83 Figura 6-74 Selección de Perfil para Proyectar objetos en visualización del perfil (Elaboración propia) 83 Figura 6-75 Aplicación de estilos a sólidos proyectados (Elaboración propia) 84 Figura 6-76 Visor de objetos: Corte del terreno y proyección de sondeos (Elaboración propia) 84 Figura 6-77 Creación de Perfil OL (Elaboración propia) 85 Figura 6-78 Creación de Perfil OL con doble parábola (Elaboración propia) 85 Figura 6-79 (Elaboración propia) 86 Figura 6-80 Diseño del ensamblaje Canal (Elaboración propia) 86 Figura 6-81 Adición de Desmonte/Terraplén al ensamblaje Canal (Elaboración propia) 87 Figura 6-82 Creación de Obra Lineal (Elaboración propia) 87 Figura 6-83 Identificación manual de Objetivos para la Obra Lineal (Elaboración propia) 88 Figura 6-84 Visor de Objetos con superficie TOPOGRAFÍA y Obra Lineal (Elaboración propia) 88 Figura 6-85 Extracción de sólido a partir de OL para el Terraplén OL (Elaboración propia) 89 Figura 6-86 Adición de propiedades al Sólido 3D Terraplén OL (Elaboración propia) 89 Figura 6-87 Intersección entre 2 sólidos (Elaboración propia) 90 Figura 6-88 Propiedades del Sólido 3D Desmonte-Estrato1 (Elaboración propia) 90 Figura 6-89 Propiedades del Sólido 3D Desmonte-Estrato2 (Elaboración propia) 91 Figura 6-90 Propiedades del Sólido 3D Desmonte-Estrato3 (Elaboración propia) 91 Figura 6-91 Visor de objetos: Estratos de terreno excavado (Elaboración propia) 92 Figura 6-92 Creación de Línea de Muestreo (Elaboración propia) 93 Figura 6-93 Creación de grupos de líneas de muestreo: superficies, obras lineales y adición de estilo (Elaboración propia) 94 Figura 6-94 Creación de Línea de Muestreo “Por intervalo de P.K. (Elaboración propia) 94 Figura 6-95 Propiedades del intervalo de Línea de Muestreo (Elaboración propia) 94 Figura 6-96 Líneas de Muestreo cada 20m (Elaboración propia) 95 Figura 6-97 Creación de Varias Vistas (Elaboración propia) 95 Figura 6-98 Secciones transversales c/20m siguiendo la Línea de Muestreo (Elaboración propia) 96 Figura 6-99 Cálculo de materiales a lo largo de la línea de muestreo (Elaboración propia) 96 Figura 6-100 Editor de lista de materiales (Elaboración propia) 97 Figura 6-101 Movimiento de Tierras. Sección en P.K. 0+260 (Elaboración propia) 97 Figura 6-102 Generación de Informe de Volumen (Elaboración propia) 98 Figura 6-103 Creación de Tabla de volumen de material: Terraplén (Elaboración propia) 98 Figura 6-104 Tablas Resumen del Movimiento de Tierras: Terraplén y Desmontes por estratos (Elaboración propia) 99 Figura 6-105 Creación de Tabla de Volúmenes Totales (Elaboración propia) 99 Figura 6-106 Tabla de Volúmenes Totales (Elaboración propia) 100 Figura 6-107 Estratos del terreno (tras ejecución de obra lineal) y de sondeos (Elaboración propia) 100 Figura 6-108 Superficies del terreno (Elaboración propia 101 Figura 6-109 Movimientos de Tierra, sondeos y superficies de terreno (Elaboración propia) 101 Figura 6-110 Movimiento de Tierras y sondeos (Elaboración propia) 102 Figura 8-1 Ventanas de Subassembly Comopser (Elaboración propia) 106 Figura 8-2 Punto 1 (inicial) y definición de Superficies Objetivo 107 Figura 8-3 Ensamblaje CANAL (Elaboración propia) 107 Figura 8-4 Datos de sondeos formateados para lectura en Civil3D (Elaboración propia) 113 Figura 8-5 Generación del archivo de AutoLISP: sondeos (Elaboración propia) 114 1 1 OBJETO Y JUSTIFICACIÓN l siguiente documento, titulado ‘Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales” se enmarca dentro de la normativa referente al Trabajo de Fin de Master de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, para la obtención de los créditos ECTS correspondientes de la titulación de MASTER EN INGENIERIA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS, por parte del alumno D. Alejandro Alguarín González, que ha cursado en dicha escuela los estudios correspondientes a la referida titulación, y tiene como objetivo último mostrar una parte de las capacidades profesionales que dichos estudios universitarios le han permitido adquirir. Este Trabajo de Fin de Máster está dentro de la línea de investigación en materia de Construcción Digital aplicada a la ingeniería Civil que está desarrollando el Departamento de CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS I, siendo el tutor de este trabajo, el ingeniero de caminos, canales y puertos D. Blas González González, profesor del Departamento, que imparte la docencia de varias asignaturas del Máster, e investigador en la aplicación de la tecnología BIM en materia de construcciones civiles. La contratación pública de proyectos y obras en España, tras el impulso realizado por el Ministerio de Fomento en 2.016 constituyendo la Comisión es.BIM con trabajos sobre BIM en infraestructuras, la posterior modificación de la legislación de contratos del sector público y posteriormente en 2.019 formalizando una Comisión Interministerial para implantación BIM en las administraciones públicas españolas, para cumplir con la Directiva 2004/18/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 31 de marzo de 2004, hace necesario la adopción en el campo del proyecto y la ejecución de obras civiles de la tecnología BIM; y además ya se han identificado los procesos de licitación en los que es posible aplicar la tecnología de construcción digital mediante el uso de modelado BIM. Ante estas necesidades actuales para el profesional de la ingeniería de caminos, canales y puertos, el Grupo BIM Civil del Departamento de Construcciones Arquitectónicas I de la Universidad de Sevilla, se ha fijado entre sus objetivos implantar la enseñanza de la construcción digital en las asignaturas de la cual es responsable de su docencia, y fruto de esa línea de trabajo se enmarca la investigación acometida en el desarrollo de este trabajo fin de máster. El objeto de este trabajo es investigar en una parte concreta de la tecnología del modelado de información de construcción (Building Information Modeling) como es la de construcción digital de infraestructuras civiles y la estrategia de modelado del terreno natural con toda su información geotécnica para realizar modelos BIM que sirvan tanto para la redacción de proyectos como para la gestión de las obras civiles. 1.1 OBJETIVOS El presente Trabajo Fin de Máster tiene dos objetivos principales y dos de carácter secundario, necesarios para la correcta comprensión de los dos anteriores: 1. Analizar la capacidad que el formato estándar de intercambio IFC tiene actualmente para la modelización de datos geotécnicos para aplicación a la metodología BIM en la gestión de la construcción de infraestructuras civiles E OBJETO Y JUSTIFICACIÓN 2 2. Analizar las estrategias de modelado del terreno natural con las herramientas informáticas existentes y determinar los flujos de trabajo actuales. 3. Proponer un modelado del terreno natural con los elementos que lo constituye como son los estratos geológicos, las superficies de contacto y la información de las propiedades geotécnicas que tienen los materiales que conforman dichos estratos, para ser adoptado en los modelos BIM de infraestructuras civiles. Dentro de los objetivos secundarios se plantearon los siguientes: a) Establecimiento de los flujos de trabajo de modelado del terreno con la herramienta informática CIVIL 3D para verificar la capacidad de dicha herramienta BIM para conseguir el modelado de los estratos geotécnicos, con las funciones de Civil 3D. b) Modelado de los estratos geotécnicos mediante un proceso de diseño que genere los sondeos, las superficies estratigráficas y los sólidos geotécnicos para un proyecto constructivo de infraestructuras civiles lineales. 1.2 JUSTIFICACIÓN. Este trabajo queda justificado por la creciente demanda de conocimiento de la metodología BIM aplicada a la ingeniería de caminos, canales y puertos que se está produciendo en España en el ámbito del sector de las empresas de consultoría y de las empresas de construcción. Y como respuesta a la ausencia de formación reglada dentro de la titulación que permita a otros estudiantes de ingeniería de caminos, canales y puertos, así como a otros investigadores ampliar el campo de aplicación de la metodología BIM en la construcción de obras civiles. En el presente estudio, la hipótesis de partida que se ha considerado es, que la tecnología BIM que está madura en el ámbito de la edificación, pero que está en evolución en el ámbito de las infraestructuras civiles tanto lineales como verticales. Por tanto, se considera de interés para el lector la presentación de una propuesta de modelado BIM del modelo del macizo del terreno natural que sirva para la gestión del proyecto y de las obras. 1.3 ESTRUCTURA DEL TRABAJO En base a lo expuesto con anterioridad, se presentará inicialmente la metodología utilizada para la realización del trabajo, y una introducción histórica de la metodología BIM pero enfocada a los objetivos del trabajo. Se comienza la descripción de los trabajos realizados en el capítulo tercero, en el cual se hace un análisis de estándar de intercambio IFC, en sus últimas versiones aprobadas y de trabajo de la BuildingSMART profundizando en la estructura de datos de los nuevos esquemas de jerarquías que si van a permitir incorporar los sólidos referidos a la información geotécnica. Se presentarán los objetivos secundarios en los siguientes capítulos de forma que sirvan al lector como una visión actualizada y una interpretación generalizada de los conceptos de: Modelado del Terreno y la Propuesta de Modelado Geotécnico y la parametrización de la información de construcción. Además, se presentarán en el último capítulo las conclusiones del presente estudio, así como posibles líneas de trabajo futuras. 3 2 METODOLOGÍA a elaboración del presente trabajo se ha realizado en base a una metodología definida previamente y sobre la que se contempla la necesidad de tratar varios puntos: la necesidad de documentación sobre el tema que se pretende abordar, en este caso la metodología BIM; particularizar esta documentación a un caso concreto del modelado, siendo este el modelado del terreno; proponer una metodología que responda al modelado BIM Geotécnico; y unas conclusiones y propuestas a futuro para mejorar el modelo BIM Geotécnico obtenido. La metodología seguida para materializar el proceso de Modelado BIM Geotécnico para Obras Lineales es la siguiente: Actividades 1 2 3 4 5 Introducción histórica del BIM Estándar IFC para Modelado del Terreno Modelado del Terreno Propuesta de Modelado Geotécnico Conclusiones y propuestas a futuro A B C D modelado BIM modelado BIM particularizado al modelado del Terreno documentación sobre el tratamiento del terreno mediante software modelo geotécnico enriquecido por las conclusiones y propuestas a futuro Figura 2-1 Metodología para el Modelado BIM Geotécnico para Obras Lineales L El éxito no se logra sólo con cualidades especiales. Es sobre todo un trabajo de constancia, de método y de organización. - J. P. Sergent - 4 3 INTRODUCCIÓN HISTÓRICA DEL BIM l concepto BIM (Building Information Modeling) nace para dar respuesta al ámbito de lo que hoy día se conoce como Edificación. Disciplina caracteriza por su repetitividad en cuanto a elementos. De esta repetitividad y ante las mejoras en la capacidad de los nuevos ordenadores se dejó entrever la posibilidad de automatizar funciones en el diseño y en los cálculos de los elementos que integraban un edificio. Pese a ser una metodología tradicionalmente destinada en exclusiva a los Proyectos de Edificación existe una tendencia, en los últimos años, que consiste en aplicar esta metodología en todo el ámbito de la construcción. Antes de desentrañar los conceptos que orbitan entorno a esta metodología BIM resulta recomendable conocer sus orígenes. Precursores de la metodología BIM 3.1.1 Charles Eastman y su visión innovadora El pionero y arquitecto [1] Charles M. Eastman publica, en 1.974, el documento de investigación que marca el camino a lo que se concibe hoy día como metodología BIM [2]. Imagina cómo tiene que diseñarse el hardware y una Base de Datos que permitan, en conjunto, un manejo de la información más eficiente. Busca dar respuesta a la pregunta: ¿Cómo diseñar un edificio automatizando procesos? Figura 3-1 Charles M. Eastman [3] E El pasado es un prólogo. - William Shakespeare - 5 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Eastman nos habla de la necesidad de crear un Building Description System (BDS), es decir, un Sistema de Descripción de la Construcción. Este BDS permitiría organizar la información en un sencillo esquema de cuatro bloques: (1) “Un entorno para la entrada sencilla de datos” (2) “Un lenguaje gráfico interactivo” (3) “Capacidad de generar perspectivas o dibujos ortográficos de alta calidad” (4) “Capacidad de asignar atributos a los elementos del modelo tales como: material, proveedor o un conjunto de datos agregados” Este último punto podría asemejarse a lo que hoy día se concibe como IFC 1 . Figura 3-2. Los cuatro niveles jerárquicos en la base de datos BDS [2] Dada la complejidad de la logística de llevar la concepción del BDS, Eastman va un paso más allá y lanza una propuesta de hardware concebida para poder materializar su idea. Si bien resulta necesario dejar de lado la concepción moderna de un ordenador que integra todos los componentes en uno, como sería el caso de un ordenador portátil. 1 IFC: Consiste en un formato de fichero estandarizado acorde a las directrices de la BSA (BuildingSmart Alliance) en pro de facilitar el intercambio de información entre las distintas aplicaciones informáticas en el flujo de trabajo colaborativo BIM [47]; y queda recogido en la normativa ISO 16739-1:2020 (Ratificada) INTRODUCCIÓN HISTÓRICA DEL BIM 6 Figura 3-3 Propuesta de configuración de hardware [2] Además de diseñar una propuesta de hardware, propone un “Sistema de Definición Geométrica” tomando como ejemplo la definición de una viga. Identifica el elemento y lo dota de un patrón, el cual lleva asociada una expresión y cada expresión viene definida por unas variables A1 (profundidad), A2 (ancho), A3 (espesor del ala), A4 (espesor del alma) y A5 (longitud): Figura 3-4. Patrón y conjunto de expresiones para definir una viga [2] 13 4 EL ESTÁNDAR IFC PARA MODELADO DEL TERRENO l paso del tiempo genera la necesidad de evolucionar. Visto desde el punto de vista del software, esta evolución se traduce en la necesidad de crear estándares de lenguaje de programación con el objeto de facilitar el entendimiento entre los distintos programas del mercado. Siguiendo esta filosofía nace el IFC. Definición y esquemas deL IFC Las siglas IFC, acrónimo de Industry Foundation Classes, son de aplicación en el “intercambio de datos en la industria de construcción y en la gestión de inmueble” [18]. De acuerdo con la normativa ISO 16739-1:2020 (Ratificada), el IFC es un estándar abierto e internacional que tiene como objetivo ser operable y funcional para una amplia gama de softwares, interfaces y hardwares. Se trata de un esquema desarrollado por la buildingSmart International [19]. En concreto, el esquema IFC es un “modelo de datos estandarizado” que codifica, de una forma lógica: i. La identidad y la semántica: nombre, id, tipo de objeto o función, etc. ii. Los atributos: material, color, propiedades térmicas, etc. iii. Las relaciones: ubicaciones, conexiones, propiedades, etc. iv. Los objetos: columnas, losas, vigas, etc. v. Los conceptos abstractos: rendimiento, cálculo del coste, etc. vi. Los procesos: instalación, operaciones, etc. vii. Las personas: propietarios, modeladores, contratistas, etc. Existen diferentes esquemas de IFC de acuerdo con la buildingSmart International [20]: E La ciencia no es solo una disciplina de razón, sino también de romance y pasión. - Stephen Hawking - EL ESTÁNDAR IFC PARA MODELADO DEL TERRENO 14 Tabla 4-1 Esquemas IFC (Elaboración propia) IFC4.1 Oficial 2018-06 IFC4 ADD2 TC1 Oficial 2017.10 IFC2x3 TC1 Oficial 2007-07 IFC4.3 RC2 Candidata 2020-11 Los datos IFC se codifican en varios formatos: XML, JSON y STEP con el objeto de importarlos o exportarlos en archivos o para poder administrarse en bases de datos vinculadas o centralizadas [21]. El uso del IFC puede abarcar, en el ciclo de vida de la información en la construcción, las siguientes etapas: Origen del IFC El nacimiento del IFC surge a iniciativa de Autodesk, entre otras compañías, como respuesta ante la necesidad de unificar el formato de archivos de salida entre los Softwares AEC: Architecture, Engineering & Construction Software. En su nacimiento, hacia 1.994, se lo conocía como Industry Alliance for Interoperability [22]. La esencia de la alianza consistía en permitir un trabajo colaborativo desde cualquier parte del mundo y en compartir información. Si bien es cierto que se mostraba la necesidad de que las grandes compañías del sector AEC de aquel entonces se adhiriesen a la Alianza para poder hacer realidad este proyecto de transmisión abierta de la información. Las palabras clave fueron: “standardization” (estandarización) y “open” (abierto). Figura 4-1 Flujos de la información antes (izquierda) y después (derecha) de la creación del IFC [22] Proyecto Licitación Construcción Explotación 15 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Alcance del IFC Desde la versión IFC1.0 inicial publicada en diciembre de 1.996 y ya retirada, hasta las versiones IFC4 ADD2 TC1, publicada en la ISO 16739-1:2018, e IFC4.1 [23], vigentes actualmente, se ha pasado desde una contribución incipiente (en las versiones IFC1.0, IFC2.0), a una aplicación temprana (IFC2x, IFC2x3) y una aplicación real y extendida como lo es IFC2x3 TC1, publicada en la ISO/PAS 1639:2005, aunque limitada a edificación y que no abarca obras lineales u obras civiles. En la versión actual, IFC4, se contempla una casuística amplia que incluye parcialmente al ámbito de la Ingeniería Civil, una tarea no contemplada en su totalidad. Pues será en la futura IFC5 en al que se implemente en todo el campo de las infraestructuras: ferrocarriles, carreteras, puentes, túneles, portuarias. Figura 4-2 Estado actual del IFC [24] 4.3.1 Futuro del IFC Tras una apuesta consolidada del IFC promovida por la bSI 3 , el futuro de esta estandarización entre los softwares AEC reside en el desarrollo de nuevos esquemas IFC de acuerdo a lo recogido en la conferencia de la bSI denominada Future of IFC & MVD [25]. Según dicha conferencia se contempla un nuevo esquema, el IFC5.0, que permitirá compartir elementos en formato IFC, e IFC5.x, que facilitará la adición de propiedades, especificaciones, etc. a través de la adición de lo que llaman “módulos”. Materializar este IFC5.0 conllevará entre 3 y 5 años de maduración, mientras que las posteriores versiones de este, IFC5.x, necesitarán de entre 1 y 3 años para su consolidación. 3 bSI: buildingSmart International EL ESTÁNDAR IFC PARA MODELADO DEL TERRENO 16 Figura 4-3 IFC5 e IFC5.x. (Future of IFC & MVD [25]) De acuerdo con la bSI en su conferencia An Introduction to buildingSMART Standards [26], desde 2012 la propia bSI sostiene un esquema que define la línea principal de acción y que contempla el futuro del todavía no desarrollado IFC5.0, es decir, su sucesor, el IFC6.0 y versiones posteriores, con el IFC6.0. Así pues, y según se recoge en la siguiente ilustración también de dicha conferencia, se considerará que se ha llegado al punto máximo en el desarrollo y en la implementación de la metodología BIM entendida en el sentido del openBIM, en todos los ámbitos de aplicación. Figura 4-4 Maduración del IFC (An Introduction to buildingSMART Standards [26]) El Modelo del Terreno en formato IFC Resulta importante aclarar que el tratamiento del terreno es un campo de modelado que ha quedado relegado a un segundo plano, incluso en el propio modelado de las Obras Civiles, independientemente del software AEC empleado. Se debe a lo heterogéneo de sus formas poliédricas y amorfas. Softwares como Istram o Civil3d suelen contemplar la superficie del terreno como si de una cáscara de manzana, muy fina, se tratase. Sobre dicha cáscara es donde se proyectan los desmontes y los terraplenes, movimientos de tierra, que acompañan a una obra. Así, lo que se suele mostrar en los planos de un proyecto de construcción son las denominadas “secciones transversales”. Los citados programas, entre otros, presentan la capacidad de contemplar varias superficies en dichas secciones transversales, pese a que no siempre se realice esta práctica en los proyectos de construcción. 17 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 4.4.1 Propuesta de IFC para los Movimientos de Tierras El tratamiento del terreno se contempla por primera vez, como una mera propuesta, en la conferencia impartida por la bSI para la presentación del IFC Road [24]. Se trata de una conferencia en la que se proponen 2 esquemas posibles para representar en formato IFC los Movimientos de Tierras, bajo el calificativo IfcEarthwork. La existencia de dos propuestas se realiza con el objetivo de facilitar varios esquemas y así poder elegir, a futuro, el que mejor se adapte al esquema IFC vigente. - Propuesta 1: Esta propuesta contempla la creación del desmonte (𝑐𝑢𝑡) y terraplén (𝑓𝑖𝑙𝑙) a través del IfcExcavation e IfcFill respectivamente. Para ello, ambos parten del IfcRoad el cual es el objetivo de la citada conferencia IFC Road impartida por la bSI. Por consiguiente, los Movimientos de Tierras se generarían mediante dos nuevos ifc, pero partiendo del IfcRoad. Figura 4-5 Ejemplo 1 de Movimiento de Tierras de acuerdo a la propuesta del IFC Road [24] LEYENDA En rojo, los Ifc propuestos En negro, los Ifc existentes - Propuesta 2: Esta propuesta contempla un esquema en que el Movimiento de Tierra toma un papel más importante. Propone la creación del IfcExcavation para el desmonte (𝑐𝑢𝑡), el cual arranca del IfcEarthworks que se puede nutrir o no del IfcRoad. Con que se aprecia una apuesta por desligar los “Movimientos de Tierras” de la “Carretera”. Por otro lado, en el caso del terraplén (𝑓𝑖𝑙𝑙) se propone la creación del IfcEarthworksPart y el IfcFill, como unos elementos que penden del IfcRoad de una forma más o menos directa. EL ESTÁNDAR IFC PARA MODELADO DEL TERRENO 18 Figura 4-6 Ejemplo 2 de Movimiento de Tierras de acuerdo a la propuesta del IFC Road [24] LEYENDA En rojo, los Ifc propuestos En negro, los Ifc existentes Comparando ambas propuestas se puede apreciar, analizando cada uno de los esquemas que se proponen para el IfcRoad, que el primer esquema es más dependiente de dicho Ifc, mientras que el segundo esquema cuenta con cierta independencia de este, como es el caso del desmonte. Sobra decir que el hecho de que un elemento no pueda ser exportado e interpretado en formato IFC no implica que este no pudiese modelarse con anterioridad, es decir, que el Movimiento de Tierras no sea interpretado por una versión de IFC no implica que los softwares no puedan modelarlo, sino que al exportar dicho elemento a IFC este aparecerá con una información básica y con una denominación genérica, IfcElementProxy, perdiéndose la información de construcción que este elemento, ya sea desmonte o terraplén, tuviese desde el software nativo en que se modeló. 4.4.2 Propuesta de IFC para Geotecnia El tratamiento de la Geotecnia, en el formato IFC, data de la versión archivada IFC4.3.rc.1 [23] que data del mes de abril de 2020. Por tanto, sólo se puede hablar de una propuesta que de seguro abre la puerta a la línea que seguirá la exportación una vez se tenga la versión IFC oficial. Cabe destacar la reciente adenda que da origen al IFC4.3.rc.2 , a fecha 11 de noviembre de 2020 [27]. Esta adenda, que actualiza a la anterior “…rc.1” no supone una ampliación del contenido en cuanto al IfcGeotechnical, pero sí lo contempla, con que se puede afirmar que el tratamiento de la geotecnia seguirá existiendo. Al recogerse en una versión candidata no se asegura la compatibilidad con todos los softwares. Es más, en vistas del rápido avance de este IFC4.3.rc.2 respecto a su sucesor aún oficial, el IFC4.1, que data de junio de 2.018, se tiene un corto período de tiempo, demasiado corto como para asegurar la compatibilidad con la mayoría de los softwares del mercado. Aún más si cabe, al compararse con la 19 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales actualización precursora, la “…rc.1”, a la que actualiza. No se debe olvidar que cada nueva versión IFC implica un esfuerzo para las empresas de asegurar la compatibilidad de sus modelos exportados con el IFC en cuestión. El esquema que se tiene para la Geotecnia en este IFC4.3.rc.2, idéntico al que se podía ver en el ya archivado IFC44.3.rc.1, viene a ser el siguiente: Figura 4-7 IFC relativo a la Geotecnia [20] (Elaboración propia) Se recoge la definición del Elemento Geotécnico: IfcGeotechnicalElement. Así como de la tipología de elemento modelado, IfcGeotechnicalAssembly: Perforación o sondeo (Borehole), modelo geotécnico (Geomodel) o parte del modelo geotécnico (Geoslice). Por último, se contemplan los Estratos, IfcGeotechnicalStratum: estratos sólidos (SolidStratum), estratos vacíos (VoidStratum) o los relativos al agua (WaterStratum). El tiempo y las versiones futuras del IFC dirá si se mantiene este esquema o si sufre variaciones. 21 5 MODELADO DEL TERRENO l modelado del terreno es uno de los ingredientes que conforman un modelo de construcción. No obstante, este modelado puede entenderse como el simple modelado de la topografía o ir más allá y contemplar el terreno con un nivel superior de información, es decir, que el terreno se puede definirse, en un modelo de construcción, de forma que:  Se represente únicamente la superficie  Se represente la superficie, pero, además, incluir los estratos que definen al terreno, las fallas que lo caracterizan, los buzamientos, etc. En este punto, se definirá cómo se puede modelar el terreno mediante softwares, los términos más comunes y los softwares que se pueden emplear para el modelado del terreno. Conceptos relativos al Modelado del Terreno El concepto modelo, en términos de su tratamiento en ámbito geográfico, se define como una representación simplificada de la realidad en la que aparecen algunas de sus propiedades [28]. Esta representación “simplificada” implica que se muestre una cantidad de información menor a la real [29]. Se distinguen dos grandes grupos de Modelado del Terreno: - MDT o Modelo Digital de Terreno: se emplea este término cuando lo que se representa es el terreno desnudo y cuando dicha representación se hace mediante un modelo 3D no referenciado. Para el caso particular en que se represente la cota y se emplee un sistema de referencia concreto, el MDT pasa a llamarse MDE o Modelo Digital de Elevaciones. - MDS o Modelo Digital de Superficies: se emplea este término cuando lo que se representa es el terreno y, además, se incluyen los árboles, edificaciones, etc. E Todo hombre, por naturaleza, desea saber. - Aristóteles - MODELADO DEL TERRENO 22 Figura 5-1 Comparativa entre un MDT y un MDS (Yodin [30]) LEYENDA En rojo el MDS En azul el MDE 5.1.1 Modelo Digital del Terreno (MDT) Los MDT se definen como un conjunto de datos numéricos que describe la distribución espacial de una característica del territorio [31]. La unidad básica de información suele ser un valor de altitud, 𝑧, acompañado de unas coordenadas 𝑥 e 𝑦, referidas respecto de un sistema de proyección geográfica. De esta forma, cualquier punto de localización arbitraria es determinado mediante la interpolación de los valores de puntos cercanos. En líneas generales, se puede distinguir entre los MDT de tipo vectorial y de tipo ráster: Tabla 2.1.- Resumen de las estructuras más usuales utilizadas para el almacenamiento de los modelos digitales de elevaciones (Felicísimo [29]) Mientras que el tratamiento ráster del MDT es más usual en software de gestión SIG: Sistema de Información Geográfica; el tratamiento vectorial y, más concretamente, el triangular, es el más empleado en los softwares enfocados en el modelado del terreno. Los modelos vectoriales se basan en puntos y líneas definidos por sus coordenadas. Los modelos ráster, en cambio, concentran la información en teselas, unidades elementales que contienen valores medios de la superficie. 29 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Location ID Depth Top Depth Base Legend Code Geology Code Geology Code 2 BGS lexicon Description Tabla 5-4 Columnas de datos de entrada para el archivo Field Geological Description LEYENDA Location ID: Identificador (p.e: BH127) Depth Top: Profundidad techo (p.e: 0) Depth Base: Profundidad base (p.e: 0.65) Legend Code: Código de leyenda (p.e: 101) Geology Code: Tipo de terreno (en inglés) (p.e: FILL) Geologya Code 2: Tipo de terreno (en español) (p.e: RELLENO) BGS Lexicon: Código británico Description: Descripción (p.e: TOPSOIL) iii. Orientation and Inclination: Location ID Orientation Inclination Tabla 5-5 Columnas de datos de entrada para el archivo Orientation and Inclination LEYENDA Location ID: Identificador Orientation: Ángulo de orientación Inclination: Ángulo de inclinación Localizados los archivos, se procede a conectarse con la base de datos, la ya mencionada HoleBASE, aplicando los pasos siguientes: >> Create >> Add: Se seleccionan los 3 archivos Excel; si se tuviera alguna columna extra a las indicadas en cada archivo Excel por defecto, saltará un 𝑤𝑎𝑟𝑛𝑖𝑛𝑔, que puede ser por dos causas: - Opción 1: que no hayamos equivocado al nombrar la columna, y la rectifiquemos - Opción 2: que hayamos incluido una columna de más, en cuyo caso nos permitirá obviar dicha columna. O sea, no podemos meter más información de la indicada por ellos… >> Next El resultado, tras terminar de cargar, es el de los sondeos ubicados con los parámetros de profundidad, distinguiéndose los estratos y sus potencias: Figura 5-9 Sondeos importados con el Módulo Geotécnico (Elaboración propia) Se generan las superficies a partir de los estratos mediante las pestañas STRATA: MODELADO DEL TERRENO 30 Figura 5-10 Superficie generada entre los sondeos (Elaboración propia) Figura 5-11 Superficies empleando una vista “Conceptual” (Elaboración propia) A continuación, se procede a generar una sección transversal de la estratigrafía. Para ello, se hace uso de la vista en planta y clic en “Create” (profile).; cambiando la vista de “Conceptual” a “Estructura alámbrica 2D”, para generar en base a la alineación definida un perfil geotécnico: 31 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 5-12 Alineación para generar perfil del terreno (Elaboración propia) Si se quisiera modificar la alineación que define el perfil geotécnico, dicho perfil variará con una nueva representación. Tras este análisis del funcionamiento y procesos de salida, se adjuntan los pros y los contras del Módulo Geotécnico: Tabla 5-6 Fortalezas y Debilidades del Módulo Geotécnico de Civil3D (Elaboración propia) FORTALEZAS DEBILIDADES i. Entorno visual e intuitivo ii. Generación del terreno a partir de sondeos mediante algoritmo propio iii. Generación dinámica de secciones iv. Se puede emplear como base para Obras Lineales en Civil3D i. No permite la cubicación del volumen de tierras que componen cada estrato ii. No genera informes geotécnicos iii. No es capaz de cortar superficies en caso de cruce iv. No permite contemplar las posibles fallas de terreno MODELADO DEL TERRENO 32 5.2.3.2 Otros módulos Para tener una concepción completa de la potencialidad disponible actualmente en Civil3D, de cara al modelado del terreno, se recogen los principales Módulos que permiten un acercamiento al tratamiento del terreno. Lo más parecido posible al modelado de este: (1) Earthwork Plan Production: Se trata de un plugin centrado en el análisis visual de los movimientos de tierra asociados a una obra lineal existente en Civil3D. Es interesante matizar que sólo está disponible para versiones de Civil3D 2020 y anteriores. Para poner en práctica el módulo Earthwork Plan Production desarrollado por AutoBIM Consulting [42] y determinar su potencial y alcance, se estudia la alineación del TFG desarrollado en 2017 por Alejandro Algarín en el modelado de una Presa en Civil3D [34]. Abierto el archivo, se hace clic en el Módulo “Warthwork Plan Production”: Figura 5-13 Inicio de plugin Earthwork Plan Production (Elaboración propia) 33 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 5-14 Plugin Earthwork Plan Production: General (Elaboración propia) Se dan dos opciones: i. Opción 1: Compara la superficie ORIGEN (Topografía) vs superficie DESTINO (Carretera Superficie – (13)) ii. Opción 2: Volumen Movimiento Tierra. Que en definitiva es una Superficie de Volumen TIN generada a partir de la comparativa entre las dos indicadas en la Opción 1, o sea, sería lo mismo. Usando la Opción 1: Figura 5-15 Plugin Earthwork Plan Production: Boundaries (Elaboración propia) y a continuación, MODELADO DEL TERRENO 34 Figura 5-16 Plugin Earthwork Plan Production: Algorithm and Grid sections (Elaboración propia) Se da la opción de determinar el Volumen sólo, o el Volumen + Área. Se marcan ambas opciones para ver cómo sale. A su vez, si se quisiera más precisión, se podría aplicar un tamaño de elemento más pequeño de 20 m. A continuación, resulta necesario indicar la alineación en torno a la cual se computará el movimiento de tierras: Figura 5-17 Plugin Earthwork Plan Production: Breaklines (Elaboración propia) En el caso empleado, no se cuenta con 𝐵𝑟𝑒𝑎𝑘𝑙𝑖𝑛𝑒𝑠. Sí las había en el caso de la presa. Estas líneas de rotura permiten delimitar hasta dónde se va a realizar el movimiento de tierras. En el controlador de salida gráfico, 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑙𝑎𝑦, se da la opción de modificar las componentes de salida, 35 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales así como los parámetros de color, escala y capa a emplear: Figura 5-18 Plugin Earthwork Plan Production: Display (Elaboración propia) Lo mismo para las anotaciones: Figura 5-19 Plugin Earthwork Plan Production: Annotations (Elaboración propia) El resultado, según se aprecia en la figura siguiente, consiste en una tabla resumen que recoge el desmonte y el terraplén, además de proyectarse, sobre la alineación en torno a la cual aplica el MODELADO DEL TERRENO 36 Plugin, los desmontes y los terraplenes desglosados: Figura 5-20 Resultado de aplicar el Plugin Earthwork Plan Production (Elaboración propia) Tras el análisis realizado con este módulo, cabe destacar: Tabla 5-7 Fortalezas y Debilidades del módulo Earthwork Plan Production (Elaboración propia) FORTALEZAS DEBILIDADES i. Vistazo rápido de distribución de desmontes y terraplenes ii. Cubicación visual integrada en el modelo propio de la Obra Lineal i. No permite generar informes ii. Se proyecta encima del dibujo, enturbiando el aspecto del conjunto iii. Desglose de mediciones no optimizado. Con salida similar a la aportada por el propio Civil3D Hay que aclarar que este módulo no aporta información de valor de cara a un estudio geotécnico, sino que sirve como herramienta complementaria al análisis de movimientos de tierra elaborado desde Civil3D. (2) TBN2C3D: Se trata de un plugin desarrollado por TBN2NET - plugins para Engenharia que permite realizar rutinas usuales de Civil3D relacionadas con alineaciones de una forma simplificada. Además de contemplar el diseño de obras lineales del tipo: carretera o ferrocarril [43]. 37 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Este módulo se entiende que no es una respuesta al modelado geotécnico. Pero se muestra de interés puesto que presenta un editor de estilos para la introducción de datos en Civil3D mediante lo que denominan el Borehole style editor. Configurando los parámetros de entada, se llega: Figura 5-21 Editor de Estilos de sondeos (TBN2NET - plugins para Engenharia [43]) Como resultado de analizar las posibilidades del software en base a las indicaciones de sus desarrolladores, y en vistas del enfoque que toma este módulo se puede concluir: Tabla 5-8 Fortalezas y Debilidades del módulo TBN2C3 (Elaboración propia) FORTALEZAS DEBILIDADES i. Permite generar informes ii. Posibilidad de inclusión de formato personalizado en sondeos i. Sólo genera informes de las obras lineales ii. No contempla movimientos de tierras Conclusiones Los softwares actuales emplean las superficies TIN para modelar de la superficie. Este modelado se realiza por programas y módulos que suelen estar enfocados en el tratamiento del terreno en relación con movimientos de tierras, y no tanto al modelado de la geotecnia en sí. Además, se ha visto como la interpretación o el modelado de la geotecnia no es una Fortaleza para todos los softwares mostrados. Por todo esto, el modelado del terreno es posible en softwares dedicados en exclusiva a esta disciplina y está menos desarrollado en softwares dedicados al modelado de obra lineal, como lo son Istram y Civil3D. Se abre, por tanto, la puerta a una vía de desarrollo que aúne el modelado de la obra lineal y el modelado del terreno con el objetivo de poder conformar un modelo consiste que vaya más allá de la necesidad de contar con varios programas distintos y reducir, así, flujos innecesarios de información. 38 6 ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO na vez introducidas algunas de los softwares y módulos que actualmente tratan, en mayor o menor medida, el modelado del terreno y/o análisis relativo a este, se va a tratar el modelado del terreno mediante el software Civil3D de la empresa Autodesk. Este software es el elegido para realizar el modelado geotécnico pues cuenta con el respaldo de una de las compañías fundadoras del BIM, la compañía Autodesk, y por contar con la posibilidad de interaccionar con otros softwares en la metodología de la misma casa. En adelante, se contemplan los procesos de modelado del terreno natural con sus estratos: uso de ensamblajes mediante la herramienta Subassembly Composer para Civil3D; búsqueda de flujos de trabajo en Civil3D para modelar la estratigrafía geotécnica y, en última instancia, la creación de una herramienta que permita al usuario tomar sus propias decisiones. Modelado Geotécnico con Civil3D El principal objetivo de esta línea de investigación no es otro que el de modelar el terreno natural con su estratigrafía geotécnica e incorporar sus datos a los sólidos de los estratos (ifcSolidSation) a partir de los sondeos (ifcGeotechnicalElement/Borehole). De esta forma se abriría la puerta a crear modelos más completos y ricos en información que los que se ven hoy en día. En los que el terreno queda relegado a un simple anexo y que rara vez se tiene en cuenta en el modelado a nivel gráfico y de proceso en la propia metodología BIM. 6.1.1 Ensayo 1 En esta primera investigación, se va a intentar seguir un flujo de trabajo en cinco (5) fases con el objetivo de crear una Obra Lineal de tipo “canal” que atraviese varios estratos, delimitados por superficies estratigráficas de contacto, y cuya creación derive en un Movimiento de Tierras que desglose la excavación en cada tipo de terreno natural. El flujo de trabajo habitual para crear una obra lineal es el siguiente: U Una cosa es saber y otra saber enseñar. - Cicerón - 45 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-10 Creación de alineación a partir de objetos (Elaboración propia) Figura 6-11 Alineación creada a partir de polilínea (Elaboración propia) Se genera un perfil a partir de superficie. Para esto, se consideran las 3 superficies creadas y como alineación la creada a anteriormente: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 46 Figura 6-12 Creación de perfil a partir de las superficies existentes (Elaboración propia) Acto seguido, se dibuja el perfil con las opciones por defecto. Como resultado, se tiene un perfil de terreno en el que se contemplan las 3 superficies: Figura 6-13 Perfil de Terreno con las 3 superficies existentes (Elaboración propia) 6.1.1.4 Diseño del perfil del Canal Sobre la superficie topográfica de terreno natural, se crea un perfil de diseño a cota -5 m respecto a la superficie inicial. Para esto, se selecciona el perfil creado y se hace clic en “Herramientas de creación de perfiles” y se crea el eje que seguirá el ensamblaje una vez se cree la obra lineal: 47 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-14 Creación del perfil “PERFIL_CANAL” (Elaboración propia) Figura 6-15 Perfil ALINEACIÓN_CANAL a 5m respecto a la Topografía (Elaboración propia) El perfil de diseño se modela prácticamente paralelo a los estratos, también paralelos entre sí. Se trata de una propuesta para evaluar la efectividad del ensayo, con que se aplicaría una alineación que cortase a una o a varias superficies de contacto en el caso de que el resultado con este perfil de diseño fuese satisfactorio. ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 48 6.1.1.5 Diseño de la Sección Paramétrica del Canal Se va a modelar una sección paramétrica que detecte más de 1 superficie para así obtener cortes de terreno pertenecientes a una u otra superficie. El proceso arranca con el diseño de ensamblajes fuera de CIVIL 3D, pues este sólo nos permite configurar combinaciones predefinidas, y no secciones paramétricas particulares con condicionales complejos que sí son posibles de contempla en Subassembly Composer. Se modelará una primera prueba con 3 estratos, para verificar la inclusión de CIVIL 3D de varias superficies objetivo (superficies TIN) para precisar, así, las transiciones que habría en una excavación, por ejemplo, del tipo canal. La propuesta consiste en realizar un cajeado que permita distinguir entre material perteneciente a un estrato u otro de manera independiente. La propuesta debería realizarse con un ensamblaje que fuese inteligente e independiente de cada situación, es decir, genérico. Este ensamblaje debería ser capaz de identificar el cambio de superficie y, además, que el estrato excavado en cada superficie se realizara por franjas horizontales de, por ejemplo, un (1) metro u otra dimensión en función de la maquinaria a emplear para la excavación (buldócer, palas, excavadoras, etc.): Figura 6-16 Terreno con 2 estratos a modelar mediante la inclusión de franjas de excavación (Elaboración propia) En esta línea de investigación 1 se va a intentar generar un ensamblaje de forma tal que realice:  Excavación distinguiendo entre el terreno perteneciente a una superficie y a otra  Excavación realizada por tongadas Una prueba piloto de ensamblaje desarrollado con Subassembly Composer es la siguiente, y se presenta en el Anejo 1 del presente TFM: Figura 6-17 Ensamblaje CANAL (Elaboración propia) 49 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales En esta ocasión se parte de un ensamblaje capaz de detectar 2 superficies objetivo. La “SuperficieObjetivo” será la que marque la transición entre estratos ESTRATO 2. -6m, mientras que la “SuperficieObjeitvo2” será la relativa al ESTRATO 1. -3m y la “SuperficieObjeitvo3” será la Topografía o SUPERFICIE_00 (1). Lo que se persigue es identificar las “Target Surface” en el ensamblaje. Supóngase que la Obra Lineal se desarrollará sobre 3 estratos, de ahí la necesidad de identificar una superficie que simbolice la transición entre el estrato 1 y el estrato 2 y otra superficie que designe a la capa exterior de terreno. Así como la transición entre el estrato 2 y el 3. A continuación, y para generar la obra lineal, se importa este subensamblaje en CIVIL 3D: Figura 6-18 Creación de ensamblaje en CIVIL3D (Elaboración propia) Resultado de crear el ensamblaje “Canal” en el espacio modelo de Civil3D: Figura 6-19 Ensamblaje con 3 superficies objetivo importado en CIVIL3D (Elaboración propia) 6.1.1.6 Generación del Canal El análisis de la efectividad de la obtención de los estratos del terreno mediante una sección paramétrica deriva del resultado que se obtenga de la creación de una Obra Lineal mediante dicho ensamblaje. Así, se crea una Obra Lineal. Se proyecta sobre la alineación Eje Canal creada sobre el perfil del terreno Canal y aplicando el ensamblaje generado e importado Canal: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 50 Figura 6-20 Creación de Obra Lineal (Elaboración propia) El quid de la cuestión reside en identificar de manera adecuada las Superficies Objetivos, siendo congruente con el subensamblaje y las superficies a las que aplica: 51 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-21 Definición de Superficies Objetivo en la Obra Lineal para el ensamblaje Canal (Elaboración propia) Figura 6-22 Obra Lineal solución (Elaboración propia) Para verificar el modelo geotécnico del macizo del terreno y, por tanto, tener los ifcGeotechnicalSate/SolidStrates, se extraen los sólidos de la Obra Lineal: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 52 Figura 6-23 Extracción de Sólidos a partir de Obra Lineal (Elaboración propia) Finalmente, los sólidos de los estratos generados resultan ser los presentados en la figura siguiente: Figura 6-24 Sólidos 3d extraídos a partir de Obra Lineal (Elaboración propia) En principio, el ensayo ha sido satisfactorio. No obstante, se opta por estudiar una variante del perfil de diseño del cauce; este nuevo perfil de diseño atraviesa varios estratos. El nuevo perfil de diseño proyectado sobre el perfil geotécnico se muestra en la siguiente figura: 53 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-25 Alineación sobre el perfil atravesando varios estratos (Elaboración propia) Al generar la Obra Lineal y extraer de nuevo los sólidos de los estratos generados en la misma se obtiene el resultado de la figura siguiente Figura 6-26 Sólidos 3d extraídos de Obra Lineal que atraviesa varios estratos (Elaboración propia) El ensayo realizado nos da un resultado malo dado que no genera los sólidos en las transiciones entre estratos. Esto se debe a que el cambio de superficie objetivo no es efectivo hasta que los dos márgenes del ensamblaje, tanto el izquierdo como el derecho están al completo en las mismas superficies objetivo. ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 54 6.1.2 Ensayo 2 En esta segunda línea de investigación se pretende crear un volumen entre dos superficies mediante actuaciones directas con herramientas de Civil3D. Para esto, se van a seguir dos (2) flujos de trabajo distintos. En el primer flujo de trabajo, se va a generar lo que en Civil3D se denomina Superficie de Volumen TIN entre dos superficies para crear un volumen de relleno entre las mismas y, por tanto, obtener el IfcGeotechnical/SolidStrate. Se sabe que esta herramienta funciona cuando se compara una Obra Lineal generada sobre la superficie a comparar. En el segundo flujo de trabajo, se intentará forzar una unión entre las dos superficies para, a raíz de un vínculo, poder crear un relleno en el espacio existente entre superficies. Se trata de una variante del flujo de trabajo 1 que pretende desengranar los vínculos posibles entre superficies. 6.1.2.1 Flujo de trabajo 1 Se va a crearlo que en Civil3D se denomina Superficie de Volumen TIN comparando la superficie ESTRATO 1. -3m respecto a la superficie topografía TERRENO_00 (1). Figura 6-27 Creación de Superficie de volumen TIN (Elaboración propia) El resultado de crear la Superficie de Volumen TIN es otra superficie que aparece a menor cota: 61 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-36 Metodología para modelado del Terreno en Civil3D (Elaboración propia) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 62 6.2.1 Preproceso A continuación, se expone los sucesivos procesos que han de realizarse en esta etapa. 6.2.1.1 Datos de entrada Como datos de entrada para Civil3D, se proponen dos fuentes de información que pueden ser complementarias. Si bien es cierto que Civil3D puede cargar superficies predefinidas de otros proyectos o archivos tipo MDT o SHP, la idea que aquí se plantea es la de un proyecto constructivo. Así, se tienen como fuentes posibles de información: iii. Levantamiento topográfico: Obtenido de la superficie original del ya mencionado [44]. Estos datos darán información de las coordenadas x, y, z de la superficie. iv. Campaña de sondeos: Esta campaña de ensayos de campo obtiene los datos que darán información de las coordenadas x, y, z del Estrato1, Estrato2 y Estrato3, además de la Superficie relativa a la boca de sondeo, así como de la naturaleza de los materiales naturales. Para este trabajo se han considerado un total de 22 sondeos con potencias variables para cada uno de los 3 estratos que componen el terreno según el Proyecto Constructivo de un Tramo de Carretera de la Red Principal de Andalucía. Carretera A-8125. Arahal –Morón de la Frontera [44], de Victoria Montero. Teniendo en cuenta que en Civil3D la ubicación Este hace referencia a la coordenada X, mientras que la ubicación Norte hace referencia a la coordenada Y, la estructura de creación de la hoja de Excel que luego se importa en base al siguiente formato: ID X (Este) Y (Norte) Z CÓDIGO 1 Topográfica 2 Estrato1 3 Estrato2 4 Estrato3 … … … … … Tabla 6-2 Tabla de datos a importar en CIVIL3D (Elaboración propia) En Civil3D se importarán únicamente los valores, sin contar la primera fila. Un mismo sondeo tendrá tantos ID como estratos distintos haya. Y en cada estrato se tendrá el mismo valor de las coordenadas X e Y, pero distinta coordenada Z. Una vez generado este Excel con 4 columnas, se exporta a un formato CSV (delimitado por comas). Si se abre este CSV con el lector de texto, se puede ver cómo se ha separado por comas y que es fácilmente legible por CIVIL 3D. La tabla con los datos de los sondeos de campo y cuyas profundidades (estratos) han sido determinados se recoge en el Anejo 8.2 Datos de sondeos. En este caso, se cuenta con 4 códigos distintos: topográfica, estrato1, estrato2, estrato3. 63 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 6.2.2 Proceso de Diseño 6.2.2.1 Creación de puntos cogo de las superficies En un archivo de trabajo de Civil3D, se importan los puntos codificados mediante la Herramienta de creación de puntos, para generar los sondeos: Figura 6-37 Generación de Puntos Cogo en Civil3D (Elaboración propia) El tipo de archivo de entrada es el *.txt comentado anteriormente, con que el formato de entrada en Civil3D que será “PEND”. La vista preliminar de la importación arroja la correcta inclusión de datos montados en el Excel inicial: Figura 6-38 Formato de datos para creación de Puntos Cogo (Elaboración propia) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 64 Figura 6-39 Puntos Cogo importados (Elaboración propia) Una vez importados los Puntos Cogo, resulta necesario aplicar filtros que ayuden a agrupar los puntos en “grupos de puntos”. De esta forma, se podrá trabajar con grupos de puntos por cada superficie estratigráfica (topográfica, estrato1, estrato2 y/o estrato3). Para crear los grupos de puntos, se utiliza la herramienta Grupos de puntos >> Nuevo…. Se crearán los 4 grupos de puntos correspondientes a los cuatro (4) superficies estratigráficas codificadas: Figura 6-40 Creación de “filtros de grupo” (Elaboración propia) 65 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Para el primer grupo de puntos, el relativo a la superficie, se aplica un estilo de puntos personalizado denominado “TFM_Alejandro”. Además, se opta por dotar del estilo “Punto Base – Nº Elevación Código” como estilo de etiqueta de punto: Figura 6-41 Propiedades de grupo de puntos: superficie (Elaboración propia) Y como finalización de este proceso se procede con la agrupación de puntos cogo en el grupo 1 “superficie”, con lo que se tienen los puntos cogo relativos a la superficie topográfica: Figura 6-42 Inclusión de filtro mediante códigos: superficie (Elaboración propia) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 66 Como resultado de aplicar este primer filtro, resulta: Figura 6-43 Puntos cogo de la superficie topográfica (Elaboración propia) Se repite el mismo proceso para los grupos de puntos cogo de las superficies estratigráficas estrato1, estrato2 y estrato3. Se llega a: Figura 6-44 Puntos cogo de las superficies topográficas restantes (Elaboración propia) 67 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 6.2.2.2 Generación de los sondeos A continuación, se expone cómo modelar los sondeos en Civil3D. Esta tarea consiste en generar sólidos 3d de tipo cilindro indicando punto inicial, punto final y radio. Realizar este conjunto de acciones en cada sondeo implica una ardua tarea de procesos reiterativos. Por tanto, se ha de automatizar el flujo de trabajo mediante una aplicación informática externa a Civil3D. Contar con sólidos 3d en Civil permite que estos elementos puedan ser exportados en formato IFC. Con que la información tanto de ubicación, potencia entre estratos, y demás propiedades que se deseasen añadir durante el modelado de cada estrato en Civil3D no se perderá. Se ha generado un programa, que se representa en el Anejo 3, a través de la aplicación externa Visual Studio Code y en colaboración con el usuario “calderg1000” a través del foro de Civil3D España [45], generando una rutina en AutoLISP. Para cargar este archivo de AutoLISP se realiza mediante la herramienta Administrar >> Editor de Visual LISP: Figura 6-45 Adición de comandos mediante el Editor de Visual LISP (Elaboración propia) El comando generado se denomina “SONDEOS” y basta con seleccionar punto inicial (punto cogo de mayor cota) y punto final (punto cogo de menor cota), previa selección de la capa en que se desea generar el sólido3d tipo cilindro: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 68 Figura 6-46 Pasos para aplicar el comando SONDEOS (Elaboración propia) Figura 6-47 Comando SONDEOS para generar estrato 1 (Elaboración propia) Se realiza esta tarea para los estratos restantes del sondeo, repitiendo para el resto de los sondeos como se muestra en las dos figuras siguientes: 69 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-48 Creación de un sondeo (Elaboración propia) Figura 6-49 Sondeos generados (Elaboración propia) 6.2.2.3 Generación de Superficies Estratigráficas En Civil3d existe la posibilidad de crear una Superficie TIN a partir de la adición de puntos. Es un proceso relativamente sencillo pero que precisa de repetir una serie de pasos y que fácilmente se puede condensar en una única acción mediante el empleo de un script previamente realizado en Dynamo. ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 70 El ejecutable de Dynamo se recibe el nombre SUPERFICIE_COGO.dyn y tiene la forma: Figura 6-50 Script de Dynamo para Generar de Superficies TIN en Civil3D (Elaboración propia) El funcionamiento de este es que recibe el documento en que se está trabajando (archivo de Civil3D) y se bifurca en 4 cauces. Cada uno de estos cauces, denominados TIN “TOPOGRAFÍA”, TIN “ESTRATO 1”, TIN “ESTRATO 2” y TIN “ESTRATO 3” permiten generar directamente sobre Civil3D una superficie TIN por cada cauce, es decir, se genera una superficie estratigráfica en cada uno. Una vez leído el documento, se hace una llamada la creación de nueva “Superficie TIN” con 4 parámetros de entrada: v. cogoPointGroupName: donde se indica el nombre del Grupo de puntos cogo que se va a tomar para triangula la superficie vi. surfaceName: nombre que deseo poner a la superficie que se va a generar vii. layer: Capa en la que se va a generar la superficie viii. document: Documento sobre el que se va a trabajar Ejecutando este script (SUPERFICIE_COGO) directamente desde la ventada de Civil3D Administrar >> Programación visual: 77 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Este modelo de Dynamo permite al usuario identificar las 2 superficies que desea proyectar. A su vez, puede incluir hasta tres (3) polilíneas cerradas que marcarán la zona entre superficies que se desee proyectar, pudiendo ser una zona menor que la abarcada por la superficie, en cuyo caso el sólido proyectado no será la superficie al completo, o puede ser mayor que la superficie, en cuyo caso se proyectaría la superficie al completo. Así, la superficie de superior (𝑈𝑝𝑝𝑒𝑟) y la superficie inferior (𝐿𝑜𝑤𝑒𝑟) se indican por pantalla en el script de Dynamo. El contorno de la zona que se ha de proyectar se acota mediante una o varias polilíneas (𝑃𝑂𝐿1, 𝑃𝑂𝐿2, 𝑃𝑂𝐿3). En este caso, al tener 3 polilíneas se generarían 3 estratos independientes entre sí, resultado de proyectar la superficie 𝑈𝑝𝑝𝑒𝑟 sobre la 𝐿𝑜𝑤𝑒𝑟. El script detecta el archivo de Civil3d en que se está trabajando y lo marca como archivo de destino para los estratos que se modelan. Como datos de entrada se cuenta con: xi. Lower: Superficie inferior (de menor cota). Basta con modificar el entrecomillado por el nombre real que tenga la superficie en el archivo de Civil3D. xii. Upper: Superficie superior (de mayor cota). Basta con modificar el entrecomillado por el nombre real que tenga la superficie en el archivo de Civil3D. xiii. POL1, POL2, POL3: Lee las polilíneas modeladas en el archivo de Civil3D y que se encuentran dentro de la capa POL1, POL2 y POL3 respectivamente. Así pues, se podrían tener hasta 3 polilíneas. Estos nombres se cambian según el nombre de la capa en que se encuentre la polilínea del modelo. Una vez leído los datos, se realiza un procesado de estos a través de un ejecutable en Python incluido en el archivo TINSurfaces.dyn. Este ejecutable contiene el código que se recoge en el Anejo 4 del TFM. Como resultado, se obtiene el estrato (sólido3d) entre las dos (2) superficies indicadas y siguiendo las tres (3) polilíneas llamadas. El resultado en Civil3D, siguiendo este script toma la forma: Figura 6-62 Superficies Upper y Lower NO coincidentes en planta (Elaboración propia) VISTA MODELO VISTA PLANTA ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 78 Figura 6-63 Generación de estrato (sólido3d) entre superficies (Elaboración propia) Se observa como ahora sí que se tiene una proyección más válida que la obtenida con la proyección directa en Civil3D. El sólido creado sigue la superficie Upper hacia Lower delimitada por la polilínea, y no por la proyección ortogonal y si comparamos el modelado mediante Dynamo, a izquierda, del obtenido directamente con Civil3D, a derecha, se observa como la proyección fozada mediante Dynamo permite proyectar las superficies al completo. Por el contrario, al emplear Civil3D, sólo se proyectan las zonas que coinciden en proyección vertical: Figura 6-64 Estrato geotécnico de terreno entre superficies (Elaboración propia) Se observa que el resultado es más adecuado empleando el script de Dynamo que usando directamente CIVIL3D. Con esto se demuestra que la generación de estrato geotécnico de una superficie respecto a VISTA MODELO VISTA PLANTA 79 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales otra, cuando ambas no coinciden completamente en planta sólo se puede ejecutar adecuadamente mediante un script de DYNAMO, dado que este no proyecta en la vertical, sino que fuerza la proyección de la superficie completa. Por consiguiente, se opta por continuar la línea de modelado de estratigrafía para la geotecnia mediante Dynamo. Empleándose el script de Dynamo (vía Dynamo) para las superficies estratigráficas que se tienen, se llega a los siguientes estratos geotécnicos: Figura 6-65 Creación de estratos mediante Dynamo (Elaboración propia) Figura 6-66 Generar estrato a través de Dynamo. Capa indicada en el script: Superficie Estratos 1 (Elaboración propia) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 80 6.2.2.5 Generación del Perfil Geotécnico Para generar un Perfil Geotécnico se ha de definir la alineación en planta de la que se quiere obtener el perfil del terreno que debe ser ya un perfil geotécnico. Esto lo hacen mediante una creación de la alineación por referencia a objetos dado que no se ha fijado una alineación del proyecto constructivo utilizado en este TFM: Figura 6-67 Creación de Alineación a partir de objetos (Elaboración propia) Figura 6-68 Definición de la Alineación a partir de objetos (Elaboración propia) A continuación, es necesaria la creación de un Perfil de superficie. Esta creación permite visualizar todas las superficies que se desee, para el rango de la alineación previamente creada. Seleccionando la superficie estratigráfica y las tres (3) superficies estratigráficas como se contempla en la figura 81 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales siguiente: Figura 6-69 Creación del Perfil a partir de superficie (Elaboración propia) El perfil del terreno ya es un perfil geotécnico que viene reflejado en él los contactos de los estratos: Figura 6-70 Perfil del terreno con guitarra (Elaboración propia) Llegados a este punto, se puede proceder con la edición del perfil geotécnico. Se pueden seguir dos (2) flujos de trabajo que pueden ser usado para enriquecer y dar valor a los entregables de proyectos BIM de obras lineales: 1) Enriquecimiento del perfil mediante el uso de estilos: Seleccionado el perfil y haciendo clic en Propiedades de visualización del perfil, se aplican tres (3) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 82 sombreados relativos a cada uno de los estratos del terreno. En este caso, se propone aplicar estilos sobre “áreas de desmonte” ficticias, que no son más que la comparación entre 2 perfiles y sobre los que se aplica un Estilo de forma personalizado: MATERIA ORGÁNICA, MOLASA y MARGAS. Figura 6-71 Edición del Perfil para representación de Estratos (Elaboración propia) Figura 6-72 Creación del estilo MATERIA ORGÁNICA (Elaboración propia) Se ha supuesto un terreno constituido por una pequeña capa inicial de materia orgánica. Seguido de una potencia de terreno tipo molasa. Por último, se consideran unas margas. Una propuesta de terrenos 83 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales que podría constituirse de otra forma. Figura 6-73 Estratos sobre Perfil Longitudinal aplicando Áreas de sombreado (Elaboración propia) 2) Enriquecimiento del perfil mediante la proyección de los estratos (sólidos 3d): Una alternativa más rápida y eficiente consiste en proyectar directamente los sólidos3d que definen los estratos de terreno ya modelados. Para ello, basta con seleccionar el perfil y proyectar los sólidos: Figura 6-74 Selección de Perfil para Proyectar objetos en visualización del perfil (Elaboración propia) Seleccionando todos los objetos, tanto estratos como sondeos, se proyectan aplicando los estilos deseados. Por un lado, se impone un estilo Estándar para los sondeos (cilindros) y un estilo personalizado denominado CORTE para los estratos (custom-solid). Es fundamental aplicar en el estilo ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 84 “Perfil” que se proyecte “según se ha dibujo” y se marque la pestaña “Sección”, de a acuerdo a lo que se adjunta a continuación. De esta forma será posible proyectar los estratos geotécnicos en el perfil geotécnico: Figura 6-75 Aplicación de estilos a sólidos proyectados (Elaboración propia) El resultado de proyectar los sólidos del modelo del perfil longitudinal y de aplicar los estilos según lo descrito, el resultado se muestra en la siguiente figura: Figura 6-76 Visor de objetos: Corte del terreno y proyección de sondeos (Elaboración propia) Se tiene el mismo resultado que el visto en la inclusión manual del perfil y, además, permite proyectar todos los sondeos modelados. Así como la definición de etiquetas con información relativa al P.K. de la alineación a la que se encuentra el sondeo proyectado y la cota. 6.2.2.6 Generación de Obra Lineal Para este modelado basta con indicar: xiv. Alineación que debe seguir la Obra Lineal xv. Perfil de terreno sobre la que se va a ejecutar xvi. Ensamblaje necesario para generar la Obra Lineal propiamente dicha xvii. Superficie Objetivo 85 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Suponiendo que se va a considerar el Perfil Geotécnico de Terreno del punto anterior, y que la Alineación que debe seguir la Obra Lineal atraviesa varios estratos, incluso presenta una zona de relleno al encontrase sobre la superficie TOPOGRAFÍA, se tiene: Figura 6-77 Creación de Perfil OL (Elaboración propia) Figura 6-78 Creación de Perfil OL con doble parábola (Elaboración propia) Ejecutado el Perfil OL sobre la alineación que se creó inicialmente, sólo faltaría generar el ensamblaje que define la Obra Lineal que se desea acometer. ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 86 Figura 6-79 (Elaboración propia) Análogamente al capítulo 6.1.1 Ensayo 1, contenido en el apartado 6.1 Modelado Geotécnico con Civil3D, se propone realizar una Obra Lineal tipo canal, dado que es un caso que requiere de todo desmonte y por tanto recoge la mayoría de las superficies posibles. Así, se parte de una sección paramétrica genérica de Civil3D denominado Canal. Este se modifica de acuerdo con la necesidad del canal según proyecto. Suponiéndose las siguientes dimensiones: xviii. Profundidad = 5m xix. Anchura inferior = 2m xx. Paredes de canal = 45º xxi. Espesor de losa de canal = 0.1m Figura 6-80 Diseño del ensamblaje Canal (Elaboración propia) Como elementos adicionales, se incluyen condicionales de Desmonte y Terraplén en ambos bordes del ensamblaje. De esta forma se asegura que la Obra Lineal responda de forma adecuada tanto en 93 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales En el procedimiento tradicional se modelaba un Movimiento de Tierras que comprendía: xxii. Desmonte xxiii. Terraplén Sin embargo, con la aplicación de los pasos que se mostrarán a continuación y que suponen el broche al modelado en Civil3D, se puede llegar a un desglose mayor comprendiendo: xxiv. Desmonte: o Desmonte en Estrato 1 o Desmonte en Estrato 2 o Desmonte en Estrato 3 o … xxv. Terraplén Se tiene un desarrollo exacto en cada estrato a desmontar, con que se puede vaticinar con elevada precisión, la maquinaria que se necesitará para cada tajo, el material que realmente se puede aprovechar de cada zona a lo largo de toda la traza de la Obra Lineal, o el material que irá directo a vertedero, etc. En primer lugar, se crea una Línea de Muestreo >> aceptar: Figura 6-92 Creación de Línea de Muestreo (Elaboración propia) Se selecciona la alineación con que se ha trabajado hasta ahora: ALINEACIÓN_PERFIL. Se seleccionan las superficies y obras lineales que se desea que aparezcan en los perfiles del terreno que se generarán previo análisis del movimiento de tierras. Además, se aplica el Estilo de etiqueta al gusto del usuario: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 94 Figura 6-93 Creación de grupos de líneas de muestreo: superficies, obras lineales y adición de estilo (Elaboración propia) Figura 6-94 Creación de Línea de Muestreo “Por intervalo de P.K. (Elaboración propia) Figura 6-95 Propiedades del intervalo de Línea de Muestreo (Elaboración propia) Se llega al siguiente resultado de Línea de Muestreo: 95 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-96 Líneas de Muestreo cada 20m (Elaboración propia) Figura 6-97 Creación de Varias Vistas (Elaboración propia) Posteriormente, se aceptan por defecto todos los puntos siguientes. Cualquier cambio se puede realizar a posteriori. Seleccionando un espacio de la zona modelo: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 96 Figura 6-98 Secciones transversales c/20m siguiendo la Línea de Muestreo (Elaboración propia) A continuación, se determinan el Desmonte y Terraplén. Para esto, se selecciona una de las ventanas generadas y se hace clic en Calcular materiales: Figura 6-99 Cálculo de materiales a lo largo de la línea de muestreo (Elaboración propia) Entrando en el Editor de Estilos de materiales se consigue identificar dónde recae el Terraplén y dónde recae cada Desmonte, permitiendo distinguir entre: xxvi. Desmonte Estrato1 xxvii. Desmonte Estrato2 xxviii. Desmonte Estrato3 97 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Figura 6-100 Editor de lista de materiales (Elaboración propia) Además de identificar los movimientos de tierra por estratos, se puede aplicar un estilo, para así ser congruentes con la definición llevada hasta el momento. El resultado es: Figura 6-101 Movimiento de Tierras. Sección en P.K. 0+260 (Elaboración propia) Se obtiene un resultado a nivel visual que se actualizará si se modifica la Obra Lineal, la alineación o si se modificasen las superficies por consecuencia de nuevos datos a nivel de sondeos. En dichos casos, la información se actualizaría de forma automática y se tendría conocimiento del Movimiento de Tierras Desglosado real. 1) Informes de Volumen: ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 98 Finalmente, el cierre de este estudio en Civil3D pasa por generar un Informe de Volúmenes que recoja, para cada corte de terreno, el desmonte y terraplén relativo a cada estrato: Figura 6-102 Generación de Informe de Volumen (Elaboración propia) Resulta esencial seleccionar como “hoja de estilos” la Select Material.xsl puesto este formato permite dar información desglosada estrato a estrato. Como resultado a nivel de exportación de informe de volumen se tiene: 2) Informes de Volumen directo en Civil3D: Por otro lado, Civil3D permite generar informes visuales directos. Para esto se entra en la pestaña “Analizar” y clic en Tabla de Volúmenes en material: Figura 6-103 Creación de Tabla de volumen de material: Terraplén (Elaboración propia) 99 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Se selecciona el espacio en que se desea insertar la tabla y se repite el mismo proceso con las relativos a cada estrato: Figura 6-104 Tablas Resumen del Movimiento de Tierras: Terraplén y Desmontes por estratos (Elaboración propia) Además, se puede generar una tabla resumen denominada Tabla de Volúmenes Totales: Figura 6-105 Creación de Tabla de Volúmenes Totales (Elaboración propia) ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 100 Figura 6-106 Tabla de Volúmenes Totales (Elaboración propia) En el siguiente apartado, una vez finalizado el modelado en Civil3D y la obtención de datos a través de este, se realizará la exportación del modelo completo a IFC, el cual sólo contempla objetos 3D, de ahí la necesidad reiterada en generar este tipo de sólidos. 6.2.3 Posproceso Una vez concretado el modelo en Civil3D y añadidas las propiedades deseadas, se exporta a formato IFC y se abre con un lector IFC como usBIM.viewer+ de ACCA Software. Alguno de los resultados que se pueden interpretar son la visualización de los sondeos y los estratos del terreno: Figura 6-107 Estratos del terreno (tras ejecución de obra lineal) y de sondeos (Elaboración propia) 101 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Para verificar el contenido del archivo se procede a visualizar las superficies estratigráficas filtrando únicamente las superficies: Figura 6-108 Superficies del terreno (Elaboración propia Estudiando la zona afectada por la Obra Lineal se puede distinguir entre zona de Relleno o Terraplén, en verde, frente a la zona de Corte o Desmonte, en rojo: Figura 6-109 Movimientos de Tierra, sondeos y superficies de terreno (Elaboración propia) Además, se puede observar la unión entre sondeos por medio de las superficies que conforman los distintos estratos. Por otro lado, una perspectiva y que resulta visualmente acertada con visualizarlo en un mismo entorno aislado, de los Sondeos y del Movimiento de Tierras resultante con los sólidos de ROPUESTA DE MODELADO GEOTÉCNICO 102 cada tipo de material. Figura 6-110 Movimiento de Tierras y sondeos (Elaboración propia) 6.2.3.1 Análisis de los resultados obtenidos Gracias a la implementación de esta metodología propia, se ha conseguido uno de los objetivos clave que se pretendía en un primer momento: generar los estratos del terreno de forma nativa y mediante un procesado complementario a Civil3D. Pero resulta interesante destacar otro objetivo que se consigue a raíz de esta estratificación del terreno: la capacidad de discretizar entre los desmontes y los terraplenes que acompañan a una Obra Lineal y conocer con absoluta precisión (toda la abarcable por Civil3D) qué proporción del desmonte recae sobre cada estrato. Cuantificando el párrafo anterior, un resumen de los resultados obtenidos tanto por pantalla directamente en Civil3D como a través del informe exportado, se tiene: TERRAPLÉN: 203,16 m3 DESMONTE Estrato 1: 2.259,99 m3 Estrato 2: 6.553,96 m3 Estrato 3: 19.853,96 m3 Tabla 6-4 Desglose de Volúmenes mediante la aplicación de la Metodología (Elaboración propia) Sin embargo, lo que normalmente se encuentra en un proyecto ejecutado en Civil3D es la mera distinción entre Terraplén y Desmonte: 109 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales Nº DE PUNTO COORD. ESTE (X) COORD. NORTE (Y) ELEVACIÓN SONDEO CÓDIGO 32 4112440.944 281953.9268 181.123 8 estrato3 33 4112483.552 281994.0714 186.354 9 superficie 34 4112483.552 281994.0714 185.854 9 estrato1 35 4112483.552 281994.0714 184.854 9 estrato2 36 4112483.552 281994.0714 181.854 9 estrato3 37 4112519.268 281952.4326 184.141 10 superficie 38 4112519.268 281952.4326 183.891 10 estrato1 39 4112519.268 281952.4326 182.791 10 estrato2 40 4112519.268 281952.4326 179.791 10 estrato3 41 4112544.98 281988.9516 184.908 11 superficie 42 4112544.98 281988.9516 184.408 11 estrato1 43 4112544.98 281988.9516 183.408 11 estrato2 44 4112544.98 281988.9516 180.408 11 estrato3 45 4112374.76 282137.5356 190.102 12 superficie 46 4112374.76 282137.5356 189.852 12 estrato1 47 4112374.76 282137.5356 188.752 12 estrato2 48 4112374.76 282137.5356 185.752 12 estrato3 49 4112275.485 282078.8277 189.449 13 superficie 50 4112275.485 282078.8277 188.949 13 estrato1 51 4112275.485 282078.8277 187.949 13 estrato2 52 4112275.485 282078.8277 184.949 13 estrato3 53 4112200.154 282093.1574 188.611 14 superficie 54 4112200.154 282093.1574 188.361 14 estrato1 55 4112200.154 282093.1574 187.261 14 estrato2 56 4112200.154 282093.1574 184.261 14 estrato3 57 4112273.978 282278.6892 191.411 15 superficie 58 4112273.978 282278.6892 190.911 15 estrato1 59 4112273.978 282278.6892 189.911 15 estrato2 60 4112273.978 282278.6892 186.911 15 estrato3 61 4112528.097 282150.4605 189.809 16 superficie 62 4112528.097 282150.4605 189.559 16 estrato1 63 4112528.097 282150.4605 188.459 16 estrato2 64 4112528.097 282150.4605 185.459 16 estrato3 65 4112596.648 282203.2541 189.812 17 superficie ANEJOS 110 Nº DE PUNTO COORD. ESTE (X) COORD. NORTE (Y) ELEVACIÓN SONDEO CÓDIGO 66 4112596.648 282203.2541 189.312 17 estrato1 67 4112596.648 282203.2541 188.312 17 estrato2 68 4112596.648 282203.2541 185.312 17 estrato3 69 4112486.168 282094.683 190.055 18 superficie 70 4112486.168 282094.683 189.805 18 estrato1 71 4112486.168 282094.683 188.705 18 estrato2 72 4112486.168 282094.683 185.705 18 estrato3 73 4112556.872 282050.68 187.497 19 superficie 74 4112556.872 282050.68 186.997 19 estrato1 75 4112556.872 282050.68 185.997 19 estrato2 76 4112556.872 282050.68 182.997 19 estrato3 77 4112466.503 281911.4675 183.435 20 superficie 78 4112466.503 281911.4675 183.185 20 estrato1 79 4112466.503 281911.4675 182.085 20 estrato2 80 4112466.503 281911.4675 179.085 20 estrato3 81 4112509.022 281850.2459 180.489 21 superficie 82 4112509.022 281850.2459 179.989 21 estrato1 83 4112509.022 281850.2459 178.989 21 estrato2 84 4112509.022 281850.2459 175.989 21 estrato3 85 4112358.758 281889.6757 184.472 22 superficie 86 4112358.758 281889.6757 184.222 22 estrato1 87 4112358.758 281889.6757 183.122 22 estrato2 88 4112358.758 281889.6757 180.122 22 estrato3 89 4112183.203 281962.774 188.627 23 superficie 90 4112183.203 281962.774 188.127 23 estrato1 91 4112183.203 281962.774 187.127 23 estrato2 92 4112183.203 281962.774 184.127 23 estrato3 Tabla 8-1 Datos de sondeos a insertar en Civil3D (Elaboración propia) Se procede a crear un nuevo Excel con los datos PENZD: o sea, las mismas columnas, pero sin escribir la primera fila (nombres) y suprimiendo la columna “sondeo”: 1 4112204.22 282004.06 188.746 topográfica 2 4112204.22 282004.06 188.246 estrato1 3 4112204.22 282004.06 187.246 estrato2 111 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 4 4112204.22 282004.06 184.246 estrato3 5 4112222.45 281960.631 188.5672 topográfica 6 4112222.45 281960.631 188.3172 estrato1 7 4112222.45 281960.631 187.2172 estrato2 8 4112222.45 281960.631 184.2172 estrato3 9 4112244.34 282002.658 188.923 topográfica 10 4112244.34 282002.658 188.423 estrato1 11 4112244.34 282002.658 187.423 estrato2 12 4112244.34 282002.658 184.423 estrato3 13 4112263.27 281960.466 188.765 topográfica 14 4112263.27 281960.466 188.515 estrato1 15 4112263.27 281960.466 187.415 estrato2 16 4112263.27 281960.466 184.415 estrato3 17 4112303.43 281999.271 188.659 topográfica 18 4112303.43 281999.271 188.159 estrato1 19 4112303.43 281999.271 187.159 estrato2 20 4112303.43 281999.271 184.159 estrato3 21 4112340.98 281957.001 187.373 topográfica 22 4112340.98 281957.001 187.123 estrato1 23 4112340.98 281957.001 186.023 estrato2 24 4112340.98 281957.001 183.023 estrato3 25 4112403.49 281998.091 187.636 topográfica 26 4112403.49 281998.091 187.136 estrato1 27 4112403.49 281998.091 186.136 estrato2 28 4112403.49 281998.091 183.136 estrato3 29 4112440.94 281953.927 185.473 topográfica 30 4112440.94 281953.927 185.223 estrato1 31 4112440.94 281953.927 184.123 estrato2 32 4112440.94 281953.927 181.123 estrato3 33 4112483.55 281994.071 186.354 topográfica 34 4112483.55 281994.071 185.854 estrato1 35 4112483.55 281994.071 184.854 estrato2 36 4112483.55 281994.071 181.854 estrato3 37 4112519.27 281952.433 184.141 topográfica 38 4112519.27 281952.433 183.891 estrato1 39 4112519.27 281952.433 182.791 estrato2 ANEJOS 112 40 4112519.27 281952.433 179.791 estrato3 41 4112544.98 281988.952 184.908 topográfica 42 4112544.98 281988.952 184.408 estrato1 43 4112544.98 281988.952 183.408 estrato2 44 4112544.98 281988.952 180.408 estrato3 45 4112374.76 282137.536 190.102 topográfica 46 4112374.76 282137.536 189.852 estrato1 47 4112374.76 282137.536 188.752 estrato2 48 4112374.76 282137.536 185.752 estrato3 49 4112275.48 282078.828 189.449 topográfica 50 4112275.48 282078.828 188.949 estrato1 51 4112275.48 282078.828 187.949 estrato2 52 4112275.48 282078.828 184.949 estrato3 53 4112200.15 282093.157 188.611 topográfica 54 4112200.15 282093.157 188.361 estrato1 55 4112200.15 282093.157 187.261 estrato2 56 4112200.15 282093.157 184.261 estrato3 57 4112273.98 282278.689 191.411 topográfica 58 4112273.98 282278.689 190.911 estrato1 59 4112273.98 282278.689 189.911 estrato2 60 4112273.98 282278.689 186.911 estrato3 61 4112528.1 282150.461 189.809 topográfica 62 4112528.1 282150.461 189.559 estrato1 63 4112528.1 282150.461 188.459 estrato2 64 4112528.1 282150.461 185.459 estrato3 65 4112596.65 282203.254 189.812 topográfica 66 4112596.65 282203.254 189.312 estrato1 67 4112596.65 282203.254 188.312 estrato2 68 4112596.65 282203.254 185.312 estrato3 69 4112486.17 282094.683 190.055 topográfica 70 4112486.17 282094.683 189.805 estrato1 71 4112486.17 282094.683 188.705 estrato2 72 4112486.17 282094.683 185.705 estrato3 73 4112556.87 282050.68 187.497 topográfica 74 4112556.87 282050.68 186.997 estrato1 75 4112556.87 282050.68 185.997 estrato2 113 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 76 4112556.87 282050.68 182.997 estrato3 77 4112466.5 281911.468 183.435 topográfica 78 4112466.5 281911.468 183.185 estrato1 79 4112466.5 281911.468 182.085 estrato2 80 4112466.5 281911.468 179.085 estrato3 81 4112509.02 281850.246 180.489 topográfica 82 4112509.02 281850.246 179.989 estrato1 83 4112509.02 281850.246 178.989 estrato2 84 4112509.02 281850.246 175.989 estrato3 85 4112358.76 281889.676 184.472 topográfica 86 4112358.76 281889.676 184.222 estrato1 87 4112358.76 281889.676 183.122 estrato2 88 4112358.76 281889.676 180.122 estrato3 89 4112183.2 281962.774 188.627 topográfica 90 4112183.2 281962.774 188.127 estrato1 91 4112183.2 281962.774 187.127 estrato2 92 4112183.2 281962.774 184.127 estrato3 Tabla 8-2 Datos de sondeos a insertar en Civil3D (2) (Elaboración propia) Al archivo resultante de exportar a un archivo “txt”, se abre con el programa Notedpad++ y se reemplaza los signos “;” por “,”: Figura 8-4 Datos de sondeos formateados para lectura en Civil3D (Elaboración propia) Anejo 3. Código para la generación del comando SONDEOS en AutoLISP ANEJOS 114 El programa desarrollado en Visual Studio Code y guardado en formato AutoLISP para su importación desde Civil3D, y que da origen al comando SONDEOS, se desarrolla en las siguientes líneas de código: Figura 8-5 Generación del archivo de AutoLISP: sondeos (Elaboración propia) Siendo el código en abierto: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ;;;Routine Autolisp entmake for calderg1000;v01:07-11-20 ;;;Para dar respuesta en el foro de la comunidad C3D en español ;;;Inserta un solido cilindrico en la ubicacion de los puntos cogo. ;;;Modificado por Alejandro Algarín González;v02:09-11-20 ;;;------------------------------------sondeos (select-2 points)--------------------------------- ------------------------ (Defun c:sondeos (/ sel num i pcogo pins picogo plocation lvec alt) (vl-load-com) (setvar "dynmode" 1) (princ "\nSeleccion de Ptos Cogo...") (setq sel (ssget '((0 . "aecc_cogo_point")))) (setq d 0.5) (setq num (sslength sel) lvec () i 0 ) (repeat num 115 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 (setq pcogo (vlax-ename->vla-object (ssname sel i))) (setq pins (vlax-safearray->list (vlax-variant-value (vlax-get-property (vlax-ename->vla-object (ssname sel 0)) 'location ) ) ) ) (setq picogo (vlax-get-property pcogo 'location)) (setq plocation (vlax-safearray->list (vlax-variant-value picogo))) (setq lvec (append plocation lvec)) (setq i (1+ i)) ) (setq alt (abs (- (nth 2 lvec) (nth 5 lvec)))) (vl-cmdf "_cylinder" pins d (* -1.0 alt)) (princ) ) Tabla 8-3 Código desarrollado en Visual Studio Code con formato AutoLISP ejecutable en Civil3D (Elaboración propia) Lo que este Código permite hacer es la creación de un sólido 3D tipo cilindro tomando, como distancia para el sólido, la separación entre 2 puntos cogo seleccionados y radio, definido por defecto (0,5 m). Es importante remarcar que el sólido se modela en sentido descendente, con que resulta necesario definir primero el punto de mayor cota y luego el de menor cota. ANEJOS 116 Anejo 4. Código de Generación de Sólidos en Python El código escrito en lenguaje Python que se incluye dentro del Script del modelo de Dynamo empleado para la creación de estratos desde Civil3D contiene las siguientes líneas de código: # Load the Python Standard and DesignScript Libraries import clr # Add Assemblies for AutoCAD and Civil 3D APIs clr.AddReference('AcMgd') clr.AddReference('AcCoreMgd') clr.AddReference ('AcDbMgd') clr.AddReference ('AecBaseMgd') clr.AddReference('AecPropDataMgd') clr.AddReference ('AeccDbMgd') clr.AddReference ('AeccPressurePipesMgd') clr.AddReference ('acdbmgdbrep') clr.AddReference ('System.Windows.Forms') clr.AddReference ('AutoCADNodes') clr.AddReference ('ProtoGeometry') # Add standard Python references import sys sys.path.append('C:\Users\ALEJANDRO\AppData\Local\Programs\Python\Python39\Lib') import os import math # Add references to manage arrays, collections and interact with the user from System import * from System.IO import * #from System.Colletions.Specialized import * from System.Windows.Forms import MessageBox # Create an alias to the Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices.Application class import Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices.Application as acapp # Import references from AutoCAD from Autodesk.AutoCAD.Runtime import * from Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices import * from Autodesk.AutoCAD.EditorInput import * from Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices import * from Autodesk.AutoCAD.Geometry import * from Autodesk.AutoCAD.Colors import Color # Import references for PropertySets from Autodesk.Aec.PropertyData import * from Autodesk.Aec.PropertyData.DatabaseServices import * # Import references from Civil3D from Autodesk.Civil.ApplicationServices import * from Autodesk.Civil.DatabaseServices import * # Import AutoCAD Dynamo Nodes from Autodesk.AutoCAD.DynamoNodes import Object as DynObject from Autodesk.AutoCAD.DynamoNodes import Document as DynDocument # Import Dynamo Geometry from Autodesk.DesignScript.Geometry import Point as DynPoint from Autodesk.DesignScript.Geometry import PolyCurve as DynPolyCurve from Autodesk.DesignScript.Geometry import Surface as DynSurface from Autodesk.DesignScript.Geometry import PolySurface as DynPolySurface 117 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales from Autodesk.DesignScript.Geometry import Solid as DynSolid adoc = acapp.DocumentManager.MdiActiveDocument #adoc = Application.DocumentManager.MdiActiveDocument cdoc = CivilApplication.ActiveDocument ed = adoc.Editor def create_solids(lower, upper, boundary_layer): """ The function takes two TinSurfaces and all the polylines on the boundary layer and creates the 3D Solids. :param lower: the name of the lower TinSurface :param upper: the name of the upper TinSurface :param boundary_layer: the name of the layer that contains the polyline boundaries :returns: the 3D Solids """ # Fail gracefully if not isinstance(lower, str) or len(lower) == 0: raise Exception('The lower input is not a valid string') if not isinstance(upper, str) or len(upper) == 0: raise Exception('The upper input is not a valid string') if not isinstance(boundary_layer, str) or len(boundary_layer) == 0: raise Exception('The boundary_layer input is not a valid string') global adoc global cdoc result = [] with adoc.LockDocument(): with adoc.Database as db: with db.TransactionManager.StartTransaction() as t: bt = t.GetObject(db.BlockTableId, OpenMode.ForRead) btr = t.GetObject(bt[BlockTableRecord.ModelSpace], OpenMode.ForWrite) # (1) Get the lower and upper TinSurfaces low_surf = None upp_surf = None for oid in cdoc.GetSurfaceIds(): obj = t.GetObject(oid, OpenMode.ForRead) if obj.Name == lower: low_surf = obj elif obj.Name == upper: upp_surf = obj if low_surf is not None and upp_surf is not None: break if low_surf is None or upp_surf is None: raise Exception('TinSurfaces not found') # (2) Get Polyline Boundaries crops = [] crop_entities = [] for oid in btr: obj = t.GetObject(oid, OpenMode.ForRead) if obj.Layer == boundary_layer: if isinstance(obj, Polyline): crops.append([obj.GetPoint2dAt(i) for i in range(obj.NumberOfVertices)]) crop_entities.append([oid]) elif isinstance(obj, Polyline3d): crops.append([Point2d(v.Position.X, v.Position.Y) for v in obj]) ANEJOS 118 crop_entities.append([oid]) # (3) Create TinSurfaces by cropping for i, crop in enumerate(crops): low_todel = None upp_todel = None try: with Database(True, True) as newdb: with newdb.TransactionManager.StartTransaction() as nt: ln = 'Lower_{}_{}'.format(boundary_layer, i) un = 'Upper{}_{}'.format(boundary_layer, i) temp_low_surf_id = TinSurface.CreateByCropping(newdb, ln, low_surf.ObjectId, Point2dCollection(Array[Point2d](crop))) temp_upp_surf_id = TinSurface.CreateByCropping(newdb, un, upp_surf.ObjectId, Point2dCollection(Array[Point2d](crop))) # (3.1) Create TinVolumenSurface # name = 'Solid_{}_{}'.format(boundary_layer, i) # temp_tvs_id = TinVolumeSurface.Create(name, temp_low_surf_id, temp_upp_surf_id) # temp_tvs = nt.GetObject(temp_tvs_id, OpenMode.ForWrite) # nt.Commit() low_ex = DBObjectCollection() upp_ex = DBObjectCollection() coll = ObjectIdCollection() coll.Add(temp_low_surf_id) coll.Add(temp_upp_surf_id) # coll.Add(temp_tvs_id) newdb.WblockCloneObjects(coll, btr.ObjectId, IdMapping(), DuplicateRecordCloning.Ignore, False) for oid in cdoc.GetSurfaceIds(): obj = t.GetObject(oid, OpenMode.ForWrite) if obj.Name == ln: obj.Explode(low_ex) low_todel = obj elif obj.Name == un: obj.Explode(upp_ex) upp_todel = obj if low_ex.Count > 0 and upp_ex.Count > 0: break low_br = low_ex[0] upp_br = upp_ex[0] low_br.Explode(low_ex) upp_br.Explode(upp_ex) low_faces = [] upp_faces = [] for f in low_ex: points = [] if isinstance(f, Face): for j in range(3): v = f.GetVertexAt(j) points.append(DynPoint.ByCoordinates(v.X, v.Y, v.Z)) if len(points) >= 3: try: s = DynSurface.ByPerimeterPoints(points) low_faces.append(s) except: pass 125 BIBLIOGRAFÍA [1] M. Head and I. Hassan, “Professor Chuck Eastman Retires,” Atlanta, GA, 2018. https://dbl.gatech.edu/news/chuck-eastman-retires (accessed Nov. 23, 2020). [2] C. Eastman and Others, “An Outline of the Building Description System. Research Report No. 50,” p. 23, 1974. [3] C. Eastman, “Research Gate.” https://www.researchgate.net/profile/Chuck_Eastman2. [4] N. Española, “UNE-EN 50667:2016 (Ratificada),” 2017. [5] P. Bézier, “Bézier Award,” Solid Modeling Association, 2015. http://solidmodeling.org/awards/bezier-award/ (accessed Oct. 25, 2020). [6] Deskarati, “Pierre Bézier,” Pierre Bézier, 2014. https://deskarati.com/2014/10/23/pierre-bezier/ (accessed Oct. 28, 2020). [7] P. E. Bézier, “Introduction,” in The Mathematical Basis of the UNIURF CAD System, P. Bézier, Ed. Butterworth-Heinemann, 1986, pp. 1–2. [8] I. E. Sutherland, “Sketchpad a man-machine graphical communication system,” in AFIPS Conference Proceedings - 1963 Spring Joint Computer Conference, AFIPS 1963, 1963, doi: 10.1145/1461551.1461591. [9] Wikipedia, “Sketchpad,” Sketchpad, 2019. https://es.wikipedia.org/wiki/Sketchpad (accessed Oct. 28, 2020). [10] L. MARK, “Scott Brownrigg buys GMW Architects,” Archit. J., 2015, [Online]. Available: https://www.architectsjournal.co.uk/news/scott-brownrigg-buys-gmw-architects. [11] S. Ruffle, “Architectural design exposed: from computer-aided drawing to computer-aided design,” Environ. Plan. B Plan. Des., vol. 13, no. 4, pp. 385–389, 1986, doi: 10.1068/b130385. [12] R. Aish, “Building Modelling: the key to Integrated Construction CAD,” fifth Int. Symp. use Comput. Environ. Eng. Relat. to Build., no. July 1986, pp. 55–67, 1986. [13] et al Laiserin, Jerry (2008), Foreword to Eastman, C., “No Title,” vol. op, no. cit, p. 12, 2008. [14] R. Crotty, The impact of building information modelling: Transforming construction, vol. 9780203836. 2013. [15] J. Laiserin, “Comparing Pommes and Naranjas,” THE LAISERING Letter, Dec. 16, 2002. [16] J. Laiserin, “Autodesk and Bentley debate Building Information Modeling,” EE.UU., 2002. [17] N. Group, “NEMETSCHEK HISTORIA,” 2020. https://www.nemetschek.com/en/company/history/. [18] AENOR, “UNE-EN ISO 16739-1:2020 (Ratificada).” 2020. [19] buildingSMART International, “Clases de la Fundación de la Industria (IFC) - Introducción,” buildingSmart International. https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ (accessed Nov. 24, 2020). [20] “IFC4.3 RC2.” Building Smart International, 2020, [Online]. Available: https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/. [21] buildingSMART International, “IFC Formats,” buildingSmart International. BIBLIOGRAFÍA 126 https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-formats/ (accessed Nov. 24, 2020). [22] “IFC - Where it all started - The End of Babel,” 1994. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=g_jmGQvr6dQ&feature=emb_title. [23] Jeffrey Ouellette, “IFC Specifications Database,” buildingSmart International, 2020. https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/ (accessed Nov. 02, 2020). [24] buildingSMART International, “IFC Road Expert Panel: Draft Conceptual Model Webinar,” 2019, p. 45, [Online]. Available: https://vimeo.com/340225538. [25] buildingSMART International, “20200828 Future of IFC & MVD,” 2020, [Online]. Available: https://vimeo.com/458210073. [26] buildingSMART International, “An Introduction to buildingSMART Standards,” 2019, [Online]. Available: https://vimeo.com/348127214. [27] Technical Coordinator, “IFC Specifications Database,” buildingSmart International, 2020. https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/ (accessed Nov. 19, 2020). [28] F. Joly, La Cartografía. Barcelona: Oikos-Tau, 1988. [29] A. Felicísimo, “Modelos digitales del terreno: introducción y aplicaciones a las ciencias ambientales,” Oviedo Univ. Oviedo, 1994. [30] Yodin, “DTM DSM.” 2015, [Online]. Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/DTM_DSM.svg. [31] F. J. Doyle, “Digital Terrain Models: An Overview* The definition, origin, acquisition, preprocessing, storage and management, applications, and future directions of DTM data are discussed,” Photogramm. Eng. Remote Sensing, vol. 44, no. 12, pp. 1481–1485, 1978, [Online]. Available: https://www.asprs.org/wp-content/uploads/pers/1978journal/dec/1978_dec_1481- 1485.pdf. [32] V. Olaya, Sistemas de Información Geográfica. Olaya, Víctor, 2014. [33] T. ~K. Peucker, R. ~J. Fowler, J. ~J. Little, and D. ~M. Mark, “The triangulatd irregular network,” in Proceedings of the {ASP} Digital Terrain Models ({DTM}) Symposium, 1978, pp. 516–540. [34] A. Algarín González, “Aplicación del software AutoCad Civil 3d al diseño de una nueva presa en el pantano de la Concepción, Málaga.” 2017, Accessed: May 09, 2020. [Online]. Available: https://idus.us.es/handle/11441/69846#.XrZrUUEfNdE.mendeley. [35] SEEQUENT, “ARANZ Geo is now Seequent,” 2018. https://www.seequent.com/aranz-geo-is- now-seequent/ (accessed Nov. 02, 2020). [36] SEEQUENT, “Leapfrog Works,” 2020. https://www.seequent.com/company/missionpurpose/our-story/ (accessed Nov. 02, 2020). [37] SEEQUENT, “Leapfrog Works,” 2020. https://www.seequent.com/productssolutions/leapfrog-works/ (accessed Nov. 02, 2020). [38] Buhodra, “ISTRAM ISPOL. Importación de sondeos desde ISTRAM GEODA,” 2012. https://www.youtube.com/watch?v=B6mx75Q2R0s (accessed Nov. 04, 2020). [39] Carlos Reyes, “DEMOSTRACION ISPOL.” MÉXICO, 2020. [40] I. Autodesk, “Compartir plantillas y estilos de módulos geotécnicos,” 2017. https://knowledge.autodesk.com/es/support/civil- 3d/troubleshooting/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/ESP/Sharing-Geotechnical-Module- templates-and-styles.html (accessed Nov. 04, 2020). 127 Propuesta de Modelo BIM Geotécnico para Obras Lineales [41] geoengineer, “HoleBASE,” 2020. https://www.geoengineer.org/software/holebase-si (accessed Nov. 04, 2020). [42] A. Consulting, “Earthwork Plan Production.” Autodesk Civil 3D, 2020, [Online]. Available: https://apps.autodesk.com/CIV3D/en/Detail/Index?id=945083300879484046&appLang=en& os=Win64. [43] T. para Engenharia, “TBN2C3D.” Autodesk Civil 3D, 2018, [Online]. Available: https://apps.autodesk.com/CIV3D/en/Detail/Index?id=1925215015293701297&os=Win64&a ppLang=en. [44] V. Montero García, “Proyecto Constructivo de un Tramo de Carretera de la Red Principal de Andalucía. Carretera A-8125. Arahal –Morón de la Frontera : Trabajo Fin de Master .” El autor, Sevilla, 2017. [45] Calderg1000, “FORMATO PUNTOS COGO,” Autodesk Knowledge Network, 2020. https://forums.autodesk.com/t5/civil-3d-espanol/formato-puntos-cogo/td-p/9851245 (accessed Nov. 06, 2020). [46] P. Serra, “Dynamo for Civil 3D - Extract Solids from Tin Surfaces,” Autodesk Knowledge Network, 2019. . [47] buildingSMART Spanish Chapter, “uBIM 01-Parte General,” Build. Smart, p. 48, 2014, [Online]. Available: https://www.buildingsmart.es/recursos/guías-ubim/.