1. Introducción
En la última década, la tecnología de Modelado de Información para la Construcción (BIM) ha transformado profundamente la industria de la construcción, mejorando la eficiencia en el diseño, ejecución y gestión de edificaciones. Sin embargo, su aplicación en edificios históricos ha presentado desafíos únicos debido a la naturaleza irregular y única de estos inmuebles. Aquí es donde el Heritage Building Information Modeling (HBIM) entra en juego como una evolución crucial del BIM, diseñado específicamente para abordar las necesidades de conservación, documentación y gestión de edificios patrimoniales.
El HBIM no solo adopta la estructura y beneficios del BIM convencional, sino que también incorpora capacidades adicionales para manejar los desafíos únicos asociados con los edificios históricos. Estos incluyen la necesidad de documentar detalladamente materiales antiguos, técnicas constructivas obsoletas y las diversas intervenciones que estos edificios han experimentado a lo largo de su historia. Al integrar tecnologías avanzadas como la fotogrametría, el escaneo láser LiDAR y los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), el HBIM permite una representación tridimensional precisa de estructuras que son verdaderos testimonios de nuestro pasado cultural.
Además, el uso de HBIM en la conservación del patrimonio no solo ayuda a mantener la integridad estructural de los edificios históricos sino que también asegura que la información crucial no se pierda con el paso del tiempo. Al almacenar datos en un modelo centralizado, el HBIM facilita una mejor planificación y toma de decisiones para intervenciones futuras, lo cual es fundamental para prolongar la vida útil de los activos patrimoniales y mantener su valor histórico y cultural para las generaciones futuras.
Este artículo tiene como objetivo explorar en de manera introductoria qué es el HBIM, cómo se implementa a través de diversas tecnologías avanzadas y cuáles son sus beneficios tangibles en el campo de la conservación del patrimonio arquitectónico. Al hacerlo, busca proporcionar a los arquitectos y conservacionistas del patrimonio una comprensión clara de cómo esta tecnología puede ser una herramienta valiosa en sus esfuerzos por preservar nuestro legado construido.
2. ¿QUÉ ES EL HBIM?
El Heritage Building Information Modeling (HBIM) es un proceso multidisciplinario que extiende las capacidades del Modelado de Información para la Construcción (BIM) a la conservación, gestión y documentación de edificios históricos. Al incorporar detalladamente las características únicas y a menudo complejas de los edificios patrimoniales, el HBIM se convierte en una herramienta invaluable para arquitectos, ingenieros y conservacionistas que trabajan con estructuras de valor histórico.
Ilustración 1: Modelo Nubes de puntos LiDAR y fotogrametría. Iglesia Inmaculada Concepción de Cajicá, Colombia. Fuente y Derechos reservados. www.arplan.com.co
Definición y Objetivos del HBIM
El HBIM es definido como la adaptación del modelo BIM para integrar información detallada y específica sobre edificaciones históricas. Esto incluye, pero no se limita a, la geometría precisa del edificio, materiales de construcción históricos, técnicas constructivas específicas y cualquier modificación estructural realizada a lo largo de los años. El objetivo principal del HBIM es crear un repositorio digital completo que no solo facilita la restauración y mantenimiento de edificios históricos sino que también sirve como un registro digital para futuras referencias y estudios.
Diferenciación entre BIM Estándar y HBIM
Ilustración 2: Modelo HBIM en Revit. Iglesia Inmaculada Concepción de Cajicá, Colombia. Fuente y Derechos reservados. www.arplan.com.co
A diferencia del BIM estándar, que está orientado principalmente hacia la eficiencia en la construcción y gestión de nuevos edificios, el HBIM se enfoca en la precisión histórica y la conservación. Mientras que el BIM utiliza modelos paramétricos estandarizados que se adaptan fácilmente a nuevas construcciones, el HBIM requiere un enfoque más flexible y detallado para capturar las peculiaridades de los edificios históricos. Estos modelos deben ser capaces de incorporar irregularidades y características únicas que no se encuentran en las construcciones modernas.
Por ejemplo, en un proyecto de HBIM, las dimensiones y formas no se ajustan a normas contemporáneas y a menudo requieren la creación de componentes personalizados para replicar fielmente las características históricas. Además, el HBIM debe ser capaz de integrar datos obtenidos de diversas fuentes, como registros históricos, fotografías antiguas y estudios arqueológicos, para construir un modelo que refleje con precisión la evolución temporal del edificio.
Este nivel de detalle y especificidad hace que el HBIM sea una herramienta esencial no solo para la conservación y restauración, sino también para la investigación y educación, proporcionando una base rica y multidimensional para entender y apreciar el patrimonio construido. Con el avance de la tecnología y la creciente importancia de la conservación del patrimonio, el HBIM está ganando reconocimiento y adopción en proyectos de restauración y mantenimiento en todo el mundo, abriendo nuevas posibilidades para la preservación de nuestra herencia cultural.
3. Tecnologías Clave en HBIM
Tecnologías Clave en HBIM
El éxito del HBIM en la documentación y gestión de edificios históricos depende en gran medida del uso eficiente de tecnologías avanzadas que permitan la captura precisa de datos. Estas tecnologías incluyen la fotogrametría, el escaneo láser LiDAR, y el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAVs). Cada una de estas herramientas desempeña un papel crucial en la creación de modelos detallados y precisos que son fundamentales para el HBIM.
Fotogrametría
La fotogrametría es una técnica que utiliza fotografías tomadas desde diferentes ángulos para crear mapas topográficos o modelos tridimensionales. En el contexto del HBIM, esta tecnología es particularmente útil para capturar detalles de fachadas y ornamentos de edificios que de otro modo serían difíciles de documentar. Al procesar múltiples imágenes de alta resolución, los profesionales pueden generar modelos digitales precisos que capturan no solo la forma, sino también la textura de los materiales, lo que es crucial para los análisis de conservación.
Escaneo Láser LiDAR
LiDAR (Light Detection and Ranging) es una tecnología de escaneo láser que mide la distancia entre el escáner y el objeto al calcular el tiempo que tarda un pulso láser en regresar al sensor. Esta tecnología es invaluable para el HBIM debido a su capacidad para capturar datos geométricos muy precisos de estructuras complejas y extensas en poco tiempo. Los datos de LiDAR son especialmente útiles para modelar las geometrías internas y externas de edificios patrimoniales, proporcionando una base sólida para el modelo HBIM.
Ilustración 3: Nubes de puntos de escaner laser 3d. . Iglesia Inmaculada Concepción de Cajicá, Colombia. Fuente y Derechos reservados. www.arplan.com.co
UAVs (Vehículos Aéreos No Tripulados)
Los UAVs, comúnmente conocidos como drones, son cada vez más utilizados en la documentación del patrimonio debido a su capacidad para acceder a áreas difíciles y capturar datos desde perspectivas aéreas. Equipados con cámaras de alta definición o sensores LiDAR, los drones pueden recoger información detallada de partes del edificio que son inaccesibles por métodos convencionales. Esto es particularmente útil para la inspección de techos, torres, o cúpulas de edificios históricos.
Ilustración 4: Procesamiento fotografías tomadas con drone. Iglesia Inmaculada Concepción de Cajicá, Colombia. Fuente y Derechos reservados. www.arplan.com.co
Integración de Tecnologías
Un proyecto HBIM exitoso a menudo requiere la integración de varias de estas tecnologías para capturar completamente la diversidad de elementos presentes en edificios históricos. Por ejemplo, se puede usar LiDAR para obtener un modelo preciso de la estructura general del edificio, mientras que la fotogrametría podría ser utilizada para detallar elementos específicos con texturas ricas. Los datos de UAV pueden complementar estos métodos al proporcionar vistas y acceso a áreas que de otra forma no serían capturadas.
Ilustración 5: Nubes de puntos de escaneo laser 3d y Fotogrametria. Iglesia Inmaculada Concepción de Cajicá, Colombia. Fuente y Derechos reservados. www.arplan.com.co
Estas tecnologías no solo aumentan la precisión y eficiencia en la creación de modelos HBIM, sino que también abren nuevas posibilidades para la exploración y comprensión de nuestros patrimonios culturales. A través de su aplicación, los conservacionistas pueden obtener una visión más completa y detallada de los edificios históricos, lo que facilita la toma de decisiones más informadas respecto a su conservación y restauración.
4. BENEFICIOS DEL HBIM
El Heritage Building Information Modeling (HBIM) ofrece numerosos beneficios tanto para la gestión del patrimonio arquitectónico como para los proyectos de restauración y conservación. Estos beneficios no solo se reflejan en una mayor precisión en la documentación de los edificios, sino también en una gestión más eficiente y en la capacidad de realizar intervenciones más informadas.
Mejora en la Documentación de Edificios Históricos
Uno de los principales beneficios del HBIM es su capacidad para mejorar significativamente la documentación de los edificios históricos. A través del uso de tecnologías avanzadas como LiDAR y fotogrametría, el HBIM permite la captura de detalles arquitectónicos con una precisión que supera con creces los métodos tradicionales. Esto es crucial para la comprensión de las técnicas de construcción antiguas y para la preservación de la información que podría perderse debido al deterioro del tiempo.
Preservación de Detalles Arquitectónicos: El HBIM conserva un registro digital de detalles arquitectónicos que son esenciales para cualquier trabajo de restauración futuro y para estudios históricos.
Archivos Accesibles y Duraderos: La información almacenada en modelos HBIM es fácilmente accesible y menos susceptible a daños físicos, garantizando su disponibilidad para generaciones futuras.
Facilitación de Intervenciones Precisas
El modelo detallado proporcionado por el HBIM permite a los conservacionistas y restauradores planificar intervenciones con un nivel de precisión mucho mayor. Esto reduce el riesgo de daños a elementos históricos durante los trabajos de restauración y asegura que las intervenciones sean apropiadas y eficaces.
Planificación de Restauraciones: Los modelos HBIM ayudan en la planificación y visualización de restauraciones antes de que comiencen físicamente, permitiendo ajustes en el diseño para evitar errores costosos.
Análisis Estructural: El HBIM también puede incluir análisis estructurales, lo que ayuda a identificar áreas de riesgo y a planificar refuerzos que respeten la integridad histórica del edificio.
Gestión y Mantenimiento Mejorados
La gestión del patrimonio se beneficia enormemente de la implementación del HBIM, ya que proporciona una herramienta comprensiva para el manejo de las operaciones diarias y el mantenimiento a largo plazo de los edificios históricos.
Centralización de Información: Todos los datos relacionados con un edificio histórico, desde detalles arquitectónicos hasta intervenciones anteriores y datos de conservación, se almacenan centralmente y son fácilmente accesibles.
Programación de Mantenimiento: El HBIM facilita la programación de mantenimientos regulares y la identificación temprana de problemas potenciales, lo que puede prolongar la vida útil del edificio y reducir los costos a largo plazo.
Fomento de la Colaboración Interdisciplinaria
El HBIM, al ser una plataforma integradora, fomenta una colaboración más estrecha entre arquitectos, ingenieros, conservacionistas, historiadores y otros profesionales involucrados en la gestión del patrimonio.
Mejora de la Comunicación: Los modelos HBIM proporcionan una base visual común que mejora la comunicación entre los diferentes stakeholders, facilitando la toma de decisiones colaborativa y bien informada.
Educación y Formación: Los modelos HBIM son también herramientas excepcionales para la educación y formación de nuevas generaciones de arquitectos y conservacionistas, proporcionando recursos visuales ricos y detallados.
El HBIM no solo mejora la precisión en la documentación y gestión de edificios históricos, sino que también desempeña un papel crucial en la conservación del patrimonio arquitectónico. Su capacidad para integrar tecnología avanzada con respeto por la autenticidad histórica lo convierte en una herramienta indispensable en el campo de la conservación del patrimonio.
5. Implementación del HBIM
Implementar Heritage Building Information Modeling (HBIM) implica un proceso detallado que va desde la captura inicial de datos hasta la creación de un modelo digital completo que pueda ser utilizado para la gestión y conservación del patrimonio. Este proceso no solo requiere la integración de tecnologías avanzadas sino también una planificación cuidadosa para garantizar que los resultados sean precisos y útiles.
Ilustración 6: Nivel de Detalle e Información HBIM. Fuente www.arplan.com.co
Proceso y Flujos de Trabajo en la Implementación de HBIM
1. Captura de Datos: El primer paso en la implementación del HBIM es la captura de datos físicos del edificio. Esto se realiza generalmente a través de escaneo láser LiDAR, fotogrametría, y UAVs para obtener una representación detallada del edificio en su estado actual. Estos datos forman la base sobre la cual se construirá el modelo HBIM.
2. Modelado: Una vez recopilados los datos, el siguiente paso es la creación del modelo HBIM. Esto implica la conversión de los datos crudos en un modelo 3D que integre tanto la información geométrica como los metadatos relacionados con cada elemento del edificio, como materiales históricos, técnicas de construcción y cualquier intervención previa.
3. Integración de Información: El HBIM debe incorporar y organizar múltiples capas de información histórica y técnica. Esto incluye detalles desde documentos históricos hasta estudios estructurales recientes. Cada pieza de información se asocia con los elementos relevantes del modelo, creando un recurso integral para la gestión del edificio.
4. Validación y Calibración: El modelo se revisa y valida para asegurarse de que refleje con precisión la estructura física y la condición del edificio. Esto puede requerir ajustes basados en la experiencia práctica de los conservacionistas y otros expertos en patrimonio.
5. Implementación y Uso: Finalmente, el modelo HBIM se pone en uso, proporcionando una herramienta dinámica para la gestión del patrimonio. Puede ser utilizado para planificar y visualizar intervenciones de conservación, facilitar el mantenimiento y servir como una herramienta educativa.
ESTUDIOS DE CASO DE IMPLEMENTACIÓN DE HBIM
PROYECTOS PIONEROS EN COLOMBIA
Arplan ha sido una figura líder en la adopción e implementación de tecnologías avanzadas como BIM y LiDAR en la documentación arquitectónica en Colombia. Su compromiso con la innovación ha llevado a una serie de proyectos pioneros que han sentado precedentes en la industria. A continuación, se destacan algunos de estos proyectos:
LEVANTAMIENTO CASTILLO SAN FELIPE DE BARAJAS, CARTAGENA
Ilustración 7: Modelo Scan to HBIM, Castillo San Felipe de Barajas, Colombia. Fuente Arplan, www.arplan.com.co
- Descripción: Documentación detallada de esta fortaleza icónica, preservando la historia y preparándola para futuras renovaciones. El Castillo San Felipe de Barajas en Cartagena, Colombia, es una fortaleza colonial emblemática construida en 1657. Caracterizada por su diseño en terrazas, muros gruesos construidos de coral, y una compleja red de túneles y galerías subterráneas, está ubicada en la colina de San Lázaro. Su estructura fue estratégicamente diseñada para la defensa, con baluartes y parapetos para albergar cañones y una plaza principal en el nivel más alto. Este castillo no solo es una obra maestra de la arquitectura militar, sino que también representa un período importante en la historia de Colombia, simbolizando la resistencia y fortaleza de la nación.
- Tecnologías Utilizadas: Escaneo LiDAR para capturar con precisión la complejidad de la estructura, fotogrametría, BIM, simulación iluminación artificial, simulación patológica
LEVANTAMIENTO IGLESIA DE SAN JOSÉ, BARRANQUILLA
| Ilustración 8: Modelo Scan to HBIM. Iglesia de San José Barranquilla, Colombia. Fuente Arplan Colombia. www.arplan.com.co |
- Descripción: Un proyecto para documentar otra estructura religiosa vital en Barranquilla. La Iglesia de San José en Barranquilla, construida en 1910, es una manifestación del estilo neoclásico en la arquitectura colombiana. Situada en la calle 40 con carrera 39, la iglesia presenta una fachada simétrica con columnas imponentes, un frontón triangular y proporciones armoniosas. Los elementos clásicos, como las cornisas y las molduras, se combinan con detalles ornamentales sutilmente trabajados. En su interior, la disposición y el diseño de los espacios reflejan una continuidad con la estética exterior, manteniendo la simplicidad y la elegancia características del neoclasicismo. La Iglesia de San José es una pieza significativa en el patrimonio arquitectónico de Barranquilla, representando la transición y adaptación de los estilos arquitectónicos europeos en el contexto colombiano.
- Tecnologías Utilizadas: Integración de LiDAR y BIM para un registro completo.
A pesar de sus muchos beneficios, la implementación del HBIM también presenta desafíos, incluyendo la necesidad de inversiones significativas en tecnología y formación, la gestión de grandes volúmenes de datos, y la necesidad de colaboración entre disciplinas muy diversas. Además, la adaptación de tecnologías de modelado para reflejar las idiosincrasias de los edificios históricos sigue siendo un área de desarrollo activo en el campo del HBIM.
Mientras que el HBIM es una herramienta poderosa para la conservación del patrimonio, su implementación exitosa requiere un enfoque cuidadoso y considerado, que tenga en cuenta tanto la precisión técnica como la sensibilidad histórica.
6. ALGUNAS NORMATIVAS Y ESTÁNDARES
La adopción del Heritage Building Information Modeling (HBIM) en proyectos de conservación patrimonial debe estar guiada por una serie de estándares y normativas que aseguren la calidad, la precisión y la interoperabilidad de los modelos generados. Estos estándares son cruciales para establecer prácticas consistentes y confiables en el sector del patrimonio cultural.
Importancia de los Estándares en HBIM
La implementación de estándares en HBIM ayuda a:
- Garantizar la calidad y precisión: Los estándares ayudan a asegurar que los datos capturados y los modelos generados sean de alta calidad y precisión, lo que es fundamental para cualquier intervención de conservación.
- Facilitar la interoperabilidad: Los estándares promueven la compatibilidad entre diferentes sistemas y software, facilitando el trabajo colaborativo entre diversas disciplinas y especialistas.
- Mejorar la sostenibilidad: Establecer prácticas estandarizadas puede conducir a una mejor planificación y ejecución de proyectos de conservación, lo que resulta en intervenciones más sostenibles a largo plazo.
Estándares Internacionales y Directrices
1. ISO 19650 (Organización y digitalización de la información sobre edificios y obra civil, incluido el modelado de la información de construcción): Esta serie de normas proporciona directrices sobre la gestión de la información en el ciclo de vida de una obra construida utilizando BIM. Aunque inicialmente no se centra en el patrimonio, sus principios pueden adaptarse al contexto del HBIM para mejorar la gestión de la documentación patrimonial.
2. PAS 1192-6 (Especificación para la colaboración en la gestión de la información de la seguridad en el entorno construido): Aunque orientada a la seguridad, esta especificación incluye directrices útiles para la gestión de información que pueden aplicarse en la gestión del riesgo asociado a edificaciones patrimoniales.
3. Normativas Locales y Específicas del Patrimonio: Diversos países y regiones pueden tener sus propias normativas y estándares específicos que rigen la conservación del patrimonio. Estas pueden incluir directrices sobre tecnologías de documentación, métodos de intervención en edificios históricos y requisitos de informes.
Implementación de Estándares en Proyectos de HBIM
Para implementar efectivamente estos estándares en un proyecto de HBIM, se recomienda:
- Evaluación de Requisitos Específicos: Analizar los requisitos específicos del proyecto y del sitio patrimonial para identificar qué estándares son más aplicables.
- Capacitación y Educación: Proporcionar formación continua a todos los involucrados en el proyecto sobre los estándares relevantes y su aplicación en HBIM.
- Revisión y Actualización Continua: Mantenerse actualizado con los desarrollos en los estándares internacionales y locales para asegurar que el proyecto de HBIM siga siendo relevante y efectivo.
7. Conclusión
El Heritage Building Information Modeling (HBIM) representa un avance significativo en la conservación y gestión del patrimonio arquitectónico. A través de la integración de tecnologías digitales avanzadas y métodos tradicionales de conservación, el HBIM permite una documentación más precisa y una gestión más eficiente de los edificios históricos. Este modelo digital no solo facilita intervenciones de restauración cuidadosas y basadas en evidencias, sino que también proporciona una plataforma para la planificación a largo plazo y la toma de decisiones informada.
Los beneficios del HBIM son múltiples y abarcan desde la mejora en la precisión de la documentación hasta la facilitación de intervenciones precisas y la gestión efectiva del patrimonio. Al almacenar datos detallados y fácilmente accesibles, el HBIM sirve como un recurso inestimable para múltiples generaciones, asegurando que la información histórica y cultural se preserve y se utilice de manera efectiva para mantener y celebrar nuestro legado construido.
Sin embargo, la implementación del HBIM no está exenta de desafíos. Requiere inversiones significativas en tecnología, capacitación y desarrollo de flujos de trabajo interdisciplinarios. Además, el proceso de adaptar el HBIM a las particularidades de cada edificio histórico puede ser complejo y requiere un enfoque meticuloso para garantizar la precisión y la relevancia del modelo.
A pesar de estos retos, el potencial del HBIM para transformar la gestión del patrimonio es inmenso. A medida que la tecnología continúa avanzando y las metodologías de HBIM se refinan, es probable que su adopción se generalice, ofreciendo nuevas oportunidades para la conservación del patrimonio cultural a nivel global. En última instancia, el HBIM no solo es una herramienta para la conservación del pasado, sino también un puente hacia el futuro de la preservación del patrimonio cultural, proporcionando los medios para que futuras generaciones entiendan, aprecien y mantengan los tesoros arquitectónicos de la humanidad.