Generación de modelos de información para la gestión de una intervención en el patrimonio arquitectónico

En el campo de la arquitectura se lleva más de veinte años trabajando con aplicaciones que desde un primer momento fueron pensadas para modelar elementos y sistemas constructivos. Los modelos infográficos 3D han facilitado bastante la visualización y el entendimiento de la arquitectura, con el añadido que podemos explorar el modelo interactuando de manera virtual y en tiempo real. Hoy en día, lo que se persigue es implantar de manera generalizada un nuevo concepto de trabajo basado en un modelo de datos representado, enfocado a incorporar nuevos factores como la gestión y la transmisión de información, y que se ha establecido a ámbito internacional en los últimos años con el término de tecnología BIM. En el entorno dinámico en que nos movemos actualmente, donde se nos exige trabajos mejores coordinados, productivos y totalmente eficaces, la tecnología BIM nos puede ayudar a desenvolvernos de forma más vigorosa en un campo tecnológico de continuos avances y que requiere de equipos multidisciplinares bien sistematizados. El Modelo de Información para la Construcción o BIM se ha convertido actualmente en un sistema colaborativo que beneficia enormemente a las industrias involucradas en el sector AEC (Arquitectura, Ingeniería, Construcción. El sistema BIM constituye un núcleo contenedor con información gráfica y alfanumérica, donde cada disciplina participativa vuelca sus conocimientos para adaptarse a las peculiaridades del edificio de forma coordinada con los demás agentes intervinientes. Si este mismo escenario lo trasladamos al Patrimonio, veremos que las necesidades serán las mismas. El arqueólogo, el arquitecto, el historiador, el ingeniero o el restaurador se encuentran en la misma encrucijada a la hora de trasmitir sus suposiciones y ponerlas en debate antes de llegar a un asentimiento reflexivo. Por otro lado, las últimas técnicas de levantamiento y de manipulación de la imagen digital que están a nuestro alcance hacen que nos replanteemos una metodología de trabajo distinta a la actual. Estamos obligados a hacer uso de los últimos avances en técnicas de adquisición de datos, imprescindibles tanto para la correcta representación del patrimonio construido como para el análisis y diagnóstico en las posteriores intervenciones. La sociedad va tomando un mayor interés por los valores culturales heredados de nuestros antepasados, lo que obliga a los investigadores a ser más eficientes en las técnicas de conocimiento, conservación y protección del patrimonio. Y es aquí donde hay que enfatizar la importancia de disponer de una buena documentación, sobre todo gráfica, que esté constantemente actualizada y que no deje falsos vestigios en las intervenciones, sean actuales o venideras. Pero habría que agregar otra consideración, como es la exigencia en los últimos años por algunas entidades y organismos estatales de un trabajo eficiente y productivo en el campo de la construcción, que en el caso del patrimonio arquitectónico e histórico en general se traduce en emplear sistemas de conocimiento, conservación y protección más eficaces. Estos primeros pasos suponen el establecimiento de un nuevo patrón que coloca al Sistema BIM en el centro de estos objetivos y que regirá el devenir de la construcción en todas sus facetas en el arranque del siglo XXI. Teniendo en cuenta las consideraciones expuestas, el trabajo de la Tesis se ha centrado en generar un modelo de información destinado al Patrimonio, empleando las tecnologías existentes más innovadoras para la adquisición de información geométrica del edificio histórico, sus aspectos externos y las propiedades físicas de los materiales empleados. La intención ha sido volcar toda la información recabada en la fase de auscultación y levantamiento en un único modelo gráfico, que sea operativo desde las diferentes disciplinas y permita interoperacionalizar datos evitando duplicaciones superfluas y en ocasiones contradictorias. Por tanto, se constituirá un proyecto de intervención sustentado por un Modelo de Información del Edificio Histórico, que podemos llegar a denominar Proyecto HBIM (Historic Building Information Modelling). 2. Consecución de los objetivos planteados. Por los resultados obtenidos podemos expresar que hemos cubierto muchas de las necesidades de los principales agentes intervinientes en el patrimonio histórico: arqueólogos, arquitectos, restauradores e ingenieros especialistas en el sector de la edificación. En el desarrollo de los capítulos exhibidos en la tesis, se ha podido corroborar la eficacia de las hipótesis de partida para alcanzar los objetivos específicos marcados al inicio: - Se ha establecido una estructura operativa acorde con los modelos de experimentación elegidos, con valores patrimoniales válidos en sus facetas arquitectónica y arqueológica, definiendo las fases de actuación de cada especialista dentro del proyecto HBIM para que la información fluya eficazmente y de manera recíproca. - Se ha propuesto varias metodologías para el levantamiento geométrico, condicionado fundamentalmente por el tipo de tecnología elegido. Se han implementado en el modelo BIM con unos resultados expuestos bien válidos, sustentados siempre en la geometría real. Todo ello ha derivado en la generación de una documentación gráfica precisa y en base a un modelo dinámico que permite reflejar los cambios de manera automática e inmediata. - El proyecto HBIM nos ha proporcionado una plataforma técnica y flexible de datos gráficos y alfanuméricos, la cual es válida para adaptarse a los continuados cambios en una intervención en el patrimonio construido, derivados de las investigaciones procedentes de las distintas disciplinas. - Otro gran aporte del proyecto HBIM ha sido facilitar durante todo el proceso una gestión interdisciplinar útil y especifica de todos los datos generados en el modelo gráfico y de información. 3. Conclusiones de los estudios realizados. En los capítulo de Implementación y Gestión de la información se han expuestos los estudios realizados sobre modelos BIM aplicados a una intervención en el patrimonio arquitectónico. Los modelos de información generados en la Tesis, empleando el sistema BIM, certifican un cambio radical en la forma de afrontar el diseño arquitectónico al dejar apartados los habituales trabajos ¿cerrados¿ e individuales, para apostar por un nuevo sistema abierto de comunicación. Con el levantamiento geométrico del patrimonio arquitectónico apoyándonos en el Sistema BIM no hemos pretendido, como objetivo prioritario, obtener una maqueta derivada de la reconstrucción virtual del edificio. Esta, como nuevo modelo de referencia, constituirá el núcleo esencial del proyecto de intervención sobre el que volcaremos todo tipo de datos provenientes de la investigación, proporcionando un conocimiento científico de sus sistemas constructivos, las características físicas de sus elementos, la evolución histórica y las patologías detectadas, a la vez que dispondremos de una representación gráfica de la forma existente del patrimonio arquitectónico. Podemos, de este modo, concluir que los modelos BIM obtenidos sobrepasan el concepto de ¿virtual¿ para calificarse de ¿científico¿, al sustentarse en un sistema de información preciso, constatable e interoperable que queda lejos de los habituales modelos promocionales del patrimonio arquitectónico. El que hemos denominado Modelo de Información del Edificio Histórico o HBIM (Historic Building Information Modelling) nos facilitará un mejor entendimiento de la forma arquitectónica, una verdadera labor de construcción del modelo, con la obtención de los documentos gráficos del proyecto de intervención. El Proyecto HBIM equivaldrá a un sistema de información integrado, con un modelo virtual del edificio histórico y una base de datos enlazada a él, que nos facilitará una gestión eficaz de la planimetría, con una actualización constante de sus vistas, y un inventariado de todos los elementos constituyentes, estructurados por categorías mediantes listados y esquemas interactivos

Generación de modelos de información para la gestión de una intervención: La cárcel de la Real Fábrica de Tabacos de Sevilla

[ES] Estamos en el inicio de una nueva era en el análisis espacial del patrimonio arquitectónico con la utilización de los modelos infográficos 3D, que nos permite una continuada observación de sus características arquitectónicas a la vez que se levanta la maqueta, interactuando en el espacio virtual en un proceso reciproco entre diseñador y objeto. Pero a ello hay que añadirle otro componente fundamental en el patrimonio, como es el trabajo multidisciplinar y la trasmisión de datos entre los diferentes actuantes. Hay que asegurar una buena gestión de la información generada en el trabajo para que la misma fluya de manera adecuada entre las distintas disciplinas, con una transferencia rica de conocimientos, donde cada especialista trabaje en un entorno abierto, y que nos lleve a unas decisiones eficaces para la buena conservación y gestión del patrimonio en estudio.[EN] We are at the beginning of a new era in the spatial analysis of the architectural heritage with the use of infographics models 3D, that allows a continuous observation of its architectural features which stands the modelinteracting in virtual space in a process I reciprocal between designer and object. But this must be added another component essential in heritage, such as multidisciplinary work and the transmission of data between the different players. We need to ensure sound management of the information generated on the job so that it flows properly between different disciplines, with a rich of knowledge transfer, where each specialist to work in an open environment, and lead to effective decisions for the proper conservation and management of heritage in study.Nieto Julián, JE. (2012). Generación de modelos de información para la gestión de una intervención: La cárcel de la Real Fábrica de Tabacos de Sevilla. Virtual Archaeology Review. 3(5):63-67. https://doi.org/10.4995/var.2012.4525OJS636735ALMAGRO VIDAL, Ana (2008): El concepto de espacio en la arquitectura palatina andalusí, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid.COLOMA PICÓ, Eloi (2008): "Aplicaciones BIM para el diseño arquitectónico", Escola Tècnica Superior d'Arquitectura de Barcelona, en Actas del XII Congreso Internacional de EGA 2008, Madrid, pp. 225-233.GRAPHISOFT España (2010): La próxima evolución BIM: Colaboración abierta en todas las áreas con ArchiCAD BIM. Diseño Compartido con BIM, Artículo GRAPHISOFT, 15 de noviembre.JIMÉNEZ MARTÍN, Alfonso y PINTO PUERTO, Francisco (2003): Levantamiento y análisis de edificios. Tradición y Futuro, Secretariado de Publicaciones de la Universidad de Sevilla. IUCC, Sevilla.QUIÑONES RODRÍGUEZ, Rocío (2009): Modelo Integrado de Información del Edificio, Trabajo Fin de Máster, Máster en Seguridad Integral en Edificación, Universidad de Sevilla.RICO DELGADO, Fernando (2009): Modelo de diagnóstico por imágenes en edificación mediante la aplicación de tecnologías avanzadas, Tesis Doctoral bajo la dirección del Doctor D. David Marín García, Departamento de Expresión Gráfica e Ingeniería en la Edificación, Universidad de Sevilla

Data interoperability between element classifications and semantics of historic buildings. Case study of the Duomo of Molfetta (Italy)

The research deals with the study and implementation of new solutions for the preservation of the Architectural Heritage, covering the phases of auscultation, intervention, and maintenance. A sustainable technological process is applied, based on the collaborative BIM methodology, which constitutes a bulwark for the efficient management of the historic building as it is effective in the interoperability of data from the Heritage-BIM (HBIM) project. In the study and conservation of Heritage, there are many disciplines that are part of the investigation or intervention and that require extracting, sharing and contributing data linked to the historic building. The use of a new collaborative construction process management technology involves implementing design, modeling, planning and maintenance improvement processes. These logistic production benefits will now be transferred to a historical-constructive context. On the other hand, reinforcing the interoperability of the data is decisive for a BIM system to function with full capacity. Classifying allows standardizing and organizing elements based on an established criterion. Assigning classifications to historical elements and systems in an HBIM project, including detected problems or deterioration, is also essential for proper interoperability between architects, archaeologists, historians, engineers. Currently, the BIM environment has classification systems, based on the correct identification of the most common systems in construction. But the context of the historic building is very complex as it is affected by the temporal-evolutionary component and by the great diversity of types within an architectural style. To solve it, the ontology provides us with a computable knowledge base, a representation system through which it is possible to model a domain of knowledge. In this work, a semantic segmentation of the point cloud obtained by TLS is carried out using the Cyclone 3DR point cloud processing software. In the second phase of work, the elements are structured in an HBIM project. From these data, a classification of the elements is executed using the ontology base developed by (Pili, 2023). Element classification covers an export process in IFC format. This workflow will allow the creation of a future universal classification related to Cultural Heritage. For the procedure to be properly implemented, the Duomo di Molfetta (Bari, Italy) has been taken as a case study

Implementación de las nuevas técnicas de levantamiento en el sistema BIM (Building Information Modeling)

Los modelos infográficos 3D han facilitado en gran medida la visualización y el análisis de la arquitectura, permitiendo que tanto el diseñador como el usuario puedan explorar el modelo de manera virtual. Actualmente lo que se persigue es implantar una nueva metodología más eficiente basada en un modelo de información del edificio representado, que facilite la gestión interdisdiciplinar y la transmisión de datos. Este procedimiento es internacionalmente conocido como Tecnología BIM. El sector AEC (Architecture Engineering Construction) se mueve actualmente en un entorno cambiante en el cual se nos exige trabajos mejores coordinados y productivos. La tecnología BIM puede contribuir a que el técnico desempeñe su trabajo de manera más eficaz en un campo tecnológico de continuos avances y que requiere de equipos multidisciplinares especializados. Por otro lado, las últimas técnicas de levantamiento arquitectónico y de manipulación de la imagen digital que están a nuestro alcance hacen que nos replanteemos una metodología de trabajo distinta a la actual. El uso de los últimos avances en técnicas de medición es fundamental tanto para la correcta representación del edificio construido, como para el análisis y diagnóstico en los trabajos de intervención y mantenimiento. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la comunicación pretende mostrar trabajos de auscultación y toma de medidas de edificios existentes para generar un modelo de información o BIM, empleando las tecnologías existentes más innovadoras para la adquisición de información geométrica del edificio existente: la fotogrametría y el escaneo por tecnología láser.The models infográficos 3D have facilitated to a great extent the visualization and the analysis of the architecture, allowing that both the designer and the user could explore the model of a virtual way. Currently if the aim is to introduce a new efficient methodology based on a building information model represented interdisdiciplinar to facilitate the management and transmission of data. This has been internationally established with Terms of BIM technology. The AEC (Architecture Engineering Construction) is currently moving in a changing environment in which we are required coordinated and productive work best. The BIM technology can help the technician to perform their work more effectively in a technical field of continuous progress and requires specialized multidisciplinary teams. Moreover, recent architectural survey techniques and digital image manipulation that are within our reach make us rethink a work methodology different from today. Using the latest advances in measurement techniques is essential for the correct representation of the purpose built for the analysis and diagnosis in the intervention and maintenance work. 2 Given the above considerations , communication aims to show work auscultation and taking measurements of existing buildings to generate an information model or BIM using existing innovative for the acquisition of geometric information of the existing building technologies : the photogrammetry and laser scanning technology

Metodología BIM en el grado de edificación: modelo de taller en la asignatura Expresión Gráfica de Tecnologías

El concepto de BIM implica un cambio radical en la manera de afrontar el diseño arquitectónico y el proceso de ciclo de vida de los proyectos y de los edificios. Se trata de un sistema eficiente y abierto de comunicación y cooperación entre los distintos operadores que intervienen en el proceso constructivo y, por tanto, resulta ser una herramienta idónea para su implantación en las Escuelas Técnicas de Ingeniería y Arquitectura. Este artículo defiende el reconocimiento de la metodología BIM como instrumento de trabajo colaborativo y coordinado para su aplicación en la docencia universitaria en titulaciones de esta rama de conocimiento, a fin de que el flujo de información interdisciplinar sea eficiente. Se describe la experiencia de la implantación de esta metodología en el Grado de Edificación, a través de un modelo de taller-integrador en la asignatura de Expresión Gráfica de Tecnologías. Posteriormente, se recogen averiguaciones docentes derivadas de la innovación desarrollada, mostrando sus beneficios para el estudiantado a nivel de aprendizaje y las limitaciones halladas. Con todo, los resultados obtenidos llevan a seguir apostando por esta integración tecnológica. Finalmente, para la mejora de esta innovación, se aportan una serie de recomendaciones en lo relativo a la manera de guiar al alumnado en la experiencia y relacionadas con la organización de las enseñanzas a través de sus planes de estudios.The concept of BIM implies a radical change in the way of facing the architectural design and the life cycle process of the projects and the buildings. It is an efficient and open system of communication and cooperation between the different operators involved in the construction process and, therefore, it becomes in a suitable tool for its implementation in the Technical Schools of Engineering and Architecture. This paper defends the recognition of the BIM methodology as a collaborative and coordinated instrument for its application in the university teaching in degrees of this field of knowledge, so that the flow of interdisciplinary information is efficient. The experience of the implementation of this methodology in the Degree in Building is described. It is based on a workshop-integrator model in the subject called Graphic Expression of Technologies. Subsequently, educational enquiries derived from the innovation developed are collected, showing its benefits for the student body as regards learning, and also the limitations found. In conclusion, the outcomes obtained lead to continue supporting this technological integration. Finally, a series of recommendations for its improvement are provided, concerning the way to guide the students throughout the experience, and also related to the teaching organisation through the curriculum

La interoperabilidad del modelo virtual de información

For a decade we have experienced with Graphisoft software generated virtual models of information, usually spread by the term BIM and its use in teaching as a strategy for surveying and mapping, establishing the fact edificatory perceptively to the best knowledge the student, but also, and most notably, the model is ready to be explored by other collaborative disciplines following preset protocols for efficient transmission of information. Clearly, the work in any field is multidisciplinary, but you have to promote and strengthen interdisciplinarity is today, and now more than ever it is necessary for a tool to that workflow. The use of BIM applications, makes collaboration a necessity to be present at all stages in which the project is: study and previous analyzes in the next phase of design process, the subsequent implementation phase and, of course, in building maintenance. With proper tools in the design process to allow full transparency of the knowledge of each party involved, to which we add the transfer of the same, we will extend our view to a new interdisciplinary space. Therefore, for attaining an efficient interoperability must maintain a flow of information without slips

El Estudio Paramental en el Modelo de Información del Edificio Histórico o “Proyecto HBIM”

[ES] El Modelado de Información para la Construcción (BIM) se ha convertido actualmente en un sistema colaborativo que beneficia enormemente a las industrias involucradas en el sector AEC. La esencia del BIM es ser un núcleo contenedor con información gráfica y alfanumérica, donde cada disciplina participativa vuelca sus conocimientos para adaptarse a las singularidades del edificio de forma coordinada con los demás agentes intervinientes. Si este mismo escenario lo trasladamos al Patrimonio, veremos que las necesidades serán las mismas; el arqueólogo, el arquitecto, el historiador, el ingeniero o el restaurador se encuentran en la misma encrucijada a la hora de trasmitir sus hipótesis y someterlas a debate antes de la aprobación. En el artículo se expondrá una metodología eficaz para implementar el estudio estratigráfico de paramentos. La intención es volcar la información recabada en la fase de auscultación en un único modelo gráfico, operativo desde las diferentes disciplinas y que permita interoperacionalizar datos evitando duplicaciones superfluas y contradictorias. Se constituirá un proyecto de intervención sustentado en un Modelo de Información Patrimonial o del Edificio Histórico, que podemos denominar Proyecto HBIM.[EN] The Building Information Modeling (BIM) has now become a collaborative system that greatly benefits the industries involved in the AEC sector. The essence of BIM is to be a container core with graphic and alphanumeric information, where each discipline participatory dump their knowledge to suit the peculiarities of the building in coordination with the other agents involved. If this same scenario is moved to Heritage, we see that the needs are the same; archaeologist, architect, historian, restorer or engineer are at the same crossroads when it comes to passing on their assumptions and subject to debate before approval. The article will present an effective methodology to implement the stratigraphic study of surfaces. The intention is to dump the information gathered in Phase auscultation in a single graphical model, operating from different disciplines and allows inter operationalize avoiding unnecessary data duplication and contradictory. An intervention project supported by an information model of the Historic Building, which we can call HBIM Project (Historic Building Information Modelling Project) is established.Nieto Julián, JE.; Moyano Campos, JJ. (2014). The paramental study on the Model of Information of Historic Building or "HBIM Project". Virtual Archaeology Review. 5(11):73-85. https://doi.org/10.4995/var.2014.4183OJS7385511AZKARATE, Agustín (2002): "Intereses cognoscitivos y praxis social en la arqueología de la arquitectura", en Arqueología de la Arquitectura, Vol. 1. Madrid, p. 55-71.CABALLERO ZOREDA, Luis (2010): "Experiencia metodológica en Arqueología de la Arquitectura de un grupo de investigación. Instituto de Historia. CSIC. Madrid", en Arqueología aplicada al estudio e interpretación de edificios históricos. Últimas tendencias metodológicas, Ministerio de Cultura, Madrid, pp. 103-119.CARANDINI, A. Storie dalla terra. Manuale di scavo archeologico. Torino: Einaudi, 1996.[online] http://www.carmencovito.com/rossanero/carandini_estratti.pdfCOLOMA PICÓ, Eloi (2008): "Aplicaciones BIM para el diseño arquitectónico", Escola Tècnica Superior d'Arquitectura de Barcelona, en Actas del XII Congreso Internacional de EGA 2008, Madrid, pp. 225-233.GRAPHISOFT España (2010): Diseño Compartido con BIM. Graphisoft. 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Clasificación geométrica y semántica de modelos digitales de artefactos religiosos: de morfologías a tecnologías constructivas

El documento pretende exponer una metodología innovadora para ejecutar una segmentación semántica de los sistemas arquitectónicos-constructivos de un edificio con altos valores histórico, e incorporarlo en el flujo de trabajo de Scan-to-BIM. Para el estudio se lleva a cabo un levantamiento, por TLS y fotogrametría, del Duomo de Molfetta (Italia), arquitectura singular románico-apuliana. Un proceso semiautomático asistido por algoritmos ha permitido clasificar la información no estructurada proporcionada por escaneo. El procedimiento ha permitido incorporar y organizar la información en un entorno BIM, optimizando las tareas de análisis, identificación, clasificación, auscultación y finalmente facilitar el modelado paramétrico. Los resultados han demostrado una gran efectividad en los procesos de caracterización del Patrimonio arquitectónico y artístico, lo que conlleva flexibilizar los trabajos en un proyecto Heritage-BIM. Aún existen dificultades para la interpretación de los datos de nube de puntos 3D, relacionada con sistemas específicos de la arquitectura histórica. La interpretación humana sigue siendo un pilar fundamental para conseguir resultados precisos. Pero el procedimiento ha sido muy efectivo para la clasificación y cuantificación de deformaciones estructurales de las columnas

The Palace of the Children of Don Gome (Andújar, Jaén), Managed through the HBIM Project

El documento pretende exponer una metodología eficiente para el estudio del patrimonio construido, que englobe sus aspectos histórico, constructivo y evolutivo, incluida la cronología de las intervenciones llevadas a cabo en el edificio histórico. La recopilación y manipulación de la información, gráfica y de datos relacionados, se sustentará en un Modelo gráfico 3D interoperable, que permita una gestión de toda la documentación integrada en el mismo desde todos los campos disciplinares relacionados con el Proceso de Conservación y Rehabilitación Patrimonial. El sistema permitirá además ampliar la gestión de la información que se obtiene en el mantenimiento del patrimonio, cumpliendo así su ciclo de vida. El caso de estudio se centra en el "Palacio de los niños de Don Gome", un edificio histórico situado en la localidad de Andújar, Jaén (España). El trabajo constituye una compilación y ordenación de datos que permiten un análisis basado en un Modelo de Información Patrimonial, denominado "Proyecto HBIM". Además, se sustentará en técnicas precisas para la adquisición de las geometrías existentes, como es la fotogrametría, a fin de generar un modelo que contenga toda la información relevante y fiel sobre un edificio de importante valor histórico y arquitectónico