INTEGRACIÓN DE DATOS BIM-IOT EN HOSPITAL DEL MAR

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Autor: Abraham Jiménez

Desde hace algunos años, la consolidación de BIM (Building Information Modeling) en arquitectura, ingeniería y construcción está generando un debate sobre la proposición de que los datos BIM capturados durante el ciclo de vida del proyecto podrían mejorar la eficiencia de la gestión de las edificaciones construidas. Con base en nuestra experiencia profesional, en Pinearq estamos convencidos de que la integración de datos creados en BIM en los procesos de gestión soportados por IoT (Internet of Things) es solo cuestión de tiempo, y por ello apostamos por contribuir a la investigación enfocada a acelerar este proceso en las infraestructuras sanitarias.

La integración de datos BIM en la gestión de infraestructuras sanitarias

BIM representa un edificio como una base de datos de información coordinada, consistente y computable en la construcción. Trabajar en BIM es trabajar de forma colaborativa desde una plataforma común interconectada para incluir a todos los interesados en un proyecto.

Al mismo tiempo que BIM se consolida entre arquitectos, ingenieros y constructores, se incrementa la necesidad de una mayor eficacia en la gestión de las edificaciones. De acuerdo con un informe de 2002 del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos, los gastos incurridos debido a la interoperabilidad inadecuada de datos en la industria de Facility Management (FM) ascendieron a US$ 15.8 mil millones. El informe menciona que más del 65% de este costo corre a cargo de los propietarios de las instalaciones. Curiosamente, casi el 85% de estos gastos, es decir alrededor de US$ 9 mil millones, se realizará durante las fases de mantenimiento y conservación del ciclo de vida de la instalación.

Tomando en cuenta estas tendencias, es lógico preguntarse cuáles son los beneficios de incorporar la información contenida en BIM al proceso de gestión y mantenimiento de las edificaciones. La creación de modelos de información en BIM tiene el potencial de generar un cambio radical en la forma en que se administran las edificaciones y sus instalaciones. Un número creciente de partes interesadas en todo el mundo, especialmente en América del Norte, están reconociendo este hecho. Para los administradores de infraestructuras sanitarias, el potencial de BIM consiste en proporcionar un depósito central de información para sus tareas operativas que puede agilizar en gran medida su proceso de resolución de problemas.

Por otra parte, a medida que el modelado de información de edificios continúa desarrollándose y se investiga su integración con los procesos de gestión de infraestructuras, se plantean nuevas posibilidades de interacción con tecnologías enfocadas a la captación de datos sobre el funcionamiento y rendimiento de las edificaciones. Con la llegada de la tecnología de “smart buildings”, cada vez son más los edificios que están siendo equipados con sistemas inteligentes de automatización, que significa la utilización de varios tipos de sensores para obtener grandes cantidades de datos que permiten evaluar el rendimiento del edificio y pueden usarse para respaldar las decisiones tomadas sobre las operaciones de las instalaciones y el mantenimiento de los equipos. Estos sistemas inteligentes abren la posibilidad de integrar datos en tiempo real recopilados y acumulados por sensores junto con la información espacial y técnica extraída de un modelo BIM. Dicha integración puede ser ventajosa para controlar el rendimiento de los sistemas y procesos de construcción y evaluar las decisiones relacionadas con la administración y las operaciones de las infraestructuras.

Ventajas y retos de la integración de datos BIM-IoT

El IoT ha consolidado a la domótica como un mercado floreciente, pero ¿cuáles son las posibilidades cuando se aplica a edificios no residenciales y de gran complejidad técnica? El modelado de información para la construcción ha agregado una visión y una conectividad nunca antes vistas para todo tipo de edificaciones; aún así, cuando se complementa con IoT, las capacidades de los futuros sistemas BIM mejorarán enormemente las operaciones diarias y la administración de las instalaciones. Mediante la vinculación de BIM + IoT, la inmótica, que engloba la automatización integral de inmuebles con alta tecnología, se convertirá en el próximo gran desarrollo dentro de la gestión de edificaciones y abrirá nuevas posibilidades.

Los sensores están evolucionando rápidamente hacia tecnologías inalámbricas cada vez más autónomas. Hoy en día, las redes de sensores inalámbricos son capaces de auto configurarse y conectarse en red, lo que las convierte en una solución atractiva para varias aplicaciones de FM. Esta evolución tecnológica, que se conoce como el “Internet of Things” (IoT), es uno de los pilares de la evolución digital que estamos viviendo y ya se utiliza ampliamente para diversos propósitos, incluidos el monitoreo ambiental, la administración de activos, el mantenimiento de las instalaciones, la seguridad del edificio y varias otras aplicaciones.

En los últimos años, se han multiplicado los estudios para potenciar el uso de BIM en la administración de instalaciones en las etapas posteriores a la construcción. Dentro de estos se incluye la vinculación del modelo BIM con tecnología de detección inteligente o sistemas de automatización de edificios. La comprensión de los desafíos y el potencial de valor agregado de BIM a los sistemas IoT es fundamental en esta etapa inicial. Los beneficios de usar bases de datos BIM para la administración y mantenimiento de las edificaciones incluyen, entre otros:

  • Mejora de los procesos manuales actuales de entrega de información; mejora en la precisión de los datos para el diseño y la gestión de infraestructuras.

  • Aumento de la eficiencia de la ejecución de órdenes de trabajo, en términos de velocidad, para acceder a datos y localizar intervenciones. Tal valor se deriva de la capacidad de BIM para proporcionar un entorno visual e integrado rico en datos.

  • Resolución más rápida de problemas y administración eficiente de instalaciones a través de información compartida entre los administradores de las instalaciones y todos los contratistas necesarios dentro de las industrias de arquitectura, ingeniería, construcción y gestión.

  • Mejor simulación durante proyectos de actualización y remodelación a través de un análisis de diseño exhaustivo en la plataforma BIM.

  • Control de costos y gastos generales reducidos al predecir el rendimiento del edificio a lo largo del ciclo de vida de la instalación, analizar los datos y determinar las tendencias, lo que permite un mejor y más preciso presupuesto para el mantenimiento futuro.

Hospital del Mar: innovación en la integración de datos BIM - IoT

Desde 2008, Pinearq ha apostado por el desarrollo de proyectos para grandes edificaciones de alta complejidad técnica (entre las que se incluyen hospitales, centros de investigación biomédica, residencias sanitarias y edificio educativos) por medio de BIM. Si bien este método de trabajo es cada vez más demandado, en la mayoría de proyectos no se aprovecha el potencial de los datos integrados en BIM para la gestión de instalaciones y servicios. Hasta ahora, la ventaja más explotada de BIM es la implementación de un método de Entrega de Proyecto Integrado donde arquitectos, ingenierías y constructores pueden proporcionar información sobre el diseño más rápidamente que en los métodos de entrega tradicionales.

Como ya se ha comentado, la causa principal de esta desconexión entre BIM y el IoT es la ausencia de herramientas que conectan a ambos entornos. Pinearq ve esta brecha como una oportunidad para integrar datos BIM estáticos con datos dinámicos proporcionados por sensores. Esta combinación de fuentes y tipos de datos permitirá proporcionar un proceso de ciclo completo (diseño / construcción / gestión) utilizando BIM como conector de todas las fases. Con el fin de explorar estas alternativas y dotar a los modelos BIM de una capacidad de comunicación con los sistemas de gestión, Pinearq está desarrollando un proyecto de Investigación y Desarrollo con el apoyo del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) y la colaboración del Hospital del Mar para desarrollar un sistema de monitorización y gestión aplicado a las edificaciones hospitalarias. El proyecto se titula DIN2BIM, y consiste en desarrollar una solución flexible y escalable con la capacidad de integrar múltiples dispositivos de IoT para permitir diferentes opciones de monitoreo y visualización de datos, incluidos los de instalaciones técnicas, equipos, pacientes y entorno. A través de un almacén de datos dedicado, DIN2BIM puede realizar diferentes correlaciones de datos y almacenar información para futuros análisis más profundos (como Machine Learning) para detectar parámetros y tendencias a partir de los datos acumulados.

El objetivo general del proyecto es la integración de BIM y datos dinámicos provenientes de sensores dentro de una herramienta de análisis y visualización de datos. Las ventajas para la gestión de edificios hospitalarios de esta herramienta son varias: la monitorización de sistemas, el control y la mejora de procesos de atención, el seguimiento de los pacientes durante su estancia en el hospital o el control de la eficiencia energética, entre muchos otros. El usuario será capaz de configurar estas aplicaciones según las prioridades y necesidades del hospital.

El Hospital del Mar facilitará como campo de pruebas su nuevo edificio, un bloque de cuatro plantas que añade casi 16.000 metros cuadrados al centro y que ha supuesto una inversión de 76 millones de euros. El recién inaugurado inmueble constituye la primera de las tres fases del proyecto de ampliación y remodelación de este centro sanitario y alberga la zona de Radioterapia, el nuevo servicio de Urgencias, el Hospital de Día, la zona de salas de parto y quirófanos de Gineco-obstetricia, y la futura área de despachos médicos. Pinearq tuvo a su cargo el diseño del proyecto y la supervisión de los trabajos de construcción. El proyecto cuenta con un modelo BIM que será enriquecido en su base de datos de acuerdo con la estándar COBie, que establece requerimientos mínimos de información contenida en el modelo BIM para respaldar las operaciones, el mantenimiento y la administración de activos una vez que han sido construidos y están en servicio.

El proyecto se puso en marcha en junio de 2017 y consta de tres componentes principales:

  1. Red IoT conformada por sensores inalámbricos, controladores industriales y servidores virtuales.
  2. Modelo BIM para suministrar la información de los componentes físicos de edificio.
  3. Aplicación web con visualización de modelos y análisis de datos.

La naturaleza innovadora del proyecto demanda la confluencia de diversas tecnologías y conocimiento, que incluyen: el modelado y la gestión del proyecto BIM; una red de sensores inalámbricos; hardware y software para redes inmóticas en entornos hospitalarios; computación en la nube para la gestión y el procesamiento de datos; y programación de APIs para entorno web. Para abordar esta diversidad de conocimiento y tecnología, el proyecto cuenta con el apoyo de diferentes socios tecnológicos que aportan conocimiento especializado en cada una de estas áreas. DIN2BIM está siendo desarrollado por un equipo de profesionales de la arquitectura sanitaria (Pinearq), gestión BIM (BIM6D), integración IoT (Nearbysensor) y tecnología de bio-sensores (SensSolutions), liderado por Pinearq con el apoyo del Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).

Construyendo un sistema de monitorización de salud ambiental para el Hospital del Mar

Las nuevas tecnologías de monitorización y control abren una oportunidad a los administradores de edificios hospitalarios para obtener un mayor conocimiento de estos parámetros. Las capacidades de análisis con las que contamos actualmente permiten que toda esta información pueda ser analizada rápidamente de forma que se pueden identificar tendencias y patrones que serían muy difíciles de determinar sin esta nueva capacidad de captación y procesamiento de datos.

Con base en esta información, los hospitales pueden adaptar sus estrategias sanitarias y de gestión de forma que respondan a los retos que se derivan de esta nueva inteligencia. El papel de BIM en este proceso no se limita a dotar de una referencia espacial a los datos obtenidos: nuestro proyecto quiere demostrar que la combinación de los datos dinámicos aportados por sensores y los datos estáticos contenidos en BIM aporta una nueva capacidad de análisis.

Mediante un proceso de conversaciones con la dirección del Hospital del Mar, se acordaron explorar tres líneas de monitorización. A partir de la definición de estas, hemos planificado un sistema de medición conformado por una red de sensores especializados que realizarán diversas mediciones para aportar datos en cada uno de estos campos. Paralelamente, nuestro proyecto enviará datos al sistema SCADA del hospital. En etapas posteriores, el proyecto podría incorporar una red de controladores para regular las instalaciones y equipos de forma remota, constituyéndose como un sistema bidireccional.

El proyecto DIN2BIM contempla un despliegue “prototipo” de estas líneas de monitorización. En fases posteriores se evaluará, junto con el Hospital del Mar, la posibilidad de realizar despliegues más amplios y de agregar capacidades de control de equipos e instalaciones. La información recabada por esta red de sensores será vertida en un modelo virtual para incorporar datos del funcionamiento, servicios y condiciones ambientales con el que se podrán visualizar y analizar diferentes capas de información en tiempo real, además de visualizar la posición exacta dentro del edificio mediante un modelo 3D interactivo.

Mediante este proyecto, Pinearq se propone impulsar decisivamente la integración de datos para la gestión de infraestructuras sanitarias, aportando un sistema que apoye a las direcciones hospitalarias en el control y la planificación de las instalaciones y los servicios. Al mismo tiempo, la integración de datos estáticos del edificio dentro de los procesos de gestión del Hospital del Mar aumentará significativamente la administración de recursos y la conformación de políticas de atención pero también informará el diseño de futuros proyectos de infraestructuras sanitarias.

* Una versión más larga de este artículo se publicó en Hospitecnia.

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