El académico de la Escuela de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y PhD en Ingeniería sísmica y dinámica estructural, Juan Carlos Vielma, se refirió a la automatización en la que la ingeniería estructural se ha visto envuelta en el último tiempo en la última edición de la Revista Negocio & Construcción.

Por Comunicaciones EIC

“Se está alcanzando un grado de comprensión de que la adopción de la automatización de los proyectos estructurales es una necesidad y que debemos estar atentos a los cambios que se producen, ya que los mismos traen beneficios asociados”, señaló nuestro investigador, quien, a lo largo de la entrevista, expuso la relevancia de la automatización de la ingeniería estructural. 

De este modo, a partir de la óptica de la academia y de su amplia experiencia en la empresa privada, el Secretario Académico de la EIC PUCV, precisó sobre los beneficios, rentabilidad y posibles inconvenientes que esta posee. 

Revisa la entrevista completa a continuación.

¿Cuál es el nivel de introducción de la automatización de la ingeniería estructural en el mercado chileno y latinoamericano?

R: "La automatización en la ingeniería estructural no es un concepto nuevo, ya que se viene implementando desde hace décadas con las herramientas disponibles en cada momento.

Como se trata de procesos altamente especializados, pero a su vez repetitivos en un mismo proyecto o conjunto de los mismos, las empresas de ingeniería estructural han adoptado estrategias con la finalidad de automatizar sus procesos. Debe mencionarse que la automatización ha sido una característica de la ingeniería estructural, que ha quedado implantada con la utilización de programas de cálculo que emplean elementos finitos y del software CAD. Sin embargo, debe mencionarse que con la irrupción de la filosofía de trabajo basada en Building Information Modeling (BIM) la automatización ha alcanzado nuevas cotas que anteriormente solo podían imaginarse. De forma paulatina dichos procesos de automatización se han ido asimilando en los países de América Latina y de manera especial en Chile, en donde las principales empresas se han adaptado al desafío con una especial visión de futuro."

¿Cuáles son los beneficios cualitativos y cuantitativos para las oficinas de ingeniería?

R: "Los beneficios de la automatización de procesos de ingeniería estructural son múltiples. Primero se debe mencionar la posibilidad de mejorar la calidad de los modelos estructurales sobre la base de importación de la geometría desde un modelo paramétrico, de forma coordinada con las otras disciplinas profesionales que trabajan en un proyecto. Esto no solo permite alcanzar un mayor nivel de precisión, sino que también implica un ahorro considerable de tiempo."

¿Es rentable automatizar’, ¿qué ganan los clientes?

R: "Por supuesto que sale a cuenta automatizar, especialmente en aquellas empresas que manejan un alto volumen de proyectos. Si bien la inversión inicial en software y hardware suele ser alta al inicio del proceso, la capacidad de avanzar mucho más rápido en el desarrollo de un proyecto estructural o inclusive, de trabajar con tareas especializadas de manera colaborativa en varios proyectos a la vez, permite optimizar el recurso humano, que tiene un alto impacto sobre el costo final del proyecto.

Los clientes ganan en varios sentidos. Primero que nada, y aunque parezca obvio, el producto final ha sido generado en un proceso integrado en que no se producen “saltos” en la transferencia de la información en las distintas etapas de elaboración, lo que permite reducir errores. De igual forma, al mejorarse el intercambio de información entre las disciplinas que participan en el proyecto, se evitan las costosas correcciones “sobre la marcha”, que no solo generan pérdidas por demoliciones, sino que evitan los costosos retrasos de obra mientras se llevan a cabo modificaciones o correcciones a los proyectos.

Otra de las ganancias para los clientes consiste en que la empresa les puede ofrecer distintas alternativas de estructuración que permitan satisfacer las expectativas de los clientes no solo a nivel económico y de la seguridad, sino también a nivel estético. Con el empleo de programas generativos, es posible explorar diferentes alternativas de diseño estructural que si se desarrollasen de manera tradicional pudiesen consumir tiempos muy elevados, permitiendo inclusive obtener rápidamente el presupuesto aproximado de la obra estructural, lo que facilita la toma de decisiones a la hora de escoger la alternativa más conveniente."

¿En cuánto plazo se pueden implementar estas mejoras?

R: "El plazo de implementación es relativo y dependerá del grado de automatización que posee la empresa de ingeniería estructural. Podemos mencionar que para una empresa promedio una implementación básica, que implique a todos los procesos que presta puede demorar entre seis meses a un año. Para establecer el tiempo de implementación debe tenerse en cuenta el adiestramiento del personal y el grado de ocupación del mismo a la hora de realizar la implementación, debido especialmente a que la empresa no puede detener los proyectos en los que se encuentra comprometida durante la fase de implementación. Es recomendable, por tanto, que la implementación se haga por fases en la que van a coexistir procedimientos tradicionales con procedimientos automatizados."

¿Cuáles son los beneficios para los revisores estructurales?

R: "Los beneficios para los revisores estructurales tienen que ver especialmente con el control y seguimiento del proceso de cálculo, ya que disponen de modelos paramétricos que permiten una mejor visualización del detallado de elementos tanto de hormigón armado como de acero, que son difíciles de comprender en las representaciones tradicionales de vistas ortogonales. La posibilidad de obtener automatizadamente vistas tridimensionales con representaciones realistas de los elementos y componentes permite al ingeniero coordinador del proyecto controlar el trabajo desarrollado por los ingenieros de proyecto y a estos últimos les permite desarrollar una mejor comprensión del funcionamiento de la estructura, la interacción entre los diferentes elementos y la detección temprana de errores o colisiones, dejando tiempo para la obtención de mejores soluciones estructurales a través de la exploración de diferentes configuraciones."

¿Cómo un revisor estructural revisa un proyecto automatizado?

R: "El proceso de revisión se lleva a cabo sobre los archivos generados durante el proyecto, no solo aquellos que contienen el modelo analítico, sino también los archivos que contienen el modelo físico, en donde se pueden controlar las opciones normativas empleadas tanto para el proceso de análisis, como las opciones empleadas para elaborar el detallado de los elementos estructurales. Tiene, por tanto, acceso a todas las fases del proceso de manera transparente, lo que le permite revisar no solo la respuesta global de la estructura, sino también el comportamiento de cada uno de sus elementos, pudiendo detectar a tiempo aquellas partes de la estructura que deberán ser rediseñadas.

Además, no debemos olvidar que en Chile existe actualmente un proceso alternativo de diseño con base en prestaciones, que requiere la definición detallada de los elementos estructurales en la fase de pre-proceso, la aplicación de análisis de historia en el tiempo en rango no lineal empleando varios registros, lo que implica un tiempo de proceso elevado, y que a su vez genera una cantidad enorme de datos de salida, que sería imposible manejar si no se aplican procesos automatizados."

La introducción de tecnología en etapa temprana, digitalizando y automatizando, ¿genera problemas desde el punto de vista del cambio en los procesos de revisión por parte de los revisores estructurales?

R: "Como todo en la vida, es necesario que nos adaptemos a los cambios para poder seguir prestando servicios de calidad. Sin duda alguna, los procesos de adaptación a dichos cambios suelen ser en algunos casos traumáticos, pero finalmente deben valorarse de manera positiva estos desafíos. No olvidemos, sin embargo, que el proceso de revisión de un proyecto no se basa exclusivamente en el manejo de la tecnología, sino que implica un fuerte componente de experiencia. Alcanzar el equilibrio entre tecnología y experiencia redunda en la mejora de la calidad de la revisión, amén de los beneficios económicos que las mejoras en los tiempos de esta les reportan a todos los actores involucrados en el proceso."

¿Qué inconvenientes se generan?

R: "Indudablemente la resistencia al cambio, la desconfianza hacia la tecnología y a las nuevas formas de trabajo colaborativo, no olvidemos que la ingeniería estructural tradicionalmente se ha desarrollado con una concepción de trabajo individualizado en el que no se comparte con facilidad la información."

¿Es un problema del software (homologación) o sencillamente no quieren innovar porque no hay incentivos?

R: "Pienso que hay un componente de cada cosa. Si bien hay resistencia a adoptar un nuevo software o a implicarse en un trabajo mucho más colaborativo en el que se comparten procedimientos y criterios, debe pensarse que la automatización permite obtener soluciones en tiempos reducidos lo que deja espacios para trabajar en nuevos proyectos, mejorando el desempeño económico."

¿Qué casos de éxito de proyectos puedes señalar que se hayan automatizado y cómo fue el proceso de todos los actores que participaron desde quien diseña, calcula, revisa, etc.?

R: "Afortunadamente son muchos los casos de automatización que se pueden mencionar y que involucran no solo proyectos de gran envergadura, sino también proyectos pequeños desarrollados por firmas de reciente creación. Lo realmente resaltable es que se está alcanzando un grado de comprensión de que la adopción de la automatización de los proyectos estructurales es una necesidad y que debemos estar atentos a los cambios que se producen, ya que los mismos traen beneficios asociados. Personalmente me ha impresionado el desarrollo de los proyectos de estructuras de acero, en los cuales la automatización no se queda solo en la fase de proyecto, sino que se extiende a la fase de fabricación de elementos y piezas de conexión empleando directamente la información digital producida en oficina, esto genera un importante ahorro de tiempo y la optimización en el empleo de los materiales. Experiencias similares se están produciendo en el campo de las estructuras de hormigón armado con los procesos de producción automatizada de las piezas de enfierrado."

¿Se aplica en estos procesos machine learning e Inteligencia artificial?

R: "Ya se vienen empleando, especialmente en procesos de optimización de elementos estructurales y en la obtención de configuraciones que satisfagan los requerimientos del cliente. Sin embargo, a diferencia de otras industrias, las empresas que desarrollan proyectos de ingeniería estructural tienen características de singularidad en sus productos que limitan el aprovechamiento de estas soluciones avanzadas."