Modelo BIM del mundo
Si la humanidad considera seriamente la posibilidad de crear asentamientos en la Luna y Marte, resulta lógico plantear otra pregunta: ¿podría aplicarse el mismo enfoque sistemático para mejorar las condiciones de vida en la Tierra?
La mayoría de las tecnologías necesarias para diseñar ciudades cómodas, ecológicas y en gran medida autónomas ya existen. El modelado BIM, los gemelos digitales, los sistemas de información geográfica, el transporte automatizado, la producción robotizada, la construcción modular, la impresión 3D, las energías renovables, las granjas verticales y los sistemas de reutilización del agua ya se aplican en diferentes países y sectores.
La principal tarea no consiste en inventar tecnologías completamente nuevas, sino en integrarlas en un único sistema interconectado.
Del modelo BIM de un edificio al modelo digital de una ciudad
BIM es el modelado de información de edificios e infraestructuras. A diferencia de una visualización tridimensional convencional, un modelo BIM puede contener información sobre las estructuras, los materiales, las redes de ingeniería, los equipos, los costes, los plazos de construcción, el consumo energético, el mantenimiento y la posterior explotación del objeto.
La siguiente etapa en el desarrollo de esta tecnología fueron los gemelos digitales. Estos permiten no solo visualizar un objeto en un entorno virtual, sino también conectarlo con datos reales procedentes de sensores, sistemas de transporte, redes eléctricas, equipos municipales y otras fuentes. Gracias a ello, es posible controlar el estado de la infraestructura, simular distintos escenarios y optimizar el uso de los recursos.
Si se integran los modelos digitales de edificios, carreteras, empresas, sistemas energéticos, redes de abastecimiento de agua, agricultura y espacios naturales, se puede crear un modelo BIM interactivo de una ciudad, una región y, en el futuro, de una parte considerable del planeta.
Este modelo no tiene que ser una copia exacta de todo el mundo desde el primer día. Puede desarrollarse gradualmente: desde un complejo residencial o un pequeño distrito hasta una ciudad, una red de ciudades y un sistema global de planificación.
Una ciudad virtual antes del inicio de la construcción
Antes de construir una nueva ciudad o realizar una reconstrucción a gran escala de un distrito existente, es posible crearla primero en un entorno digital.
El modelo virtual puede incluir viviendas, escuelas, hospitales, espacios públicos, complejos industriales, rutas de transporte, zonas verdes, sistemas de depuración de agua, producción de energía, cultivo de alimentos y procesamiento de residuos.
Una persona podrá recorrer las calles de esta ciudad, visitar un apartamento, comprobar la accesibilidad del transporte, evaluar la distancia hasta una escuela o un centro médico y observar cómo funcionan los sistemas urbanos.
Sin embargo, el principal valor de este modelo no reside en su atractivo visual. Permitirá comprobar, antes del inicio de la construcción, si la ciudad será cómoda para sus habitantes, qué cargas soportará el sistema de transporte, cuánta agua y electricidad serán necesarias, dónde podrían producirse atascos, qué instalaciones necesitarán un suministro eléctrico de reserva y cómo funcionará la ciudad en situaciones de emergencia.
Cálculo de recursos y costes
Cada elemento del modelo BIM puede estar vinculado a materiales, equipos, fabricantes, plazos de entrega y volúmenes de trabajo concretos.
Esto permite determinar cuánto hormigón, acero, vidrio, madera, cableado, tuberías, módulos de transporte, baterías y otros equipos serán necesarios para la construcción. Los cálculos también pueden incluir los recursos humanos, la logística, el consumo energético, los plazos de ejecución y los posteriores costes de explotación.
A partir de estos datos, se pueden comparar diferentes opciones de desarrollo urbano. Por ejemplo, se puede evaluar qué resulta más rentable durante todo el ciclo de vida: un edificio convencional con un coste inicial más bajo o un edificio energéticamente eficiente que requiera menos energía y mantenimiento.
El modelado digital también permite determinar dónde existen ya las capacidades de producción necesarias, qué recursos son insuficientes y qué empresas conviene crear o modernizar.
Construcción modular y automatizada
El principio modular puede convertirse en la base de la construcción a gran escala. Los distintos elementos de los edificios, los sistemas de ingeniería y la infraestructura urbana se fabrican en plantas industriales y posteriormente se transportan a la obra, donde se ensamblan para formar estructuras completas.
La construcción modular ya se utiliza para viviendas, hoteles, hospitales, centros educativos e instalaciones industriales. La impresión 3D aplicada a la construcción constituye otra área en desarrollo y puede utilizarse para fabricar elementos estructurales o partes completas de edificios. La combinación de producción modular, robotización e impresión 3D se considera una de las vías de industrialización del sector de la construcción.
Un sistema común de estándares no significa que todas las ciudades o edificios deban tener el mismo aspecto. Las conexiones, los componentes de ingeniería, las comunicaciones y las estructuras básicas pueden estandarizarse, mientras que la arquitectura, la distribución, las fachadas y los espacios públicos pueden seguir siendo diversos.
Esto permitirá construir, reparar y modernizar los objetos con mayor rapidez, así como sustituir determinados elementos sin desmontar por completo el edificio.
La ciudad como un sistema único
Una ciudad moderna está formada por una gran cantidad de sistemas que, con frecuencia, se diseñan y gestionan por separado. El transporte no siempre está coordinado con las zonas residenciales, la energía con las necesidades de la producción y la gestión de residuos con las posibilidades de reutilización de los materiales.
El modelo digital permite considerar la ciudad como un único organismo.
Por ejemplo, el calor generado por equipos industriales o informáticos puede utilizarse para calentar edificios o invernaderos. Los residuos orgánicos pueden emplearse para producir biogás o fertilizantes. El agua depurada puede reutilizarse para necesidades técnicas y riego. El excedente de electricidad de un distrito puede transferirse a otro en el que exista un déficit.
Estas soluciones ya se utilizan por separado. Un modelo BIM de la ciudad permite comprobar de antemano la eficacia de su funcionamiento conjunto.
Sistema de transporte automatizado
El transporte de una ciudad diseñada en un entorno digital puede organizarse como una red única para el transporte público, de mercancías e individual.
Los vehículos lanzadera automatizados, los robotaxis y los vehículos sin conductor ya se están probando o utilizando en determinadas ciudades. Sin embargo, la implantación a gran escala de estos sistemas requiere una regulación adecuada, una infraestructura segura y un control permanente.
El primer paso más realista podría ser el uso de transporte autónomo en rutas cerradas o especialmente equipadas: entre zonas residenciales, intercambiadores de transporte, centros médicos, centros logísticos y zonas industriales.
Si los flujos de pasajeros y mercancías se tienen en cuenta desde la etapa de diseño de la ciudad, será posible reducir el número de automóviles privados, disminuir la superficie destinada a aparcamientos y liberar más espacio para zonas peatonales, parques y espacios públicos.
La entrega de mercancías también podría automatizarse parcialmente. Los pedidos podrían llegar a centros logísticos de distrito y, desde allí, distribuirse mediante pequeños módulos eléctricos de transporte o sistemas internos de los edificios.
Producción de alimentos en un entorno controlado
Una parte de los alimentos puede cultivarse directamente dentro de la ciudad o en sus alrededores.
Los complejos de invernaderos, la hidroponía, la aeroponía y las granjas verticales permiten controlar la temperatura, la iluminación, la humedad, la composición de los nutrientes y el consumo de agua. Estos sistemas ya se utilizan para cultivar verduras, hortalizas de hoja y otros productos en entornos controlados.
La ubicación de una parte de la producción más cerca de los consumidores puede reducir las cadenas logísticas y hacer que el suministro de alimentos sea más estable. Al mismo tiempo, las granjas verticales no son un sustituto universal de la agricultura tradicional: requieren un consumo energético considerable y resultan más eficaces únicamente para determinados cultivos.
En el modelo BIM se pueden comparar distintas alternativas y determinar qué productos conviene cultivar dentro de la ciudad, cuáles en la región circundante y cuáles es preferible transportar desde otros territorios.
Mantenimiento automatizado de los edificios
Los edificios pueden diseñarse teniendo en cuenta su posterior mantenimiento automatizado.
Los sistemas robotizados pueden utilizarse para limpiar fachadas y ventanas, inspeccionar estructuras, cuidar las zonas verdes, clasificar residuos, controlar fugas de agua y detectar averías.
Los sensores pueden registrar el estado de los ascensores, la ventilación, las redes eléctricas, las tuberías y otros sistemas. La información se enviará al gemelo digital y el mantenimiento técnico se realizará no solo después de una avería, sino también de forma preventiva, sobre la base de una previsión del desgaste de los equipos.
Esto no elimina la necesidad del trabajo humano, pero permite delegar en las máquinas las operaciones peligrosas, pesadas y repetitivas, dejando a las personas el control, la reparación, el diseño y la toma de decisiones.
Participación de los futuros habitantes
El modelo digital de la ciudad puede estar disponible no solo para arquitectos e ingenieros.
Los futuros habitantes podrán evaluar distintas opciones de planificación, dejar observaciones y vincular sus propuestas a edificios, calles, rutas o espacios públicos concretos.
Antes del inicio de la construcción, se podrán probar varias opciones de ubicación para escuelas, centros médicos, paradas de transporte y zonas de ocio. Después de la ocupación de los edificios, el modelo digital podrá seguir recibiendo datos sobre el funcionamiento de los sistemas urbanos y las opiniones de los habitantes.
De este modo, la ciudad no permanecerá inalterable después de finalizar la construcción. Su infraestructura podrá mejorarse gradualmente a partir de las necesidades reales de la población.
Al mismo tiempo, este sistema requerirá normas claras para la protección de los datos personales, la ciberseguridad y el control público. La tecnología debe ayudar a las personas a tomar decisiones fundamentadas, y no convertir el entorno urbano en una herramienta de vigilancia permanente.
De un prototipo a una red de ciudades
Una vez creado el prototipo digital de una ciudad, no será necesario copiarlo por completo.
Determinadas soluciones comprobadas —módulos residenciales, sistemas energéticos, nodos de transporte, instalaciones de tratamiento de agua, invernaderos o centros logísticos— podrán utilizarse en otras regiones, teniendo en cuenta el clima local, la cultura, la legislación, los recursos disponibles y las necesidades de la población.
Cada proyecto realizado generará nuevos datos. La información sobre costes, fiabilidad, consumo energético, comodidad y mantenimiento técnico podrá utilizarse para mejorar los siguientes proyectos.
Así podrá surgir una biblioteca de soluciones urbanas comprobadas, accesible para arquitectos, comunidades, gobiernos, empresas constructoras y organizaciones internacionales.
El modelo BIM del mundo como herramienta de planificación
El modelo BIM del mundo no debe entenderse como un único ordenador centralizado que controle todo el planeta. Una opción más realista sería crear una red compatible de modelos digitales locales y regionales.
Cada ciudad, comunidad o país podrá controlar sus propios datos y, al mismo tiempo, utilizar estándares técnicos comunes. Esto permitirá evaluar las necesidades globales de vivienda, energía, alimentos, agua, transporte y capacidades de producción sin transferir toda la gestión a un único centro.
A partir de estos modelos se podrán comprobar distintos escenarios: dónde construir viviendas después de una catástrofe natural, cómo modernizar una infraestructura obsoleta, cómo reducir el consumo de recursos, dónde conviene ubicar nuevas empresas o cómo proporcionar servicios básicos a territorios que crecen rápidamente.
No se trata de una solución definitiva para todos los problemas sociales, económicos y ambientales. Las tecnologías por sí solas no eliminan los conflictos, la desigualdad ni la pobreza. Para ello son necesarias decisiones políticas responsables, cooperación internacional, educación, financiación y confianza social.
Sin embargo, los gemelos digitales, BIM, la automatización y la producción modular ya permiten identificar las necesidades con mayor precisión, comparar alternativas y comprobar las soluciones antes de invertir en ellas recursos considerables.
Por ello, el modelo BIM del mundo puede considerarse no como una imagen fantástica de un futuro lejano, sino como una posible dirección para el desarrollo de tecnologías que ya existen: desde el modelo digital de un edificio concreto hasta un sistema interconectado de planificación de ciudades, regiones e infraestructuras globales.
Invitamos a colaborar
Buscamos organizaciones de arquitectura, construcción, ingeniería, investigación científica y medioambiente, así como desarrolladores de soluciones BIM, gemelos digitales y tecnologías urbanas modernas, para participar en la creación del largometraje de ficción «La película que cambiará el mundo».
El objetivo de esta colaboración es mostrar a una audiencia internacional cómo las tecnologías que ya existen pueden utilizarse para diseñar ciudades ecológicas, viviendas, sistemas de transporte, instalaciones de producción e infraestructuras.
Los colaboradores pueden aportar asesoramiento profesional, modelos BIM, soluciones tecnológicas, materiales de investigación o participar en el desarrollo del concepto visual de la ciudad del futuro.
Esto ayudará a que el mundo presentado en la película sea realista y esté técnicamente fundamentado, además de permitir la presentación de desarrollos innovadores ante una amplia audiencia internacional.