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Integración de Análisis 4D y 5D en el Entorno BIM para Infraestructuras: Reseña del Caso de la Estación North-South de Riyadh

Integration of 4D and 5D Analysis in the BIM Environment for Infrastructures: A Review of the North-South Riyadh Station Case

Resumen

El artículo “Exploring 4D and 5D Analysis in BIM Environment for Infrastructures: A Case Study” aborda la aplicación de metodologías avanzadas en Building Information Modeling (BIM) para integrar análisis de tiempo (4D) y de costos (5D) en proyectos de infraestructura. Utilizando como caso de estudio la estación ferroviaria North-South de Riyadh, los autores demuestran cómo la combinación de herramientas como Revit para el modelado paramétrico, Autodesk Navisworks para la simulación temporal y herramientas especializadas (p. ej., ArchVISION) para la extracción y vinculación de datos económicos, permite optimizar la planificación, coordinación y gestión integral de los proyectos constructivos. La investigación destaca mejoras en la visualización secuencial de actividades, la reducción de errores en la estimación presupuestaria y el fortalecimiento de la colaboración interdisciplinaria.

Introducción

En la última década, Building Information Modeling (BIM) ha revolucionado la forma de gestionar proyectos en el sector de la construcción, permitiendo la integración de múltiples dimensiones de información en un único modelo digital. La evolución desde representaciones bidimensionales (2D) hasta modelos tridimensionales (3D) ha sentado las bases para la incorporación de dimensiones adicionales como el tiempo (4D) y el costo (5D). Esta integración se traduce en beneficios significativos para la planificación, coordinación y control de proyectos complejos. El artículo en revisión se centra en la aplicación de estas metodologías en un entorno BIM para infraestructuras, analizando de manera detallada el caso de la estación ferroviaria North-South en Riyadh.

Metodología

La investigación se estructura en torno a la construcción de un modelo BIM de alta precisión mediante Revit, donde se parametrizan las fases de construcción y se asocian datos temporales y económicos a cada elemento del proyecto. La metodología se desarrolla en los siguientes pasos:

Modelado Paramétrico en Revit: Se genera un modelo 3D detallado, en el que se integran los distintos componentes estructurales y de servicios, asignando parámetros que permitan su posterior identificación en términos de tiempo y costo.
Simulación Temporal (4D): Utilizando Autodesk Navisworks, se vinculan los parámetros temporales definidos en Revit para construir cronogramas de actividades (Gantt) que facilitan la visualización de la secuencia constructiva y la detección de posibles conflictos en la planificación.
Estimación de Costos (5D): Se asocian parámetros de costo a cada componente del modelo, lo que permite la actualización dinámica de la estimación presupuestaria conforme el modelo evoluciona. Herramientas especializadas, como ArchVISION, se emplean para mejorar la extracción y manejo de datos cuantitativos.

Esta metodología integrada permite transformar el modelo BIM en una herramienta de gestión de proyectos multidimensional, capaz de abordar tanto aspectos de planificación como económicos de manera simultánea.

Resultados

El caso de estudio aplicado a la estación North-South de Riyadh evidenció que:

Visualización Dinámica del Proceso Constructivo: La integración de la dimensión temporal permitió simular el avance de la obra y evaluar diferentes escenarios de ejecución, facilitando la identificación de secuencias de actividades óptimas.
Optimización de la Estimación de Costos: La incorporación de la dimensión de costos (5D) posibilitó una actualización en tiempo real del presupuesto, lo que contribuyó a una mayor transparencia y precisión en la gestión económica del proyecto.
Mejora en la Coordinación Interdisciplinaria: La herramienta BIM integrada favoreció la comunicación entre los distintos actores del proyecto, permitiendo la detección temprana de interferencias y la implementación de soluciones de manera proactiva.

Discusión

El análisis 4D/5D en entornos BIM ofrece un potencial transformador en la gestión de infraestructuras, al unir datos geométricos, temporales y económicos en un único modelo digital. Sin embargo, el estudio también identifica desafíos, como la alta carga de trabajo manual para la asignación y actualización de parámetros en modelos complejos y la necesidad de recurrir a herramientas complementarias para la extracción de datos cuantitativos. Estos retos sugieren la importancia de seguir desarrollando soluciones integradas que reduzcan la intervención manual y permitan una mayor automatización en el flujo de información.

Conclusiones

La integración de análisis 4D y 5D en el entorno BIM se configura como una herramienta poderosa para la mejora de la gestión de proyectos de infraestructura. El caso de la estación North-South de Riyadh demuestra que, a través de la combinación de modelado paramétrico, simulación temporal y estimación de costos, es posible optimizar la planificación, reducir errores y fortalecer la coordinación entre los distintos actores del proyecto. Aunque persisten desafíos en la automatización de ciertos procesos, los resultados indican que la adopción de metodologías BIM multidimensionales representa un avance significativo hacia una construcción más eficiente y controlada.

Referencias

Inzerillo, L., Acuto, F., Pisciotta, A., et al. (2024). Exploring 4D and 5D Analysis in BIM Environment for Infrastructures: A Case Study. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences.

Abstract

The article “Exploring 4D and 5D Analysis in BIM Environment for Infrastructures: A Case Study” addresses the application of advanced Building Information Modeling (BIM) methodologies to integrate time (4D) and cost (5D) analyses in infrastructure projects. Using the North-South Riyadh railway station as a case study, the authors demonstrate how combining tools such as Revit for parametric modeling, Autodesk Navisworks for temporal simulation, and specialized software (e.g., ArchVISION) for quantitative data extraction and cost integration, optimizes project planning, coordination, and overall management. The research highlights improvements in the sequential visualization of activities, enhanced budget estimation accuracy, and strengthened interdisciplinary collaboration.

Introduction

Over the last decade, Building Information Modeling (BIM) has revolutionized project management in the construction industry by integrating multiple dimensions of information into a single digital model. The evolution from traditional two-dimensional (2D) drawings to three-dimensional (3D) models has paved the way for incorporating additional dimensions, such as time (4D) and cost (5D). This integration results in significant benefits for the planning, coordination, and control of complex projects. The article under review focuses on the application of these methodologies in a BIM environment for infrastructures by examining the case of the North-South railway station in Riyadh.

Methodology

The research is structured around the development of a high-precision BIM model using Revit, in which construction phases are parameterized and associated with both temporal and economic data. The methodology is developed in the following steps:

Parametric Modeling in Revit: A detailed 3D model is generated that integrates various structural and service components, with parameters assigned to facilitate their later identification in terms of time and cost.
Temporal Simulation (4D): Using Autodesk Navisworks, the temporal parameters defined in Revit are linked to create activity schedules (Gantt charts), enabling visualization of the construction sequence and identification of potential planning conflicts.
Cost Estimation (5D): Cost parameters are associated with each component of the model, allowing for dynamic budget updates as the model evolves. Specialized tools such as ArchVISION are employed to enhance the extraction and handling of quantitative data.

This integrated methodology transforms the BIM model into a multidimensional project management tool capable of addressing both planning and economic aspects simultaneously.

Results

The case study applied to the North-South Riyadh station demonstrated that:

Dynamic Visualization of the Construction Process: The integration of the time dimension enabled the simulation of project progress and evaluation of different execution scenarios, facilitating the identification of optimal activity sequences.
Optimization of Cost Estimation: The incorporation of the cost dimension (5D) allowed for real-time budget updates, contributing to increased transparency and accuracy in the economic management of the project.
Enhanced Interdisciplinary Coordination: The integrated BIM tool improved communication among the various project stakeholders, enabling early detection of potential conflicts and proactive implementation of solutions.

Discussion

The use of 4D/5D analyses in BIM environments offers a transformative potential for infrastructure project management by uniting geometric, temporal, and economic data within a single digital model. However, the study also identifies challenges, such as the high manual workload required for assigning and updating parameters in complex models and the need for complementary tools to extract quantitative data. These challenges underscore the importance of further developing integrated solutions that reduce manual intervention and allow for greater automation in the information flow.

Conclusions

The integration of 4D and 5D analyses within the BIM environment is a powerful tool for enhancing the management of infrastructure projects. The case of the North-South Riyadh station demonstrates that by combining parametric modeling, temporal simulation, and cost estimation, it is possible to optimize planning, reduce errors, and strengthen coordination among project stakeholders. Although challenges in automating certain processes persist, the results indicate that adopting multidimensional BIM methodologies represents a significant step toward more efficient and controlled construction practices.