El nuevo campus de la Universidad Industrial de Santander (UIS) en Málaga, Colombia representa un ejemplo notable de cómo los materiales avanzados, la ingeniería estructural y las tecnologías de construcción digital pueden trabajar conjuntamente para ofrecer soluciones innovadoras y eficientes.
El proyecto incorporó elementos plegados de concreto de alto desempeño reforzado con fibras (HPFRC) mediante la tecnología Resilia®, creando formas ligeras y estructuralmente eficientes con una apariencia arquitectónica distintiva. Sin embargo, la innovación a esta escala requería algo más que materiales avanzados. Exigía una comprensión rigurosa del comportamiento estructural y una colaboración eficaz entre todas las partes implicadas en el proyecto.
Para apoyar estos objetivos, el equipo del proyecto aprovechó dos aplicaciones clave dentro de BIM Concrete Studio:
✓ Model Manager
✓ FRC Section Tool
Reto 1: Análisis de secciones complejas de HPFRC plegadas
Los elementos de concreto plegado utilizados en el proyecto presentaban geometrías muy irregulares que no podían evaluarse fácilmente mediante métodos tradicionales de análisis seccional.
El equipo de diseño necesitaba comprender:
- Capacidad última de la sección.
- Comportamiento en servicio.
- Evolución de fisuras y comportamiento posfisuración.
- Capacidad de deformación.
- Ductilidad estructural.
- Esfuerzos durante el transporte y la manipulación.
- La influencia del comportamiento a tracción del HPFRC en el desempeño estructural global.
Solución: FRC Cross Section Tool
La FRC Cross Section Tool se utilizó para realizar un análisis seccional no lineal avanzado.
El software discretizó automáticamente cada geometría compleja en elementos finitos y evaluó el comportamiento mecánico completo de la sección, considerando:
- Comportamiento no lineal del concreto a compresión.
- Comportamiento no lineal del concreto a tracción.
- Respuesta post-fisuración del concreto reforzado con fibras
- Contribución de la armadura.
- Modelos constitutivos del material a lo largo de todo el proceso de carga.
Esto permitió a los ingenieros evaluar con precisión la respuesta estructural de los elementos de HPFRC plegados a lo largo de todo su ciclo de vida.
Análisis momento-curvatura
Un aspecto clave del proyecto fue el uso del análisis momento-curvatura (M-φ).
En lugar de evaluar únicamente la resistencia última, los ingenieros pudieron estudiar:
✓ Evolución de la rigidez de la sección.
✓ Progresión de la fisuración.
✓ Comportamiento de la armadura al alcanzar la fluencia.
✓ Capacidad de rotación.
✓ Ductilidad.
✓ Reserva estructural más allá de la fisuración.
Esto aportó información valiosa sobre cómo se comportarían las secciones plegadas tanto en condiciones de servicio como en condiciones últimas de carga.
Análisis de pilares mediante dominios M-N
Para elementos tipo pilar, el equipo de diseño utilizó la funcionalidad de dominio M-N (diagrama de interacción).
Esto permitió evaluar:
✓ Capacidad de esfuerzo axial.
✓ Resistencia a momento flector.
✓ Comportamiento combinado compresión-flexión.
✓ Márgenes de seguridad en distintos escenarios de carga.
Los diagramas de interacción no lineales proporcionaron una comprensión integral del comportamiento estructural de los pilares, incluida la contribución del material HPFRC y la respuesta post-fisuración.
Reto 2: Colaboración y seguimiento de la construcción
El proyecto contó con múltiples partes implicadas, incluidos diseñadores, ingenieros, contratistas, fabricantes de prefabricados y equipos de obra.
La gestión de la información geométrica, las cantidades del proyecto, la planificación de la producción y el avance de la construcción requería una plataforma centralizada y de fácil acceso.
Solución: Model Manager
El Model Manager actuó como el centro digital de colaboración del proyecto.
Mediante flujos de trabajo basados en IFC, las partes implicadas podían:
✓ Visualizar el proyecto completo en 3D directamente desde un navegador web.
✓ Revisar e interrogar la información del modelo sin software BIM especializado.
✓ Acceder a las cantidades directamente desde el modelo IFC
✓ Verificar dimensiones y datos del proyecto.
✓ Compartir información entre los distintos participantes del proyecto.
La plataforma se convirtió en una única fuente de referencia para la información del proyecto.
Seguimiento de cantidades de concreto
Más allá de la visualización, Model Manager permitió al equipo supervisar:
✓ Volúmenes de concreto por elemento.
✓ Volúmenes de concreto por fase de construcción.
✓ Requisitos de material.
✓ Planificación de la producción.
El equipo del proyecto pudo estimar y validar con precisión la cantidad de hormigón necesaria a lo largo de todo el proceso constructivo.
Seguimiento de entregas y del avance de la construcción
Model Manager también se utilizó para apoyar los flujos de trabajo de gestión de obra.
El equipo podía:
✓ Planificar las entregas de concreto.
✓ Programar los viajes de los camiones de concreto.
✓ Supervisar las actividades de puesta en obra.
✓ Hacer seguimiento de los elementos instalados.
✓ Marcar los elementos como completados directamente en el modelo.
Esto proporcionó una representación visual del avance del proyecto y ayudó a mejorar la coordinación entre los equipos de producción y de obra.
Resultados
Al combinar tecnología avanzada de materiales con herramientas digitales de ingeniería, el proyecto UIS Málaga demostró cómo los flujos de trabajo integrados pueden acelerar la innovación en la construcción.
FRC Cross Section Tool permitió:
- Análisis estructural no lineal avanzado.
- Evaluación momento-curvatura.
- Evaluación de la ductilidad.
- Análisis del diagrama de interacción M-N.
- Modelización precisa del comportamiento del HPFRC.
- Validación de secciones complejas de concreto plegadas.
Model Manager permitió:
- Colaboración basada en IFC.
- Extracción y validación de mediciones.
- Seguimiento del avance de la construcción.
- Planificación de entregas de concreto
- Gestión centralizada de la información del proyecto.
- Mejora de la comunicación entre las partes implicadas.
Impacto
El Campus Málaga de la UIS es más que un proyecto de construcción exitoso.
Demuestra cómo materiales innovadores como Resilia® HPFRC, combinados con herramientas digitales como Model Manager y FRC Cross Section Tool, pueden crear un flujo de trabajo totalmente integrado en el que el desempeño del material, la ingeniería estructural, los procesos BIM y la ejecución de la construcción están conectados desde el primer día.
Y, lo que es más importante, estas innovaciones han pasado a formar parte de una institución educativa emblemática que servirá a futuras generaciones de ingenieros, arquitectos y profesionales de la construcción en Colombia.