El software de modelado 3D mejora la eficiencia de la construcción de concreto

Las empresas de América del Norte recurren a Barton Malow para construir algunos de los proyectos técnicamente más desafiantes. Con sede en Southfield, Michigan, la compañía nacional de servicios de construcción de mil millones de dólares entrega proyectos a través de una variedad de métodos para generar confianza y garantizar la seguridad, la calidad y la productividad. Con su amplia capacidad de autodesempeño junto con su uso de tecnología innovadora como Building Information Modeling (BIM), Barton Malow es uno de los contratistas de mejor desempeño en instalaciones para eventos especiales, educación, energía, federal, atención médica, industria y fabricación.

Fundada en 1924, Barton Malow utilizó dibujos en 2D para diseñar sus proyectos hasta 2008, cuando comenzó a adoptar BIM. Avance rápido cuatro años hasta 2012, cuando algunos usuarios experimentados de BIM de Barton Malow en el departamento de restauración de acero decidieron investigar si Tekla Structures, utilizada durante mucho tiempo como herramienta de gestión de la construcción en Barton Malow, ofrecería al equipo más capacidades, especialmente para restauración de acero y hormigón. detallando Después de una prueba de un mes, el grupo adoptó Tekla Structures.

“Después de trabajar con Tekla Structures durante un mes, decidimos seguir adelante y no hemos mirado atrás,” dijo Matt Hedke, gerente de fabricación de Resteel de Barton Malow. “No tomó mucho tiempo para ver los beneficios para Barton Malow y nuestros clientes. Tekla es definitivamente una solución BIM para la construcción que está dirigida al contratista y la empresa se enorgullece de entender lo que hacemos. Ningún otro proveedor de software es tan avanzado como Tekla, especialmente con el modelado de hormigón y barras de refuerzo. Sabíamos que habría una curva de aprendizaje, pero la aceptamos porque sabíamos que el resultado final era donde queríamos estar.”

En menos de un año, el equipo de Barton Malow puso a prueba Tekla Structures y ya está viendo los beneficios, que incluyen impresionantes ganancias de eficiencia superiores al 15 por ciento. El equipo está aprendiendo a personalizar Tekla. Por ejemplo, han desarrollado plantillas para crear etiquetas de ensamblaje automatizadas, que brindan instrucciones sobre cómo amarrar previamente una jaula para mejorar la eficiencia de colocación de las barras de refuerzo. Además, el administrador de liberación de armaduras de Tekla ayuda al equipo de Barton Malow a realizar un seguimiento de cada liberación de barras de refuerzo y asociarlas con cada vertido de hormigón.

“Estamos viendo resultados increíbles y apenas estamos comenzando,” mencionó Hedke, “Hay una enorme cantidad de personalización que este software nos permite hacer. El equipo de soporte de Tekla ha sido de gran apoyo y receptivo para ayudar a Barton Malow a comprender cómo aprovechar al máximo el software y volverse competente en su uso.”

Barton Malow considera que las herramientas en el software de Tekla para programar columnas y detallar losas, placas base y estribos son particularmente efectivas para mejorar la eficiencia al permitir que el equipo agregue rápidamente detalles a sus dibujos.

“Antes de Tekla, simplemente no teníamos el tiempo o las herramientas para agregar fácilmente esta profundidad de detalle,” menciona Hedke. “Nuestra atención se centró en detallar la barra de refuerzo en lugar de los diversos componentes del objeto de hormigón. Tekla nos permite ver en 3D cómo encajará todo y si nos encontraremos con choques o interferencias.”

“Dado que realizamos muchos oficios y disciplinas diferentes, tiene sentido que sepamos exactamente cómo encajan cosas como el hierro incrustado y los pernos de anclaje con la barra de refuerzo antes de la fase de construcción,” menciona Hedke. “También compartimos el modelo 3D de Tekla con el gerente del proyecto de campo y las cuadrillas, para que tengan una referencia precisa para su trabajo. El personal de operaciones está utilizando esta información para planificar vertidos.”

Estas capacidades se han convertido en una parte fundamental del enfoque de autoejecución de Barton Malow.

Si ya existe un modelo 3D, el equipo de Barton Malow lo importa a Tekla para usarlo como referencia para agregar el concreto y las barras de refuerzo. Tekla es compatible con una amplia variedad de formatos de archivo, lo que permite que el equipo use y comparta el modelo con ingenieros internos y externos, así como con los oficios, y permite que el administrador del proyecto combine varios modelos para obtener una vista completa.

“Tekla realmente permite la colaboración durante la fase de diseño y en el lugar de trabajo,” mencionó Hedke.

Sin embargo, el modelo no es solo una herramienta para dibujar y coordinar. Para aprovechar todo el potencial del software, Barton Malow vinculó el modelo a su software de fabricación, Shear97.

“Pudimos modelar barras, crear dibujos y enviar toda la información directamente a nuestro sistema de fabricación,” mencionó Hedke. “Si el modelo es correcto, sabemos que los dibujos también lo son y sabemos que estamos fabricando exactamente y solo lo que se necesita para el trabajo.”

Tekla en el trabajo

Planta de energía de Karn/Weadock

Barton Malow ganó el contrato para diseñar y construir dos silos de hormigón moldeados en sitio y equipos y cimientos de construcción por un total de más de 10 000 yardas de hormigón que se colocarán en la central eléctrica Karn/Weadock de Consumers Energy en Essexville, Michigan. Este contrato formaba parte de un proyecto mayor para instalar equipos de control de la calidad del aire para ayudar a la empresa a cumplir con las futuras reglamentaciones ambientales. El diseño de los silos de 110'x 46' fue particularmente complejo y el plazo para completar el proyecto fue agresivo.

“El uso de Tekla por parte de Barton Malow les permitió coordinar de manera eficiente las aperturas y empotramientos de estructuras con los proveedores de equipos y alinearse con los requisitos únicos de los silos en nuestro sitio,” mencionó Corietta Meeks, Gerente de Construcción de Energía de Consumidores. “Esto fue crucial para ejecutar el trabajo rápidamente en un espacio reducido.”

Cada silo tiene 10 elevadores, una losa mixta inferior, una losa mixta de techo y una losa estructural de cuatro pies de espesor, todo vaciado en el lugar. Para complicar las cosas, cada silo tiene hasta 40 aberturas diferentes. Algunas aberturas son redondas; otros son cuadrados y muchos están colocados en ángulos desafiantes. Además, las camisas de diferentes diámetros dividen los silos en forma perpendicular a la pared o en un ángulo de 45 grados, y los empalmes de las barras de refuerzo están escalonados.

“Una vez que modelamos los silos en Tekla, rápidamente descubrimos que el diseño actual habría sido extremadamente difícil de fabricar e instalar,” Doug Demongey, detallista de acero en Barton Malow. “Tomamos instantáneas del modelo 3D de Tekla, en lugar de dibujar un boceto o escribir una explicación de varios párrafos, para ilustrar los conflictos entre las aberturas, las camisas y las barras de refuerzo. El ingeniero vio el problema de inmediato, lo que nos permitió trabajar con él para encontrar una solución que beneficiara a ambas partes. Si hubiera hecho esto en 2D, es posible que no lo hubiera captado.”

“Para la visualización, simplemente no puede vencer a un modelo de Tekla,” mencionó Demongey. “Si le muestra al ingeniero de diseño una imagen en 3D de un problema de interacción acompañada de una breve explicación, verá exactamente cuál es el problema. No puedo enfatizar lo importante que es para la eficiencia general del trabajo.”

Después de que Demongey modeló el hormigón y las barras de refuerzo, publicó el modelo en Tekla BIMsight para que el personal de campo pudiera acceder fácilmente a él. El gerente del proyecto de campo usó el modelo para ordenar la cantidad correcta de concreto para cada vertido del sitio de trabajo.

“Vimos enormes beneficios al usar Tekla, especialmente cómo las aberturas y las camisas interactuaban con nuestro acero,” mencionó Hedke. “Con todas las variables en el diseño del silo, no estoy seguro de que hubiéramos podido hacerlo con tanta precisión sin él.”

Proyecto Parque Eólico DTE Echo

Barton Malow también vio el beneficio de utilizar Tekla Structures para diseñar los cimientos del parque eólico Echo de Detroit Edison Energy (DTE), una fuente de energía renovable que sirve a varios condados en la región "Thumb" de Michigan. Una vez que el equipo de ingeniería de Barton Malow completó el diseño de los dos tipos de cimientos de aerogeneradores, el equipo de Hedke modeló las barras de refuerzo, el hormigón y los pernos de anclaje de los cimientos en Tekla Structures.

El diseño requería que cada base se reforzara con 144 pernos de anclaje colocados a cuatro pulgadas de distancia y dispuestos en dos círculos concéntricos con el refuerzo de la capa superior dividiendo en dos cada perno de anclaje. Era fundamental identificar cualquier posible interferencia para garantizar que el espaciado funcionara en la práctica tan bien como lo hizo en el diseño del ingeniero. El modelo de Tekla reveló varios lugares donde ocurrieron interferencias entre los pernos de anclaje y el refuerzo de la capa superior.

“Después de que se corrigieron los choques de barras de refuerzo, pudimos generar rápidamente dibujos de ubicación precisos,” mencionó Demongey. “También especificamos cómo empaquetar el acero, para que sea fácil de distribuir en el lugar de trabajo.”

A cada equipo de colocación se le entregó un dibujo específico que representaba su área de trabajo y mostraba información exacta sobre el espaciado y la secuencia. Esta información se extrajo fácilmente del modelo de Tekla.

“Debido a que los modelos eran tan precisos, pudimos tomar las dimensiones del modelo para mostrar dónde encajaría cada aerogenerador en el lugar de trabajo,” mencionó Hedke. “El modelo de Tekla nos mostró los conflictos, que corregimos desde el principio para que, cuando llegamos a la fase de construcción, estuviera muy organizado, muy bien armado.”

Además de diseñar los cimientos, el trabajo requería que Barton Malow construyera caminos a cada sitio de turbinas eólicas, cavara los cimientos, colocara las barras de refuerzo, levantara y colocara las jaulas de los pernos de anclaje, formara los cimientos, colocara y terminara los cimientos y erigir las turbinas, todo en un cronograma de construcción extremadamente ajustado. Era necesario verter dos cimientos cada día para cumplir con el cronograma de montaje de la turbina.

“Con un cronograma comprimido y un sitio desafiante, la precisión y una comprensión clara de lo que está haciendo se vuelven fundamentales” mencionó Hedke. “Después de la primera base, recibimos comentarios del campo que decían que no podría haber ido mejor. Después de eso, solo era cuestión de duplicar el proceso. Tomarse el tiempo para modelar el concreto y los detalles de las barras de refuerzo en Tekla realmente valió la pena en el back-end para cumplir con nuestro cronograma de instalación.”

Beneficios de la eficiencia

Aunque el equipo de Barton Malow todavía es nuevo en Tekla, ya están viendo una reducción del 10 al 15 por ciento en horas-hombre por proyecto solo para el detallado de barras de refuerzo. Esta ganancia de eficiencia se reinvierte en el trabajo para incorporar más información al modelo.

“Predigo que veremos cómo nuestras ganancias en eficiencia aumentan aún más a medida que seamos más competentes con Tekla,” mencionó Hedke.

Chuck Binkowski, Vice Presidente de Barton Malow, le da crédito a Tekla por mejorar la eficiencia en el trabajo de autoejecución de la empresa y ayudarla a ganar más negocios.

“Barton Malow tiene el objetivo a largo plazo de duplicar nuestra eficiencia para 2024: nuestro centenario,” mencionó Binkowski. “Para mí está claro que la asociación con Tekla avanza en nuestra posición de liderazgo en la industria y será fundamental para ayudarnos a lograr nuestros objetivos de eficiencia. Nuestros clientes esperan esto de nosotros y eso es lo que queremos ofrecer.”