Superar las limitaciones de crear formas complejas con un modelado paramétrico
Los ingenieros están bajo una presión cada vez mayor para ser más productivos y, al mismo tiempo, el diseño estructural se está volviendo cada vez más complejo. Las herramientas de diseño arquitectónico de hoy han ampliado las posibilidades de crear mayores curvas y sorprendentes detalles estructurales, todos los cuales terminan en el escritorio de los ingenieros estructurales, que hoy trabajan con presupuestos más pequeños para cumplir con plazos más ajustados. Estas restricciones han llevado a los ingenieros estructurales a explorar el llamado modelado paramétrico habilitado por algoritmos, también llamado diseño paramétrico. Si ha oído hablar de esto pero no está seguro de qué se trata, no está solo y no es demasiado tarde para aprender.
Imagine esto. ¿Qué pasaría si pudiera cambiar la cantidad de columnas en la plataforma de un puente con solo ajustar un valor, al mismo tiempo en que todas las demás partes del diseño que se ven afectadas por ese cambio lo hagan automáticamente? Le permitiría explorar alternativas de diseño complejas más rápido que nunca, todo sin necesidad de tareas repetitivas o actualizaciones manuales y sin conocimientos de programación. ¿Suena esto fuera de alcance? No debería porque es posible hoy en día con el modelado paramétrico habilitado por algoritmos.
¿Qué pasaría si pudiera cambiar la cantidad de columnas en la plataforma de un puente con solo ajustar un valor, al mismo tiempo en que todas las demás partes del diseño que se ven afectadas por ese cambio lo hagan de automáticamente?
¿Qué es el modelado paramétrico habilitado por algoritmos?
Primero, está el "diseño paramétrico" y el "modelado paramétrico". El diseño paramétrico se basa en definir parámetros, o en otras palabras, entradas de datos que están conectados con objetos modelados. Al ajustar un parámetro, como cambiar el número de columnas o ampliar el ancho de una plataforma, todos los objetos del modelo afectados por ese cambio se actualizan automáticamente. Cuando ese diseño paramétrico se combina con una herramienta BIM paramétrica adecuada, los parámetros se pueden usar simultáneamente para impulsar datos BIM ricos en información más allá de la geometría simple, por lo que los beneficios del BIM paramétrico son de gran alcance.
Esto puede parecer complicado, pero se trata de superar las limitaciones y crear rápidamente alternativas de diseño para formas complejas. Para los ingenieros estructurales dispuestos a intentarlo, esto requiere un nuevo flujo de trabajo. En esta serie de artículos de dos partes, explicaremos el modelado algorítmico, brindaremos ejemplos de cómo los ingenieros estructurales lo usan hoy y compartiremos algunas formas en que puede comenzar a aplicarlo a su trabajo.
Se trata de superar las limitaciones y crear rápidamente alternativas de diseño para formas complejas.
En la práctica, el BIM paramétrico habilitado por algoritmos permite a los ingenieros estructurales crear esquemas de entrada de datos de manera fácil y visual mediante un editor basado en algoritmos para después enviar objetos a una herramienta BIM paramétrica, como Tekla Structures.
Hoy en día, los ingenieros estructurales aprovechan este flujo de trabajo sin conocimientos previos de programación a través de vínculos directos entre el software BIM y las herramientas de programación visual como Grasshopper, que es un complemento preinstalado para Rhinoceros 6, un diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés) y gráficos 3D por computadora. Esto es especialmente beneficioso para crear formas complejas como estructuras curvas y una intención de diseño arquitectónicamente desafiante.
La vinculación de Grasshopper con Tekla Structures, por ejemplo, da como resultado modelos estructurales construibles y ricos en información que se pueden usar a lo largo del ciclo de vida del proyecto, desde la gestión de cambios y la prevención de errores hasta la búsqueda de conflictos y la producción de estructuras de mejor calidad con menos desperdicio, hasta la gestión de activos.
Pero realmente, ¿cómo funciona?
Al agregar un editor de programación visual, como Grasshopper, a su flujo de trabajo de diseño, puede definir parámetros de entrada como coordenadas, dimensiones, curvas o incluso NURBS complejos, y luego reglas de script visuales que actúan sobre estos parámetros para generar la geometría deseada ú otra creación, que luego se puede aplicar directamente a objetos en vivo en software BIM paramétrico, como Tekla Structures, que contiene todos los atributos necesarios para cumplir con los requisitos de la industria.
Según los atributos que defina, los efectos de cualquier cambio en el diseño se completan automáticamente en todo el modelo. Esencialmente, Grasshopper toma sus entradas, hace los cálculos y produce una salida que se aplica al modelo. Esto elimina la necesidad de aplicar cambios manualmente en todo el modelo lo cual le permite generar y visualizar rápidamente múltiples iteraciones de diseños complejos en 3D simplemente ajustando los atributos. Este flujo de trabajo es especialmente útil cuando se modelan estructuras, como puentes, que tienen geometrías complejas y superficies curvas.
¿Qué puede hacer por usted el BIM paramétrico con algoritmo habilitado?
Como ingeniero estructural, es probable que desee eliminar los procesos manuales para poder trabajar de manera más eficiente y productiva. Al mismo tiempo, los arquitectos están ampliando los límites del diseño y la colaboración entre todos los interesados en el proyecto se produce en una etapa más temprana del proceso. El diseño paramétrico vinculado con el modelado paramétrico, es decir, el BIM paramétrico habilitado por algoritmos puede ayudarlo a satisfacer todas estas demandas con un flujo de trabajo que:
- Simplifica el modelado de geometría complicada
- Permite iteraciones rápidas de formas estructurales e investigaciones de opciones de diseño
- Aumenta significativamente la productividad al reducir el tiempo que lleva modificar los diseños
- Brinda ganancias y beneficios de eficiencia significativos al diseño de puentes y cruces complejos
- Fomenta y permite la colaboración en el proceso de diseño con una mejor visualización y simulación entre disciplinas
- Le permite crear cálculos simultáneamente y verlos completar el modelo en tiempo real
- Le permite diseñar geometrías repetitivas con menos trabajo, como conexiones similares o geometrías que siguen una nueva alineación
- Es un paso hacia el diseño generativo que combina inteligencia artificial con BIM paramétrico