032. Sobre Modeladores Paramétricos I

Uno de mis mejores amigos lo conocí estudiando arquitectura. Era la época de transición al CAD y recuerdo que le tuve que explicar que existía una orden que hacía líneas paralelas y que además podía unir unas a los extremos de otras para hacer esquinas perfectas. Hasta entonces, él las dibujaba acercando el zoom y comenzando la línea lo más cerca que veía del punto final y moviendo las líneas la distancia necesaria para representar muros y huecos.

Aun así, sus presentaciones eran bestiales y muy trabajadas y, por supuesto, hacía (y sigue haciendo) unos proyectos muy buenos. Es uno de los mejores arquitectos que conozco, pero muy mal delineante. Todo lo contrario que yo.

La cuestión es que él había trasladado literalmente los conceptos interiorizados de la representación gráfica manual al ordenador, no restando por ello su creatividad, pero nadie le había explicado las nuevas funcionalidades que le aportaba trabajar en un entorno asistido por ordenador.

Y esto mismo está volviendo a pasar. Y muchos compañeros que se están quedando atrás en la incorporación, en su día a día, de las nuevas funcionalidades que ofrece el modelado paramétrico frente al modelado CAD clásico.

Por eso, si todavía no has dado el paso, escucha este capítulo y si ya trabajas con ellos, seguro que puedes aprender algo nuevo que no sabías, porque hoy voy a hablar sobre modelado paramétrico de arquitectura… Pero nada de BIM.

Hola a todos y bienvenidos al episodio número treinta y dos de “Buscando el proyecto perfecto” un podcast basado en hechos reales.

Yo soy José Luis de la Rocha y algunas veces trabajo de arquitecto y otras de delineante, de director de proyectos y ahora como consultor y director de procesos en Berrilan, pero siempre disfrutando de cada momento.

En este podcast os voy a contar mi experiencia sobre algunas cosas que podéis hacer para mejorar el resultado de los proyectos y de vuestra empresa.

ÍNDICE

• 02:13. Introducción.
• 05:24. Historia del modelado paramétrico
• 14:45. Evolución del modelado paramétrico
• 16:38. Que es el modelado paramétrico
• 23:18. Implementar el modelado paramétrico
• 25:27. Despedida

INTRODUCCIÓN

En el capítulo 28 hablé sobre parametrización como concepto y su aplicación en el mundo de la arquitectura y mostré varios ejemplos de cómo aplicarlo en distintas áreas de nuestra profesión. Pero me quedé muchas cosas en el tintero, sobre todo relacionadas con el modelado arquitectónico que es la parte que nos lleva más tiempo del proyecto a los arquitectos.

Este capítulo está pensado principalmente para los compañeros que todavía no han dado el salto y siguen trabajando en CAD, pero también creo que va a ser interesante para los que habéis comenzado a usar programas de modelado, principalmente Revit, porque voy a dar una visión general de todo el mercado y su evolución que creo que os puede dar nuevas perspectivas. De cualquier forma, me gustaría que me ayudes a difundir el mensaje a ver si entre todos convencemos a alguno más.

Otro tema importante es que hoy no voy a hablar sobre BIM. BIM es algo más grande que modelar en 3D y, como dije en el capítulo 10, está más orientado hacia un sistema para cumplir mejor los objetivos del cliente y que implica, además de un modelo de datos, un enfoque hacia el ciclo de vida del edificio y un entorno de colaboración. En definitiva, muchas veces un pequeño estudio de arquitectura e ingeniería no necesita o no puede usar BIM para resolver el encargo que le ha hecho el promotor, bien porque no controla todo el ciclo o no puede colaborar porque el resto de las agentes (incluido el promotor) no usa BIM y puede y debe defenderse con los sistemas más tradicionales.

Pero que no necesites usar BIM en tus proyectos no significa que no puedas usar las ventajas que te ofrecen los programas de modelado paramétrico para mejorar el rendimiento de tu trabajo.

Todavía hay estudios que trabajan en 2D y una vez cerrados los proyectos elaboran los modelos 3D para hacer renders y enseñar al cliente o para hacer un análisis energético o el cálculo de estructuras y después vuelven otra vez al sistema tradicional en 2D para desarrollar el resto de los procesos, como montar planos, detalles constructivos, etc. En el mejor de los casos han tenido que modelar 3 veces para hacer el proyecto a la primera, si no incluimos todos los cambios y modificaciones que suele tener en un proyecto.

En muchos casos han intentado acercarse al BIM pero se han visto abrumados por tanto cambio: tanto de los procesos principales como de su forma de trabajar, porque esta vez el paso no es tan intuitivo como el anterior y es necesario recibir una mínima formación para poder pelearte después con el software, los sistemas, los procesos.

Pero yo no quiero abrumarte con BIM, en el capítulo de hoy nos vamos a centrar concretamente en los programas de modelado paramétrico arquitectónico: cuales hay, sus funcionalidades y precios, etc. Voy a hacer un recorrido por las distintas aplicaciones, pero no en un orden que indique de peor a mejor, o de más barato a más caro, sino que la idea es presentarte una evolución desde los que te permite aplicar procesos más sencillos a otros que permiten usar procesos y funcionalidades más complejos.

Una vez abierta la puerta del modelado paramétrico ya has dado un primer pasito para en un futuro seguir caminando hacia nuevas el mundo BIM.

HISTORIA

Para arrancar vamos a ver un poco de perspectiva histórica de dónde sale todo esto del modelado paramétrico.

La historia comienza en los años 60 en el MIT dónde Ivan Sutherland desarrolla un sistema denominado Sketchpad que permitía con el uso de un teclado y un lápiz óptico hacer una representación gráfica en una pantalla de ordenador. Este sistema ya permitía representar objetos interpretando qué parte estaba visible y qué parte estaba oculta.

Aunque ya antes se habían desarrollado algunos sistemas de representación gráfica por ordenador, la aportación de Sutherland se basaba en una estructura de datos orientada a la topología del objeto a representar, es decir, que describía las relaciones entre las distintas partes que lo componían que fue el origen de la Programación Orientada a Objetos que es en el formato que se desarrolla la mayoría de los programas de arquitectura e ingeniería actuales.

Ya en 1962 Douglas Engelbart (el hombre que inventó el ratón para ordenador, entre otras cosas) soñaba con un software informático basado en objetos paramétricos, donde el arquitecto iba introduciendo una serie de datos del edificio (como el espesor de los forjados, sus dimensiones o la altura entre plantas) y, al finalizar, el edificio aparecía en pantalla.

En 1965 aparece la primera aplicación de CAD que se comercializa con un precio de 500.000$ por lo que solo comenzó a usarse en grandes compañías, principalmente aeroespaciales y automoción y de otros sectores industriales.

En el entorno de nuestro sector, en 1974, el profesor Charles Eastman desarrolla el sistema BDS (sistema de descripción del edificio) y se basaba en una librería de objetos arquitectónicos que podían ensamblarse sobre la pantalla en un modelo.

No es hasta principio de los años 80 cuando John Walker funda Autodesk y presenta en 1982 su primera versión de AutoCAD en el Comdex de Las Vegas. Por situarte, ese fue el año del mundial de futbol en España así que Naranjito y AutoCAD son de la misma quinta.

AutoCAD era un programa sencillo y junto con la aparición de los primeros ordenadores personales fue un revulsivo para la industria del sector AECO que vio alinearse hardware y software a un precio relativamente asequible.

En 1984 aparece AllPlan, que inicialmente se había desarrollado como una solución CAD interna para un despacho de ingeniería en Mucnich y que después se extiende en el mercado internacional para arquitectos e ingenieros bajo la empresa denominada Nemetschek.

En 1985 aparece Vectorworks y al año siguiente Graphisoft lanza su primera versión de ArchiCAD para ordenadores personales que permite modelar, de forma paramétrica, un edificio virtual en 3D y ver su representación en 2D. Podríamos decir que este es el primer programa de modelado paramétrico de la historia.

Tenemos por tanto un entorno altamente competitivo de nuevos desarrollos en CAD 2D y 3D que compiten entre sí y que tuvo un claro ganador. Ya que en 1987 Autodesk ya había vendido 100.000 copias de su AutoCAD y se había convertido en el software CAD más extendido.

Llegan los años 90 y con la aparición del nuevo Windows 3.1 y las posteriores versiones, vemos como todos los programas dan el salto hacia esta nueva plataforma.

En 1992 AutoCAD da el salto hacia Windows con su versión 12 y en su famosa versión 14 se extendió junto con el sistema operativo Windows 95 por las aulas de todas las Escuelas de arquitectura e ingeniería y, por ende, en todos los estudios de arquitectura.

En 1997 Allplan da el salto al modelado paramétrico tal como hoy lo conocemos.

Termina el siglo XX y Autodesk lleva más de 10 años siendo líder de representación gráfica de arquitectura, aunque se tenían disponibles otros programas con más potencial. Pero la simplicidad de trasladar el proceso tradicional de dibujo lineal a un entorno digital había cuajado en nuestro sector. El formato dwg de AutoCAD está tan extendido que se ha convertido en un estándar del mercado y surgen iniciativas como IntelliCAD que es una organización de desarrolladores CAD que crean un motor de CAD y que distintas empresas usan para crear aplicaciones muy muy parecidas a AutoCAD, como es el caso de ZWCAD (una copia china que apareció en 2002 y cada vez está más presente en los estudios).

Aun dominando el mercado, Autodesk comienza el desarrollo de AutoCAD Architectural Desktop queriendo recrear un entorno de modelado paramétrico por objetos como hacía ya ArchiCAD y Allplan.

Es en estos años cuando se produce el punto de inflexión que cambiará todo el mercado.

Y no se trata de la compra de Vectorworks por Nemetschek, ni de la aparición en el mercado de Sketchup por la compañía Last Software. Sino la salida al mercado de un programa alternativo que llevan desarrollando hace unos años Leonid Raiz e Irwin Jugreis y que tras consultar a una agencia de publicidad denominaron Revit.

Hasta ese momento, Autodesk tenía el mercado del CAD pero le faltaba una herramienta paramétrica competitiva. El nuevo entorno de Architectural Desktop no estaba cuajando. Básicamente porque no funcionaba bien. Y en 2002 decide comprar el desarrollo de Revit por 130 millones de dólares y que, bajo la sombra de Autodesk, comienza a extenderse como el software de referencia en modelado paramétrico.

En 2006 Nemetschek compró Graphisoft e integró dentro de su catálogo tres aplicaciones de modelado paramétrico a Allplan, Vectorworks y ArchiCAD. Me recuerda a esas personas que crían gatos y que no les vale con uno.

También en 2006 Google compró SketchUp y sirvió para que se fuera extendiendo por el mercado bajo su marca.

Llega la década del 2010 y aparecen nuevos programas en la competición.

De la mano de una empresa italiana, ACCA Software, que desde 1989 desarrollaba un programa de mediciones y calculo para el sector AECO, aparece su primer programa de modelado paramétrico: Edificius. Un modelador muy sencillo y completo para integrarse con el resto de las aplicaciones de la compañía.

En 2011, para competir en el entorno de CAD, aparece BricsCAD, de Bricsys, que ha ido evolucionando e incorporando funcionalidades 3D y paramétricas y, a mi entender y por lo poco que lo he usado, creo que han conseguido en su módulo BIM lo que Autodesk soñaba con su Architectural Desktop.

En 2012 Trimble Navigation adquiere SkectchUp y es la que lo ha seguido desarrollando con gran éxito y versatilidad de plugins y desarrollo de terceros lo que lo convierte actualmente en un programa muy completo y competitivo.

El resto de estos años hasta la actualidad, todos estos softwares han ido evolucionando, incorporando funcionalidades copiándose de unos y otros y adaptándolas a las exigencias del mercado.

Una de las funcionales más destacadas que ha facilitado la tecnología ha sido la aparición de la programación visual que, a diferencia de la programación tradicional, se usan nodos que hacen cosas y conectan con otros nodos que hacen otras cosas y todo de una forma muy sencilla que permite al técnico desarrollar muchas funcionalidades sin necesidad de saber programación. Esto ha potenciado las posibilidades de modelado y en general del control de la información y permiten, entre otras cosas, hacer geometrías complejas en base a condiciones, automatizar tareas repetitivas y en general tener un control mucho más eficiente del modelo y la información que contiene.

Aunque estas aplicaciones no code comenzaron a aparecer en los años 90, a nuestro sector dieron el salto en 2007 con la aparición de Grasshopper para Rhinoceros 3D que estaba principalmente orientado a hacer geometría compleja.

Allá por 2011 apareció Dynamo, como un proyecto de código abierto para Revit, y que finalmente se incorporó al programa y el desarrollo ha seguido evolucionando gracias a la colaboración de muchos seguidores ya que es posible acceder a la API de Revit y esto permite desarrollar funcionalidades por terceros e integrarlas en el programa.

Similar proceso colaborativo ha seguido la aplicación Blender que originalmente estaba desarrollada para realizar animación 3D, pero que al tratarse de un entorno de código abierto ha permitido integrar funcionalidades orientadas al modelado arquitectónico y al BIM. Es verdad, que salvo ciertos desarrollos muy concretos todavía no está preparado para ser el software de cabecera de un estudio de arquitectura.

Allplan es otro de los programas que, desde el 2020, aporta un módulo de Visual Scripting para programación visual, que junto al resto de funcionalidades hace de este una aplicación muy completa y competitiva.

No quiero terminar la historia sin hablar de una empresa española que se ha ido incorporando al mercado mundial del modelado paramétrico, sobre todo últimamente con la política de marketing que está desarrollando actualmente. Me refiero a CYPE.

CYPE aparece en 1983 como una empresa de desarrollo de proyectos y cálculo de estructuras. Inicialmente desarrollan aplicaciones para cálculo de estructuras, instalaciones y mediciones. Todos conoceréis CYPECAD, CYPECADMEP y Arquímedes. Y aunque en su nombre aparece la palabra CAD, heredada desde su nacimiento, son a todas luces programas de modelado paramétrico ya que se creaban objetos como vigas, pilares y con sus correspondientes parámetros y vinculaciones.

Esta empresa, aunque tenía una aplicación para modelar el edificio dentro de sus programas de cálculo, pero hace unos años sacó un software independiente y específico de modelado paramétrico de arquitectura que se llama CYPE Architecture y que es de desarrollo 100% paramétrico y en 3D y con el que se pueden obtener modelos que después podemos sacar en distintos formatos y representaciones. Y lo más interesante es que es totalmente gratuito.

EVOLUCIÓN DEL MODELADO

Analizando la historia vemos que el desarrollo de las aplicaciones ha sido desigual a su uso, es decir, aunque el software para métrico ha estado disponible desde hace mucho tiempo (desde 1986 ya teníamos ArchiCAD), su incorporación en masa a los estudios de arquitectura e ingeniería no ha sido tan rápido como la disponibilidad de la funcionalidad por la facilidad de transferencia de procesos que he comentado antes.

Pero la situación del mercado es incluso peor. Porque ya que no es que muchos estudios se hayan quedado en la primera fase de representación de la geometría en 2D, es que además el proceso de trabajo en CAD se ha realizado con un bajo nivel de manejo de estas aplicaciones.

Todavía hoy en día me encuentro, en muchos casos, dibujos sin bloques, con capas mal estructuradas y montadas muchas versiones apiladas en el mismo espacio tachando cual es la versión de dibujo que no vale. En el mejor de los casos algún modelo estático en Sketchup.

AutoCAD tardó unos 10-15 años en convertirse en el estándar del sector, pero lo que verdaderamente le facilitó el cambio fue la fácil adaptación del proceso tradicional al proceso digital y, por qué no decirlo, la posibilidad de tener el programa sin licencia. Desde que apareció el concepto de BIM, hace poco más de 20 años, aunque creo que ya todos han oído hablar de BIM todavía el sector no ha conseguido implementar de forma masiva los procesos operativos para hacerlo factible, cuanto menos el aprendizaje de los distintos programas para aplicarlo.

Y es que es un salto muy grande porque la gente viene acostumbrada a trabajar en CAD manejando órdenes básicas y sin conocimiento de una buena gestión de capas o referencias externas y otras funcionalidades que ya aporta el CAD pero que son conceptos previos que tendrán un mayor desarrollo en el entorno paramétrico.

MODELADO PARAMETRICO

Y por si hay alguien que está perdido sobre qué ventajas tiene el modelado paramétrico frente al CAD tradicional voy a explicar brevemente qué es eso del modelado paramétrico.

Entiendo que más o menos controlas la parte de dibujo en CAD 2D y 3D. Ambos conceptos se basan en representar la geometría del proyecto en el primer caso en un formato diédrico y en el segundo en una representación espacial en la que podamos distinguir lo que está delante y detrás. Estos sistemas se caracterizan porque lo que hacen es representar exclusivamente la geometría y si usan parámetros es para facilitar el trabajo con el modelo (como por ejemplo cambiar las propiedades de una línea con rayas para representar una proyección superior).

Por el contrario, el concepto de modelado por objetos permite asociar a un objeto una serie de parámetros (geométricos, de materiales, de posicionamiento, de comportamiento, etc) de manera que un objeto muro no solo sean dos segmentos lineales paralelos en función de un espesor, sino que tenga propiedades de la altura, las capas internas, el comportamiento ante el fuego y otras propiedades asociadas y que esto me permita verlo de forma distinta en distintas vistas (tanto 2D como 3D ) y que variando cualquier parámetro se actualicen en todas las vistas. Además, estos objetos pueden tener relaciones entre ellos de manera que, si se mueve un muro, se mueve la ventana insertada en él, además el muro si está asociado a un nivel del edificio en caso de variar las alturas, se varia automáticamente la altura del muro, la de los peldaños de las escaleras y todos los elementos asociados.

El sistema de trabajo con estos programas sí que varía con respecto a un programa CAD y el trabajo de modelado suele estar compuesto por tres etapas que todos los programas tienen en común. Estos son:

• Modelo. Es la etapa dónde se trabaja el modelado del edificio y se usan las órdenes de modelado y visualización. Aquí podrás alternar vistas tanto 2D como 3D y distintas formas de visualización del modelo: en blanco, con texturas, con sombras, etc. Todos los programas trabajan con objetos, es decir, aquí no se usan líneas para representar nada, sino directamente se usan elementos de superficie longitudinal (muros), elementos de superficie horizontal (suelos y techos), elementos lineales (vigas y pilares), escaleras, las socorridas barandillas y también elementos para huecos (como puertas, ventanas o muros cortinas). Además, todos los programas tienen un objeto espacial (zonas o habitaciones) que permiten establecer superficies y volúmenes de uso. Y por supuesto, todas tienen objetos para colocar en el modelo para usarlo como mobiliario con mayor o menor desarrollo, aunque también todas permiten crear nuevos elementos e importar de otros programas.
• Vistas. En esta etapa se crean las distintas vistas que te permiten diseñar la información. Estas vistas se crean mediante objetos específicos de plantas, secciones, alzados o perspectivas y que permiten una configuración determinada de manera que no sea necesario configurar cómo se verán estos cortes cada vez que se hacen. Por ejemplo: una vista de acotado tendrá configurada una sección del modelo en un nivel con las vistas de cotas activas, pero otra vista de PCI tendrá la sección del modelo con otra configuración de colores para representar tipos de muros y estas vistas tendrán unas notas o etiquetas asociadas que solo salen en cada una de las vistas, pero que no están en el modelo.
• Planos. Por último, tenemos los planos en los que se insertan una o varias vistas anteriores y se incluyen leyendas, notas y carátulas que cogen los datos del proyecto. Estas carátulas toman datos generales del proyecto y se autorrellenan con los datos aportados sin necesidad de tener que ir modificando manualmente las mismas.

No creo que haya que defender con mucho énfasis el valor que tiene trabajar en un entorno gráfico en el que al modificar una ventana se actualicen todas las vistas de plantas, alzados y secciones y sus planos respectivos automáticamente o que al variar una altura todos los muros suban esa altura o que puedas poner una etiqueta a un elemento y aparezca automáticamente los valores que quieras como la resistencia al fuego, materiales o cualquier otra propiedad sin necesidad de escribir nada. Por no hablar de cálculo automático de superficies, acotado rápido y otras muchas funcionalidades que aportan los programas de modelado paramétrico.

Por otro lado, también hay que mencionar las posibilidades de exportación del modelo a otros programas para realizar cálculos de estructuras, instalaciones o análisis energético con el valor añadido de la bidireccionalidad entre los programas y por tanto mejorar las iteraciones a la hora de integrar diseño y cálculo.

Por último, otra ventaja que tienen estos programas es la posibilidad de trabajar en modo colaborativo por varios usuarios a la vez sobre el mismo modelo.  

Y no hemos hablado nada sobre lo que aporta esto cuando hay cambios en el proyecto. Por esto y muchas otras funcionalidades, los programas paramétricos son la puerta de paso para trabajar en BIM, principalmente para las oficinas técnicas.

IMPLEMENTAR EL MODELADO PARAMÉTRICO

Es verdad que contado por aquí parece todo muy fácil pero cuando te pones a trabajar en tu proyecto empiezan los problemas como, por ejemplo:

• Al principio es difícil conseguir el nivel de representación gráfico que tenías tu antes con el CAD y necesitas un tiempo de personalización y configuración extra que echa para atrás a algunos y se frustran al no llegar a ese mismo nivel. La solución es muy sencilla, cambia de criterios como Groucho. Tu sistema de representación es tan válido como otros sistemas y tendrás que valorar representación vs productividad.
• El segundo problema es que para cosas que en CAD son muy sencillas de hacer, como quitar una línea que no te interesa mostrar en una barandilla, requiere más tiempo en estos programas ya que se basan en representar realidades no abstracciones y si quieres mentir en la representación tienes que trabajar algo más. Solución: no falsees dibujos y representa las cosas como salen, con el tiempo aprenderás a manejar mejor la herramienta y tener más control sobre la gestión de elementos.
• Por último, está el problema de que requiere una capa extra de configuración interna porque al manejar tantos datos la necesidad de tener una buena organización es obligatoria para mantener la productividad. Esto en CAD no era tan necesario. Solución: tener las cosas bien configuradas no ha hecho daño a nadie.

No obstante, el valor que aportan al proceso arquitectónico es muy notable y el hándicap de la organización y la configuración extra que requiere no hace sino profesionalizar nuestro trabajo como garantes de la gestión de la información.

DESPEDIDA

Bueno, con esto finaliza el programa de hoy. Aunque tengo media hora más grabada analizando los distintos programas que tenemos en el mercado, sus funcionalidades y los precios, además de mi recomendación de uso en distintas situaciones. Pero todo eso lo vamos a dejar para el próximo capítulo y cerramos el de hoy con un poco de historia y explicando muy por encima en que consiste un programa paramétrico.

Espero haberte animado a ver con una nueva perspectiva el mundo del modelado y que des el salto a uno de ellos si todavía trabajas en 2D e ir adaptándote a las nuevas formas de trabajar que poco a poco se van implementando en nuestro sector para que no te quedes atrás.

Si te ha gustado el capítulo y aportado alguna cosa que no conocías dale a me gusta y recomiéndame a otros compañeros que también lo necesiten. Además, te invito a enviarme dudas y consulta.

Por último, quiero recordarte que además del podcast tengo una newsletter semanal donde hablo sobre estos temas, pero en píldoras más pequeñas. Si te interesa probar suscríbete en la web de https://buscandoelproyectoperfecto.com/suscripcion/ y con esto podrás acceder también al canal de Discord.  

Y sin más me despido y nos vemos en el próximo programa.

FINAL

Ojú lo que me ha costado grabar este episodio.

No porque haya sido complicado escribirlo, que he tardado más o menos lo mismo que otros episodios (unas 8 – 10 horas). Y además lo tenía prácticamente escrito antes de navidad. Sino porque he tenido unos cambios estructurales en mi vida que me ha hecho perder la rutina de escribir y grabar y ha sido complicado ponerme de nuevo.

Aun así, he hecho un esfuerzo y me he propuesto sacar el capítulo hoy que, además es mi cumpleaños y un cumpleaños especial porque le doy la vuelta al jamón.

Espero que para el próximo no tarde otros cuatro meses.

Así que sígueme y a lo mejor, algún día, te doy alguna alegría y aparece otro capítulo del podcast.