Los modelos operacionales se destacan por su capacidad para ofrecer representaciones detalladas de realidades complejas, sobre todo aquellas que incluyen factores históricos impredecibles. A través de estos modelos, es posible simular y analizar entornos urbanos mediante plataformas interactivas y altamente dinámicas. Estos modelos, lejos de ser estáticos, se presentan como sistemas abiertos, capaces de evolucionar con el tiempo y adaptarse a las diversas variables que inciden en el comportamiento urbano. En este sentido, la importancia de la ciencia de la computación se vuelve cada vez más evidente, especialmente en la planificación y gestión urbana.

La ciencia de la computación ha mejorado sustancialmente en las últimas décadas gracias a avances significativos, tales como el poder de procesamiento proporcionado por las unidades de procesamiento gráfico (GPU) y el surgimiento de disciplinas como la ciencia de datos. Estos avances han permitido la creación de modelos urbanos más sofisticados y precisos. El modelo de "ciudad inteligente", facilitado por el uso de sensores y dispositivos de Internet de las Cosas (IoT), es un ejemplo claro de cómo la tecnología puede transformar la manera en que entendemos y gestionamos el espacio urbano. Estos modelos describen la comunicación constante entre la ciudad física y la ciudad virtual, lo que genera una fuente continua de datos significativos.

Las técnicas de fotogrametría, especialmente la fotogrametría aérea utilizando drones y sistemas Lidar, permiten la creación de modelos urbanos de alta fidelidad, reproduciendo con precisión los espacios urbanos a través de imágenes y nubes de puntos. Esta tecnología, combinada con lenguajes de programación orientados a objetos integrados en motores de videojuegos, ofrece la posibilidad de modelar actores y funciones urbanas mediante complejas lógicas algorítmicas. Así, se pueden simular diversos factores sociales, económicos y ambientales, lo que permite evaluar el impacto de componentes internos o externos sobre la ciudad. Estos modelos, interconectados con redes y la creciente capacidad de la conectividad 5G, proporcionan información en tiempo real y permiten la toma de decisiones más informadas y dinámicas.

Además de la capacidad técnica, un componente fundamental en la evolución de los modelos urbanos es el concepto de la "economía de datos". Esta nueva economía, sustentada por la tecnología blockchain, plantea una reestructuración del modelo económico tradicional, desplazando el poder centralizado hacia una red distribuida. Blockchain, junto con inteligencia artificial, juega un papel crucial en la gestión de datos urbanos, garantizando la seguridad, privacidad y distribución de la información. En el contexto de las ciudades inteligentes, blockchain ofrece una infraestructura digital que asegura que los datos sean utilizados de manera eficiente y segura, mientras recompensa a los usuarios por contribuir con datos significativos al sistema.

Un aspecto particularmente relevante de la economía de datos es la capacidad para asegurar la resiliencia del sistema urbano. El modelo basado en blockchain y sus protocolos de seguridad descentralizados permiten que el sistema sea resistente a ataques externos y fallos, promoviendo una infraestructura más robusta y confiable. En este sentido, la metaversificación de la ciudad, entendida como la creación de un "gemelo virtual" de la urbe, se convierte en una herramienta poderosa no solo para la simulación y el análisis, sino también para la interacción social y económica dentro de un entorno virtual.

Este metaverso urbano no es solo una representación gráfica de la ciudad; es un espacio activo y funcional que refleja la interacción entre actores humanos y máquinas. Los usuarios, al estar vinculados a su identidad y billetera digital, pueden participar en la creación y gestión de datos relevantes, generando una cadena histórica de recompensas y reputación. Este modelo tiene la capacidad de fomentar la inclusividad y la diferenciación, permitiendo que cada contribuyente reciba un reconocimiento tangible por su participación. La tokenización de activos en este espacio virtual permite que las interacciones y los recursos de la ciudad tengan un valor que trasciende lo físico, extendiéndose al ámbito digital.

A medida que la tecnología sigue evolucionando, surgen nuevos paradigmas para la construcción y gestión de espacios urbanos, y el concepto de "Nature 2.0" es uno de ellos. Esta propuesta, que combina las tecnologías emergentes con la conservación y el uso sostenible de los recursos naturales, plantea una infraestructura digital capaz de gestionar los recursos del planeta de forma más eficaz y sostenible. Un ejemplo innovador en este ámbito es el proyecto No1s1, que busca crear un espacio autónomo descentralizado, donde la interacción entre la comunidad y el espacio físico se regule mediante sensores inteligentes y contratos inteligentes.

Es importante comprender que la relación entre el mundo físico y el digital se vuelve cada vez más indistinguible, y la planificación urbana no puede seguir siendo vista como un proceso aislado del avance tecnológico. La integración de estos modelos operacionales y la metaversificación de las ciudades nos invita a repensar no solo cómo gestionamos el espacio urbano, sino cómo lo habitamos y lo vivimos. La capacidad para simular, modificar y predecir comportamientos urbanos ofrece un potencial ilimitado para mejorar la calidad de vida de los habitantes, haciendo de la resiliencia una característica esencial de las ciudades del futuro.

¿Cómo la combinación de DfMA, diseño paramétrico y BIM transforma la fabricación industrial?

La evolución de la industria digital se ha visto profundamente influenciada por los conceptos derivados de la denominada "Industria 4.0". En este contexto, empresas como Styl-Comp S.p.A. están a la vanguardia de una nueva era en la que el diseño y la fabricación se combinan de manera única mediante la integración de tecnologías avanzadas como el diseño paramétrico, la metodología de Fabricación para el Diseño (DfMA) y los Modelos de Información de Construcción (BIM). Estas innovaciones permiten que el proceso de diseño, desde su concepción hasta la construcción, sea mucho más eficiente, preciso y adaptable a las necesidades específicas del proyecto.

Styl-Comp, una empresa especializada en el diseño, la construcción y la instalación de elementos prefabricados con formas complejas y personalizadas, aprovecha al máximo el potencial de los modelos digitales basados en BIM. En este enfoque, se busca crear productos únicos combinando diversas tecnologías y sistemas interrelacionados. Para lograr esto, cada elemento prefabricado, ya sea de formas complejas o simples, pasa por la definición de tres sistemas principales: el sistema de encofrado, el sistema de refuerzo y el sistema de fijación. Estos tres componentes se modelan digitalmente a través de un modelo 3D informativo, que no solo define la geometría del elemento, sino también la información necesaria para su fabricación.

En cuanto al diseño del encofrado, Styl-Comp utiliza una variedad de herramientas de software, como Rhinoceros® para modelado NURBS, Grasshopper® para programación visual, Tekla Structures® como herramienta BIM de autoría y, en ocasiones, Catia® para modelado sólido. Dependiendo de la complejidad geométrica, se elige entre modelado manual o basado en algoritmos. Estos algoritmos, originalmente desarrollados para un tipo específico de encofrado, han sido adaptados y generalizados, permitiendo que un único algoritmo produzca encofrados para una amplia gama de geometrías, manteniendo una consistencia en el proceso de diseño. La capacidad de obtener diferentes formas a partir de un mismo algoritmo es una característica intrínseca del diseño paramétrico, y la combinación de este con un software BIM permite optimizar el diseño paramétrico sin sacrificar la flexibilidad necesaria para realizar ajustes manuales.

Una vez creado el modelo 3D, se transforma en un Modelo de Información de Fabricación (FIM, por sus siglas en inglés), que no solo sirve para la fabricación del elemento, sino también como base para gestionar toda la información necesaria para su construcción. Este modelo FIM actúa como una base de datos en la que se almacenan todos los componentes, desde los elementos estándar como tornillos y pernos, hasta los elementos más complejos como los de acero, cuyo proceso de producción depende en gran medida de máquinas controladas numéricamente. Los archivos NC (Control Numérico) extraídos del modelo FIM se utilizan para controlar las máquinas CNC, lo que permite una fabricación precisa y automatizada. En algunos casos, cuando los elementos tienen formas particularmente complejas, el encofrado puede requerir moldes fresados mediante control numérico, lo que implica la generación de archivos STP que luego son procesados para la creación del código G necesario para el fresado.

El flujo de trabajo digital descrito anteriormente se materializa en cada proyecto realizado por Styl-Comp. Un ejemplo destacado es el "Jardin Exotique" en el Principado de Mónaco, un complejo residencial de lujo con un estacionamiento subterráneo de 15 pisos y un jardín en la azotea que conecta dos áreas de la ciudad. Este proyecto incluyó la fabricación e instalación de estructuras prefabricadas para el puente jardín, compuestas por pilares de formas libres, elementos planos tipo predalles y elementos curvados llamados coques. Para este proyecto, se utilizó el modelo FIM de los encofrados para definir con precisión cada una de las piezas necesarias, asegurando la correcta fabricación y ensamblaje de los componentes.

Más allá del encofrado estático, Styl-Comp también ha explorado nuevas tecnologías para optimizar aún más el proceso. En 2020, la empresa introdujo un sistema de encofrado adaptable, desarrollado en colaboración con Adapa S/A. Este encofrado es reutilizable, a diferencia del encofrado estático, lo que permite una reducción significativa en los costos y tiempos de producción, además de disminuir el impacto ambiental. Al igual que en el encofrado estático, el diseño de este encofrado adaptable sigue un proceso digital similar, pero con la ventaja adicional de que puede utilizarse de manera indefinida para la producción de diferentes elementos, lo que optimiza aún más la eficiencia en el proceso de fabricación.

Es importante comprender que la combinación de DfMA, diseño paramétrico y BIM no solo busca mejorar la eficiencia en la fabricación, sino también permitir la creación de productos que no solo sean funcionales, sino también estéticamente innovadores. Esta integración de tecnologías abre un abanico de posibilidades para proyectos que requieren alta precisión y complejidad geométrica, donde la flexibilidad y la personalización son esenciales. Además, este enfoque digital permite una trazabilidad completa de los componentes, lo que asegura que cada fase del proceso, desde el diseño hasta la fabricación e instalación, esté perfectamente coordinada y controlada.

¿Qué es realmente la creatividad en el emprendimiento y cómo potenciarla?
¿Qué significa vivir una vida de trabajo sin descanso, y de dónde nace la fuerza para seguir?
¿Cómo la derecha religiosa ha influido en la política de Estados Unidos?
¿Cómo mejorar la estructura de un programa con funciones reutilizables y modularidad?