Caso de estudio - Plataforma BIM/CAD para Diseño de Sistemas de Protección Contra Rayos

Descripción general

Bolt Architecture es una plataforma cloud-native de análisis BIM/CAD que transforma el diseño de sistemas de protección contra rayos (SPCA) en un flujo de trabajo de geometría computacional.

Desarrollada en marzo de 2026, la solución aborda uno de los problemas más críticos en ingeniería eléctrica: el diseño de protección contra rayos para edificaciones complejas sigue siendo un proceso manual, propenso a errores y bidimensional.

En Colombia, el Artículo 15 del RETIE y la norma técnica NTC 4552 exigen SPCA para todos los edificios públicos, hospitales e instalaciones industriales. Bolt Architecture automatiza este cumplimiento normativo con precisión milimétrica 3D.

El desafío técnico

Construir una plataforma de geometría computacional para protección contra rayos presentó desafíos complejos:

1. Complejidad geométrica: Procesar modelos BIM de 150-500MB (IFC/DWG/DXF) con millones de triángulos para cálculos booleanos precisos.

2. Método de la Esfera Rodante: Implementar el algoritmo de protección mediante operaciones booleanas 3D (Trimesh + Manifold3D) que simulan el radio de impacto de una descarga eléctrica.

3. Visualización en tiempo real: Renderizar modelos 3D masivos en navegador con React Three Fiber + WebGL para presentaciones instantáneas a clientes e inspectores.

4. Cumplimiento normativo: Generar informes automáticos formateados según NTC 4552-2 para inspección ONAC con trazabilidad completa.

5. Procesamiento asíncrono: Ejecutar cálculos de colisión KD-Tree y operaciones booleanas en workers Celery sin bloquear la interfaz de usuario.

Lo que hicimos

Capacidades Core

Importación Nativa BIM

• Formatos soportados: IFC 2x3/4, OBJ, DXF, DWG (vía conversor Teigha)
• Tamaño máximo: 150-500MB por modelo
• Procesamiento: Parsing asíncrono con progreso visual

Método de la Esfera Rodante

• Geometría 3D precisa: Trimesh + Manifold3D para operaciones booleanas
• Radio variable: Configurable según nivel de protección (20m, 45m, 60m)
• Cálculo de volúmenes: Identificación automática de zonas no protegidas
• Colisión optimizada: KD-Tree para detección eficiente de intersecciones

Visualización 3D en Tiempo Real

• Motor: React Three Fiber (R3F) sobre Three.js
• Renderizado: WebGL con 60 FPS en GPUs de gama media
• Interacción: Colocación interactiva de esferas de protección
• Preview: Vista previa en tiempo real del diseño

Motor de Evaluación de Riesgo

• Workers asíncronos: Celery + Redis para procesamiento sin bloqueo
• Normativa aplicada: NTC 4552-2 (Colombia), IEC 62305 (Internacional)
• Generación de informes: PDF con ReportLab + trazabilidad auditada
• Exportación: DXF (ezdxf) para integración con CAD

Arquitectura Técnica

Frontend (React + R3F)

Backend (FastAPI + Celery)

Stack de Geometría Computacional

Trimesh        - Manipulación de mallas triangulares
Manifold3D     - Operaciones booleanas sólidas
Scikit-spatial - Cálculos geométricos espaciales
R3F            - Renderizado 3D React
Three.js       - Motor WebGL subyacente

Infraestructura y Deployment

Especificaciones de Hardware

• Procesamiento: 4-8 vCPU, 16GB RAM (no requiere GPU)
• Escalado: Workers Celery procesan mallas asíncronamente
• Deployment: Docker Compose (dev) / Kubernetes (prod)

Performance Benchmarks

Cumplimiento Normativo

IEC 62305 - Protección Contra Rayos (Internacional)

• IEC 62305-1: Principios generales
• IEC 62305-2: Evaluación de riesgo
• IEC 62305-3: Protección de estructuras físicas
• IEC 62305-4: Protección de sistemas eléctricos

NTC 4552 - Norma Técnica Colombiana

• NTC 4552-1: Requisitos generales
• NTC 4552-2: Evaluación de riesgo de rayo
• NTC 4552-3: Protección de estructuras
• NTC 4552-4: Sistemas de protección interna

RETIE - Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (Colombia)

• Artículo 15: Exige SPCA para edificios públicos, hospitales e industriales
• Trazabilidad: Logs de auditoría inmutables para inspección ONAC

Modelo de Negocio SaaS

Streams de Ingreso

1. Suscripción SaaS - Por volumen de proyectos

   • Starter: $49/mes (5 proyectos)
   • Profesional: $149/mes (ilimitado)
   • Enterprise: Custom (API, SSO)

2. Licencia por Proyecto - Usuarios ocasionales

   • $25/proyecto con acceso 30 días

3. Add-on Certificación - Exportes formato ONAC

   • $15/informe con firma digital

Oportunidad de Mercado

Roadmap de Producto

Estado Actual (MVP Live)

• Infraestructura Dockerizada (PostgreSQL, Redis, MinIO, FastAPI, Celery)
• Upload y visualización 3D de modelos IFC
• Implementación Método de la Esfera Rodante
• Módulo de evaluación de riesgo (NTC 4552-2)
• Autenticación de usuarios (roles admin/ingeniero)
• Deployment producción con SSL (subdominio digelec.com.co)

Valor Entregado

Estado: MVP operativo en producción con clientes pilotos en Colombia, procesando modelos BIM reales para diseño de protección contra rayos certificable.