Case Study - Plataforma BIM/CAD para Diseno de Sistemas de Proteccion Contra Rayos

Descripcion general

Bolt Architecture es una plataforma cloud-native de analisis BIM/CAD que transforma el diseno de sistemas de proteccion contra rayos (SPCA) en un flujo de trabajo de geometria computacional.

Desarrollada en marzo de 2026, la solucion aborda uno de los problemas mas criticos en ingenieria electrica: el diseno de proteccion contra rayos para edificaciones complejas sigue siendo un proceso manual, propenso a errores y bidimensional.

En Colombia, el Articulo 15 del RETIE y la norma tecnica NTC 4552 exigen SPCA para todos los edificios publicos, hospitales e instalaciones industriales. Bolt Architecture automatiza este cumplimiento normativo con precision milimetrica 3D.

El desafio tecnico

Construir una plataforma de geometria computacional para proteccion contra rayos presento desafios complejos:

1. Complejidad geometrica: Procesar modelos BIM de 150-500MB (IFC/DWG/DXF) con millones de triangulos para calculos booleanos precisos.

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

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

4. Cumplimiento normativo: Generar informes automaticos formateados segun NTC 4552-2 para inspeccion ONAC con trazabilidad completa.

5. Procesamiento asincrono: Ejecutar calculos de colision KD-Tree y operaciones booleanas en workers Celery sin bloquear la interfaz de usuario.

Lo que hicimos

Capacidades Core

Importacion Nativa BIM

• Formatos soportados: IFC 2x3/4, OBJ, DXF, DWG (via conversor Teigha)
• Tamano maximo: 150-500MB por modelo
• Procesamiento: Parsing asincrono con progreso visual

Metodo de la Esfera Rodante

• Geometria 3D precisa: Trimesh + Manifold3D para operaciones booleanas
• Radio variable: Configurable segun nivel de proteccion (20m, 45m, 60m)
• Calculo de volumenes: Identificacion automatica de zonas no protegidas
• Colision optimizada: KD-Tree para deteccion eficiente de intersecciones

Visualizacion 3D en Tiempo Real

• Motor: React Three Fiber (R3F) sobre Three.js
• Renderizado: WebGL con 60 FPS en GPUs de gama media
• Interaccion: Colocacion interactiva de esferas de proteccion
• Preview: Vista previa en tiempo real del diseno

Motor de Evaluacion de Riesgo

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

Arquitectura Tecnica

Frontend (React + R3F)

Backend (FastAPI + Celery)

Stack de Geometria Computacional

Trimesh        - Manipulacion de mallas triangulares
Manifold3D     - Operaciones booleanas solidas
Scikit-spatial - Calculos geometricos 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 asincronamente
• Deployment: Docker Compose (dev) / Kubernetes (prod)

Performance Benchmarks

Cumplimiento Normativo

IEC 62305 - Proteccion Contra Rayos (Internacional)

• IEC 62305-1: Principios generales
• IEC 62305-2: Evaluacion de riesgo
• IEC 62305-3: Proteccion de estructuras fisicas
• IEC 62305-4: Proteccion de sistemas electricos

NTC 4552 - Norma Tecnica Colombiana

• NTC 4552-1: Requisitos generales
• NTC 4552-2: Evaluacion de riesgo de rayo
• NTC 4552-3: Proteccion de estructuras
• NTC 4552-4: Sistemas de proteccion interna

RETIE - Reglamento Tecnico de Instalaciones Electricas (Colombia)

• Articulo 15: Exige SPCA para edificios publicos, hospitales e industriales
• Trazabilidad: Logs de auditoria inmutables para inspeccion ONAC

Modelo de Negocio SaaS

Streams de Ingreso

1. Suscripcion 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 dias

3. Add-on Certificacion - 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 visualizacion 3D de modelos IFC
• Implementacion Metodo de la Esfera Rodante
• Modulo de evaluacion de riesgo (NTC 4552-2)
• Autenticacion de usuarios (roles admin/ingeniero)
• Deployment produccion con SSL (subdominio digelec.com.co)

Valor Entregado

Estado: MVP operativo en produccion con clientes pilotos en Colombia, procesando modelos BIM reales para diseno de proteccion contra rayos certificable.