RESUMO
Será realizada uma explanação sobre o conceito do BIM (Building Information Modeling), seus benefícios, tendências e aplicação na área de infraestrutura em agrimensura e engenharia civil. Serão abordadas quais metodologias são adotadas para desenvolvimento do mesmo passando por pessoas, processos, ferramentas e suas interoperabilidades, além da compatibilização destes tópicos com as vertentes propostas durante o ciclo de vida útil de projeto em interface com a obra e ainda sobre sua implantação nas organizações com o objetivo de mudar o cenário atual para que se faça projetos de uma melhor forma.
Palavras chaves: Modelagem da Informação da construção, Infraestrutura, Metodologias, Ferramentas, Interoperabilidades, Ciclo de vida útil de projeto.
Keywords: Building Information Modeling, Infrastructure, Methodologies, Tools, Interoperability, life cycle of project.
1. INTRODUÇÃO
O BIM (Building Information Modeling) é um conceito que se destaca hoje no Brasil e no mundo como uma ruptura do método tradicional de desenho técnico 2D em CAD (Computer Aided Design) para um modelo “projetual” central tridimensional de onde é possível extrair informações relevantes, consistentes e confiáveis além de permitir uma interoperabilidade entre os softwares, fazendo com que a comunicação de todas as partes interessadas do projeto seja mais rápida, coordenada e eficiente.
A adoção do BIM está em constante crescimento nos países desenvolvidos uma vez que com a aplicação deste conceito é possível fornecer dados mais precisos e confiáveis reduzindo assim o desperdício de verba para obras públicas e privadas o que acarreta uma maior exigência e fiscalização de órgãos reguladores para a adequada gestão do dinheiro.
Ele é empregado em todas as fases do ciclo de vida de um projeto desde sua concepção até o encerramento, construção, operação e manutenção das obras e não se trata apenas de ferramentas, envolvendo também a gestão de processos e pessoas.
Fig. 1 – Imagem representando integração entre ferramentas, processos e pessoas. FONTE: DA COSTA TAVARES JUNIOR, E., 2014
Para cada fase existe um software específico que será integrado com outro de forma simultânea ou não, alternando entre disciplinas e pessoas dentro de um workflow ou processo de trabalho.
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivos gerais
Neste seminário iremos aprender como o BIM da infraestrutura pode ser aplicado nas diferentes etapas do projeto além de quais ferramentas se encaixam em cada situação e também como a intercomunicação entre as mesmas podem ajudar na integração entre as equipes e processos.
2.1.1 Objetivos específicos
- Demonstração dos softwares abordando suas importantes aplicações técnicas para as disciplinas de agrimensura e engenharia civil.
- Discutir os benefícios do uso de cada produto dentro das etapas do ciclo de vida de um projeto.
- Abordar a importância de integração entre processos, pessoas e ferramentas.
- Associar cálculos e conceitos utilizados na agrimensura aos softwares apresentados.
3. CONTEXTUALIZAÇÃO
Atualmente no Brasil é notório que há muita competitividade no mercado de trabalho por diversos motivos como: a substituição do homem pela tecnologia, um mundo cada vez mais globalizado com mudanças constantes e a crise que assola o país. Diante destas situações a indústria do setor de infraestrutura se vê obrigada à reduzir sua equipe técnica e ao mesmo tempo investir na capacitação de seus colaboradores, filtrando intelectualmente os mesmos.
Isso faz com que o mercado sofra uma condição de menor oportunidades de empregos e uma maior dificuldade de evolução técnica dos profissionais de uma forma geral.
Para que o profissional obtenha êxito e consiga cada vez mais oportunidades é importante que ele tenha acesso e busque individualmente informações referentes à sua área de atuação ampliando o seu “leque” de conhecimentos sobre possibilidades de recursos que os principais softwares disponíveis no mercado de trabalho oferecem e suas vantagens em relação à outros concorrentes.
Diante destes aspectos o BIM surgiu como inovação tecnológica para desenvolvimento de projetos dentro do setor de infraestrutura além da adoção do mesmo nos escritórios, sendo uma prática mais comumente aplicada na área de arquitetura.
Uma vez que a capacitação e o aprimoramento técnico é promovido dentro do corpo profissional da empresa e os processos de trabalho são melhorados isso trará como benefício o retorno sobre investimento pois os produtos gerados se tornarão mais precisos e confiáveis o que garantirá a redução nos gastos de materiais construtivos destinados à obra.
Além disso os prazos dos projetos são constantemente reduzidos à medida que se adquire maior maturidade no processo de trabalho, abrindo possibilidades para que as empresas captem novos serviços propondo uma evolução de desenvolvimento contínua da metodologia BIM.
Os softwares permitem reduzir uma quantidade significativa de erros uma vez que os elementos possuem informações técnicas importantes e os mesmos estarão sempre vinculados e interdependentes à outros dados durante todo o ciclo de vida do projeto. Com esta vantagem, é possível extrair valores exatos à qualquer momento para incluir em documentações, sem a necessidade de trabalho manual através de cálculos a partir de planilhas ou entidades simples do CAD.
Outros fatores importantes dentro do conceito BIM é a eliminação de retrabalhos e o ganho de tempo, isso porque uma vez que os elementos dos softwares envolvidos estão vinculados entre si, será possível uma rápida atualização nos mesmos.
Quando se atinge um nível avançado de maturidade dentro de um processo de trabalho isso ocasionará produtos cada vez mais consistentes, o que trarão benefícios estratégicos importantes como elaboração de propostas técnicas mais robustas e confiáveis.
Estas propostas podem se destacar frente às concorrências em licitações permitindo assim um retorno financeiro importante.
Outro fator importante com a constante melhoria de processo de trabalho é a intercomunicação entre as equipes de diferentes disciplinas que se torna cada vez mais eficiente à cada nível de maturidade atingido pelo fato da interoperabilidade entre as ferramentas e fluxograma estarem cada vez mais sólidas.
Por fim, a imagem da empresa dentro do mercado de trabalho é melhorada uma vez que demonstra ter uma visão futurística e estratégica por estar engajada em novos processos e tecnologias.
4. METODOLOGIA
4.1.Gestão de processos e pessoas
Para que se obtenha uma relação sólida entre processos e pessoas são necessários basicamente três principais requisitos:
1.A busca de conhecimentos da alta hierarquia das empresas sobre a importância para inovação da tecnologia seguida da adoção da mesma e capacitação do corpo profissional como plano de negócio.
2.A mudança de cultura das partes interessadas, tanto dos profissionais da área de arquitetura, engenharia e construção quanto dos fornecedores, empreiteiros e órgãos reguladores;
3.O nível de maturidade da empresa em termos de conhecimento em ferramentas e interoperabilidade entre as mesmas com a constante melhoria de seus usos com base em boas práticas;
Isso porque uma vez que é conhecida a importância do uso do BIM através de workshops e informações gerais sobre o assunto em internet e outros meios e isso é investido em infra-estrutura e treinamentos dentro da indústria, a curva de aprendizado em todo o processo só tende a crescer internamente e também externamente, pois como os serviços de uma forma geral se tornam mais confiáveis e de maior qualidade, naturalmente os órgãos serão obrigados à aceitarem cada vez mais tais produtos com a condição de fiscalização e exigência para que os mesmos sejam entregues de tais formas.
À medida que a curva de aprendizado cresce, automaticamente o intercâmbio entre os softwares se torna mais forte, fazendo com que a equipe seja “forçada” à se comunicar digitalmente buscando um modelo central mais consistente.
4.1.1. Ciclos de vida de um projeto e suas vertentes
O gráfico abaixo mostra quatro tendências dentro das fases do ciclo de vida de um projeto em ordem lógica (pré, básico, executivo, documentação, aprovisionamento, construção e operação) comparando o esforço versus o tempo de desenvolvimento do mesmo.
A linha de número 1 significa que a maior capacidade de efeito para interferir no impacto dos custos de um empreendimento de qualquer natureza se encontra nas fases iniciais, mais especificamente em pré-projeto e projeto básico, diminuindo gradualmente nas etapas seguintes como executivo, documentação e as demais relacionadas à obra.
A linha 2 demonstra que o custo maior em função das mudanças de um projeto se encontra nas fases finais do mesmo, subindo de forma proporcionalmente inversa à linha de número 1.
A linha 3 demonstra “como o esforço costuma ser distribuído e como pode ser redistribuído com o resultado da aplicação do BIM na linha 4” (EASTMAN, 2013, p 152)
Fig. 2 – Valor agregado, custo de mudanças e distribuição de compensação atual em serviços e projetos.
FONTE: EASTMAN, 2013
Após a indústria de uma forma geral atingir um nível satisfatório de implementação do BIM, deverá ser alcançada de forma mais uniforme a situação do gráfico demonstrado abaixo na linha de número 4. Segundo EASTMAN, “Essa alteração aproxima o esforço ao valor das decisões tomadas durante o processo de projeto e construção (linha 1) e o crescimento no custo de alterações durante a vida útil do empreendimento (linha 2)”.
4.1.2. Interoperabilidade
“Nenhuma aplicação pode suportar sozinha todas as tarefas associadas ao projeto e à produção de uma construção” (EASTMAN, 2013, p 65). Ainda segundo EASTMAN, “a interoperabilidade representa a necessidade de passar dados entre aplicações, permitindo que múltiplos tipos de especialistas e aplicações contribuam para o trabalho em questão”.
Ainda contextualizando, segundo o autor “a interoperabilidade identifica a necessidade de passar dados entre aplicações, e para múltiplas aplicações contribuírem em conjunto com o trabalho a fazer. A interoperabilidade elimina a necessidade de replicar a entrada de dados que já foram gerados e facilita fluxos de trabalhos. Da mesma forma que a arquitetura e construção são atividades colaborativas, as ferramentas que as apoiam também são”. (EASTMAN, 2013, p 66).
4.2.As ferramentas
Como ferramentas do BIM da infraestrutura serão apresentados os softwares AutoCAD Civil 3D, Autodesk Infraworks, Autodesk Recap e Autodesk Navisworks da empresa Autodesk, cada qual com sua importância dentro das disciplinas de agrimensura e engenharia civil.
O software AutoCAD Civil 3D é baseado em plataforma CAD (Computer Aided Design) e BIM (Building Information Modeling) que colabora para o desenvolvimento de projetos executivos, documentação e relatórios além de estudos de concepções nas principais áreas de engenharia civil como estradas, barragem, agrimensura, drenagem pluvial, ferrovias e outros.
O Autodesk Infraworks é baseado em plataforma BIM e ambiente tridimensional de modelos que colabora para estudos básicos, preliminares e concepções.
Ele se destaca pelo fato de possuir um ambiente tridimensional compreensível para profissionais que não são técnicos permitindo discutir alternativas e propostas de estudos para tomadas de decisões entre diferentes equipes de uma forma mais fácil utilizando uma topografia preliminar, além de estimativas iniciais de custos.
Autodesk Recap possui um sistema próprio para produção de captura de realidade virtual através de ortofotos obtidas por drones e escaneamento 3D via nuvem de pontos, importante no início do projeto e na fase da implantação e construção durante o acompanhamento da mesma.
E por fim Autodesk Navisworks colabora para o gerenciamento de conflitos e interferências além da simulação de uma obra em modelo tridimensional georreferenciado mostrando o sequenciamento das atividades e a evolução da mesma, muito útil na fase de construção e operação.
Os softwares abordados possuem constante trocas de informações durante todo o ciclo de vida de um projeto.
Isso só é possível pois os mesmos possuem formas de exportação e importação para arquivos intercambiais aceitos dentro do mesmo fluxo de trabalho.
4.2.1. Suas interoperabilidades e aplicações na agrimensura e engenharia civil
Dentro do Autodesk Infraworks é possível extrair informações automáticas de SIG (sistema de informação geográfica) como cadastros de zoneamento urbano e rural, hidrografias, edificações, rodovias, ruas e todo o resto do contexto de componentes integrantes de uma área especifica além de modelos digitais de terrenos a partir do OpenStreetMap e imagens aéreas do BING.
Fig. 3 – Interface do Infraworks mostrando o estudo de uma interseção.
FONTE: AUTODESK
Ele se comunica com o AutoCAD Civil 3D através de recursos específicos que permitem a exportação de informações estudadas sobre o contexto de uma área durante um pré-projeto ou básico como traçados de vias, movimento de terra, mobilidade urbana, estruturas utilizadas entre outros.
Portanto, o profissional responsável pela área de estudos preliminares de um projeto terá que se comunicar digitalmente com uma pessoa especializada em projeto executivo, sem a perda de dados ou retrabalhos.
O mesmo equivale entre os profissionais que fazem o projeto executivo ou básico com os especializados em levantamento via drones, laser scanning ou mesmo por método tradicional utilizando estações totais em campo.
Dentro do contexto da agrimensura, qualquer um dos três softwares (Autodesk Infraworks, Recap ou Civil 3D) podem receber dados, sendo os dois primeiros voltados à importação de tecnologias mais recentes.
Existem fluxos que facilitam a troca de dados em termos operacionais, como no caso do Recap para o Civil 3D utilizando nuvem de pontos. Por outro lado também é possível conceber os dados destas tecnologias dentro do próprio Civil 3D porém de uma forma mais árdua e trabalhosa, caracterizando então a importância do nível de conhecimento em processos e boas práticas de uso dos softwares.
Fig. 4 – Mosaico de ortofotos a partir de Drone reproduzidas no Autodesk Recap.
FONTE: AUTODESK
Diante disso é possível compreender o uso dos softwares Autodesk Infraworks e Recap nas fases iniciais do projeto pois o primeiro trabalha com modelos estimados de topografia SRTM (Shuttle Radar Topograph Mission) incluindo malha triangular de 30 metros de resolução espacial de uma área de interesse além de cadastros e imagem como já mencionado, colaborando assim para estudos de concepção e alternativas de determinado empreendimento estudado enquanto que o segundo é totalmente focado para trabalhar com modelagem de terreno a partir do laser scanning com o objetivo de obter diversas classificações iniciais (uso e ocupação do solo, declividade, elevações) além de possuir alta capacidade de integração com o próximo software que será abordado, o AutoCAD Civil 3D.
O mais interessante deste fluxo é que o projetista executivo pode antecipadamente utilizar dados obtidos via SRTM de forma fácil com vários critérios de projeto pré-estabelecidos iniciando assim seu estudo mais cedo antes mesmo da execução do levantamento planialtimétrico em campo.
O gráfico abaixo representa a localização dos softwares Autodesk Infraworks, Recap e Civil 3D e seus respectivos usos em cada fase do ciclo de vida de um projeto.
Fig. 5 – Associação dos softwares às fases do ciclo de vida de projeto e suas interoperabilidades. FONTE: EASTMAN, 2013
O papel do AutoCAD Civil 3D é receber os dados do Infraworks, Recap ou mesmo cadernetas de levantamentos planialtimétricos a partir de estações totais. Neste último caso o programa consegue calcular o fechamento da poligonal a partir de pontos de controle estabelecidos e compensar coordenadas e elevações dos pontos a partir do MMQ (método do mínimos quadrados).
Ainda seguindo a linha de raciocínio dentro do Civil 3D é possível também transladar a base topográfica além de produzir desenhos de matrículas e geração de relatórios de forma automatizada.
Com isso, dados de projeto como modelo digital de terreno, alinhamentos, perfis topográficos longitudinais e verticais, seções tipo da via e cálculos de movimento de terra são executados dentro do AutoCAD Civil 3D. Assim, quantitativos já podem ser extraídos e informados para o aprovisionamento do contratante.
Vídeo 1 – Neste curto vídeo apresento os cálculo de coordenadas e cota dos pontos da poligonal a partir das bases, além da irradiação e compensação dos mesmos pelo MMQ.Curvas de nível, alinhamento horizontal e perfil longitudinal do terreno.Valores da poligonal para desenho de matrícula, memorial descritivo gerado direto em formato Word. Criação do modelo tridimensional da topografia final proposta. Modelo tridimensional do terreno levantado e tabela com cálculo de volumes.
Quando chegada a fase de execução e implantação do projeto em obra é possível utilizar dois softwares dentro do BIM da infraestrutura, o Autodesk Recap e o Autodesk Navisworks.
O primeiro fornece um mapeamento topográfico ágil através de mosaico de imagens aéreas via drone ou laser scanning que será comparado com o levantamento inicial para verificação de medição de volumes de terraplenagem assim como acompanhamento da evolução da obra importando-os para o Civil 3D.
Fig. 11 – Tabela com cálculo de volumes com terreno final oriundo do mosaico tratado no Recap e comparado com o levantamento original criado no AutoCAD Civil 3D. FONTE: AUTODESK
O segundo será importante para conceber o modelo digital de terreno acabado e os elementos construtivos de uma rodovia ou sistema pluvial a partir do Civil 3D, simulando-os dentro de um modelo projetual e anexando-os à um cronograma de obra elaborado a partir de uma planilha dentro Microsoft Project ou Primavera, incluindo os custos dos mesmos.
Aqui cabe uma ressalva que o Autodesk Navisworks funciona como um integrador universal, ou seja, dentro dele é possível receber projetos de diversas outras disciplinas como do estudo arquitetônico, estrutural dentre outros, para que seja realizada uma análise de interferência (clash detection) entre os objetos que serão construídos na obra, simulando um modelo tridimensional georreferenciado em formato de protótipo, com o objetivo que não haja ou que haja menos imprevistos possíveis durante a execução.
Fig. 12 – Checagem de interferência entre sistema pluvial e esgoto (Clash Detection) no Autodesk Navisworks. FONTE: AUTODESK
Fig. 13 – Simulação do sequenciamento de obra no Autodesk Navisworks. FONTE: AUTODESK
Portanto temos um gráfico resultante de fases ciclo de vida versus ferramentas versus pessoas, sendo esta última de forma empírica flutuando entre os processos.
5. CONCLUSÃO
Percebemos diante de tudo que os softwares tem um papel importante dentro da metodologia BIM porém não é o principal fator para funcionamento da mesma dentro das organizações, dependendo também do engajamento e mudança de cultura de todos os envolvidos da área de infraestrutura além de uma gestão bem organizada que contemple a interligação entre hierarquias e processos.
Além disso, a forma de como se deve pensar em projetar será obrigatoriamente alterada em um prazo curto de tempo por todas as vantagens citadas em relação ao método convencional, buscando acima de tudo melhoria de produtos e economia dos custos de forma mais sustentável possível, considerando a reunião de todas as partes interessadas que serão afetadas durante todo o ciclo de vida do projeto.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
EASTMAN, Chuck et al. Manual de BIM: Um Guia de Modelagem da Informação da
Construção para Arquitetos, Engenheiros, Gerentes, Construtores e Incorporadores.
Bookman, 2013. 483p.
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Disponível em:
<http:// http://downloads.ibge.gov.br/downloads_geociencias.htm>
Último acesso em: 31/03/2017
AUTODESK. Disponível em: <http://autodesk.com/bim.htm>. Último acesso em: 29/05/2017
AUTODESK. Disponível em: <https://www.autodesk.com/products/recap/features.htm>. Último acesso em: 29/05/2017
DA COSTA TAVARES JUNIOR, E.A Contribuição do Building Information Modeling para a Gestão de Projetos.[Editorial].Revista online ipog especialize, v.01/2014, p.i-xx n.7, jul.,2014
Comentários
Postar um comentário