BIM – A MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO

Historicamente, a engenharia vem sendo referência nas inovações no campo das tecnologias. De acordo com o Dicionário de Português Online da Michaelis, termo “engenharia” significa a “arte de aplicar os conhecimentos científicos à invenção, aperfeiçoamento ou utilização da técnica industrial em todas as suas determinações”. Partindo deste conceito, imediatamente se tende a ligar a engenharia com a invenção, com a inovação.

Nos últimos anos, vem se falando muito sobre a Modelagem da Informação da Construção ou, simplesmente, BIM (Building Information Modeling). Durante muitos anos, a engenharia civil foi dominada por cálculos manuais, ou com instrumentos analógicos, e desenhos feitos à mão, ou apoiado por instrumentos de precisão e de desenho. Com o advento da computação, houve a primeira quebra desse paradigma. Os cálculos e os desenhos passaram a ser feitos com a ajuda desta ferramenta e deram maior dinâmica ao processo de projetar uma obra. Vieram os programas computacionais de análise e de cálculo e as ferramentas de desenhos digitais conhecidas por CAD (Computer Aided Design). De acordo com o livro “Manual de BIM” da Editora Bookman, “todos os sistemas CAD geram arquivos digitais. Os sistemas CAD mais antigos produzem desenhos plotados. Eles geram arquivos que consistem principalmente em vetores, tipos de linha associados e identificação de camadas (layers). À medida que esses sistemas foram se desenvolvendo, informações adicionais foram sendo acrescentadas a esses arquivos para permitir blocos de dados e textos avançados. Com a introdução da modelagem 3D, foram adicionadas definições avançadas e ferramentas complexas de geração de superfícies”.

Com esse avanço da computação e da diversidade de disciplinas de engenharia e arquitetura envolvidas no processo de implantação de uma obra, essa dinâmica obtida no processo de se projetar se tornou insuficiente para atender à crescente demanda por informações sobre o empreendimento e dado o vulto de trabalho e recursos exigidos pelas obras de engenharia. Ainda, no mesmo livro Manual de BIM, é informado que “ao passo que os sistemas CAD se tornaram mais inteligentes e mais usuários desejaram compartilhar dados associados com dado projeto, o foco transferiu-se dos desenhos e das imagens 3D para os próprios dados. Um modelo de construção produzido por uma ferramenta BIM pode dar suporte a múltiplas vistas diferentes dos dados contidos dentro de um conjunto de desenhos, incluindo 2D e 3D. Um modelo pode ser descrito por seu conteúdo (quais objetos ele descreve) ou por suas capacidades (a que tipos de requisitos de informação ele pode dar suporte)”. Ou seja, um mero desenho não atende mais as necessidades de informação sobre o empreendimento. Mais do que projetar, precisa-se planejar e acompanhar o processo da implantação de uma obra. Essa necessidade vai além do simples desenho da mesma. O planejamento e o acompanhamento envolvem necessariamente o domínio e o gerenciamento sobre as informações necessárias para se implantar a obra. Essa gestão da informação não estava até então contemplada de maneira satisfatória com as ferramentas CAD de desenho e nem nos programas de análise e de cálculo.

O BIM veio para tampar esta lacuna, representando a segunda quebra de paradigma da engenharia civil. Com o BIM, juntam-se as informações geométricas da obra, como forma, dimensões e posições de cada elemento, com as informações necessárias para se implantar a mesma, como quantitativos, durabilidade e resistências de materiais, custos, prazos, documentos, logística de construção e manutenção, dentre outras características. Esta junção, aliado a todos os profissionais envolvidos com o empreendimento (Figura 1) e à abordagem de todas as disciplinas e fases envolvidas no processo de implantação do empreendimento (Figura 2), incluindo todo o seu ciclo de vida, é o que compõe a tecnologia BIM. Com tudo isso, pode-se simular virtualmente toda a implantação e ciclo de vida útil do empreendimento. Isso representa um ganho em planejamento, prazo, custo, minimização de retrabalhos e replanejamentos, além de maiores ganhos em qualidade e confiabilidade no projeto.

Figura 1: Profissionais envolvidos com o processo de implantação de um empreendimento. Fonte: http://www.tekla.com/br/companhia/Open-BIM

Figura 2: Fases da implantação e do ciclo de vida de um empreendimento. Fonte: http://pmkb.com.br/artigo/o-que-e-tecnologia-bim-e-seus-beneficios/

Como se trata de uma tecnologia relativamente recente, o BIM possui mais de uma definição – de orientado a processo a orientado a produto e da prática do construtor a uma definição de BIM pelo que não é BIM. No entanto, de acordo com o livro Manual de BIM, uma definição da tecnologia BIM fornecida pela empresa M. A. Mortenson Company é interessante ser compartilhada:

“O BIM tem suas raízes nas pesquisas sobre projeto auxiliado pelo computador de décadas atrás, mas ainda não possui uma definição única e amplamente aceita. Nós, na M. A. Mortenson Company, pensamos nele como ‘uma simulação inteligente da arquitetura’. Para nos permitir atingir uma implementação integrada, essa simulação deve exibir seis características principais. Ela deve ser:

  • Digital
  • Espacial (3D)
  • Mensurável (quantificável, dimensionável e consultável)
  • Abrangente (incorporando e comunicando a intenção de projeto, o desempenho da construção, a construtibilidade, e incluir aspectos sequenciais e financeiros de meios e métodos)
  • Acessível (a toda a equipe do empreendimento e ao proprietário por meio de uma interface interoperável e intuitiva)
  • Durável (utilizável ao longo de todas as fases da vida de uma edificação)”

Artigo da Revista Construção Mercado (http://construcaomercado.pini.com.br/negocios-incorporacao-construcao/115/o-desafio-para-as-universidades-formacao-de-recursos-humanos-282479-1.aspx) denominado “Artigo: BIM e as universidades – Formação de recursos humanos devidamente familiarizados com os novos paradigmas que o BIM pressupõe é essencial e urgente” informa que “Tecnologias e processos ligados ao BIM permitem o registro de todas as informações de uma edificação, desde a concepção até a demolição, e serve a todos os participantes e disciplinas do empreendimento. Toda essa informação, incluindo a geometria 3D e especificações dos componentes, é armazenada num modelo digital parametrizado. A disponibilidade de informação integrada e consistente facilita e fomenta o uso de aplicativos de simulação e análise, a colaboração e o uso de novas formas de gestão do empreendimento, como o IPD (Integrated Project Delivery)”.

O mesmo artigo continua informando ainda que “o BIM pressupõe a criação colaborativa de um modelo digital do edifício, em que cada profissional agrega ao modelo as informações específicas de sua disciplina. As ferramentas BIM permitem a automatização de tarefas como documentação e detecção de interferências, mas a grande contribuição é o fomento ao projeto integrado, em que os aportes de cada profissional surgem com muito mais antecedência que no processo tradicional”. Ou seja, a parametrização das informações do empreendimento favorece a automatização do processo de planejamento. Isso significa que, com o modelo tridimensional do empreendimento pronto, automaticamente se terão todas as informações necessárias para a implantação do mesmo prontas e interligadas. De modo que, havendo a necessidade de modificação em alguma parte desse modelo tridimensional, basta se fazer esta alteração neste modelo para que todas as outras informações necessárias à implantação do mesmo se atualizam automaticamente!

No livro Manual de BIM é informado que “o conceito de objetos paramétricos é central para o entendimento do BIM e sua diferenciação dos objetos 2D tradicionais”. Dessa forma, o livro define objetos BIM paramétrico da seguinte forma:

  • “Consistem em definições geométricas e dados e regras associadas.
  • A geometria é integrada de maneira não redundante e não permite inconsistências. Quando um objeto é mostrado em 3D, a forma não pode ser representada internamente de maneira redundante, por exemplo, como múltiplas vistas 2D. Uma planta e uma elevação de dado objeto devem sempre ser consistentes. As dimensões não podem se ‘falsas’.
  • As regras paramétricas para os objetos modificam automaticamente as geometrias associadas quando inseridas em um modelo de construção ou quando modificações são feitas em objetos associados. Por exemplo, uma porta se ajusta imediatamente a uma parede, um interruptor se localizará automaticamente próximo ao lado certo da porta, uma parede automaticamente se redimensionará para se juntar a um teto ou telhado, etc.
  • Os objetos podem ser definidos em diferentes níveis de agregação, então podemos definir uma parede, assim como seus respectivos componentes. Os objetos podem ser definidos e gerenciados em qualquer número de níveis hierárquicos. Por exemplo, se o peso de um subcomponente de uma parede muda, o peso de toda a parede também deve mudar.
  • As regras dos objetos podem identificar quando determinada modificação viola a viabilidade do objeto no que diz respeito a tamanho, construtibilidade, etc.
  • Os objetos têm a habilidade de vincular-se a ou receber, divulgar ou exportar conjuntos de atributos, por exemplo, materiais estruturais, dados acústicos, dados de energia, etc. para outras aplicações e modelos.”

Em outro artigo sobre BIM, do site da PMKB (http://pmkb.com.br/artigo/o-que-e-tecnologia-bim-e-seus-beneficios/) intitulado “O que é Tecnologia BIM e seus Benefícios”, é informado que “o BIM reflete um novo estágio na elaboração e condução de projetos e não deve ser confundido como mais uma ferramenta de modelagem em 3D. Na verdade, a sua adoção representa um novo paradigma de trabalho, em que a colaboração entre os projetistas, especialistas, clientes, fornecedores, etc. deve ser constante e atuante em todas as fases de um empreendimento. Tem como fio-condutor um modelo virtual 3D da edificação, resultado do esforço compartilhado e simultâneo de todos os agentes responsáveis por sua elaboração através de uma plataforma composta de softwares especializados e interoperáveis. Esse ‘ambiente’ é o diferencial do processo tradicional de projeto 2D. Além disso, o modelo virtual, muito mais do que uma simples representação tridimensional de um projeto, integra o conjunto de diversos objetos que, isoladamente, estão carregados de informações que lhes são atribuídas durante a modelagem, daí o termo Modelagem de Informação”. Ou seja, não se trata apenas de um modelo digital em 3D, mas, sim, da integração de objetos munidos das informações necessárias ao ciclo de vida útil do empreendimento em si. Modela-se essas informações e com elas organizadas em um modelo digital em 3D, tem-se todas as ferramentas necessárias, não apenas para se implantar esse empreendimento, mas ainda para se fabricar seus elementos, para se manter o mesmo e para se chegar à conclusão de ser necessário o seu descarte, ou demolição!

Em resumo, o BIM é isso: uma quebra de paradigmas na forma de se pensar e conceber um empreendimento. Não se fala mais em desenhos, fala-se em informações; não se fala mais em modelo 3D do empreendimento, mas em modelagem das informações de objetos parametrizados; não se trata de inovação na forma de se projetar um empreendimento, fala-se em inovação do processo de concepção deste empreendimento.

Diversos são os benefícios gerados com a adoção do BIM, segundo o Manual de BIM, dentre eles listam-se:

  • Aumento da qualidade e do desempenho da construção;
  • Visualização antecipada e mais precisa de um projeto;
  • Correções automáticas de baixo nível quando mudanças são feitas no projeto;
  • Geração de desenhos 2D precisos e consistentes em qualquer etapa do projeto;
  • Colaboração antecipada entre múltiplas disciplinas de projeto;
  • Verificação facilitada das intenções de projeto, com a quantificação das áreas dos espaços e de outras quantidades de materiais;
  • Extração de estimativas de custo durante a etapa de projeto;
  • Incrementação da eficiência energética e a sustentabilidade;
  • Sincronização de projeto e planejamento da construção;
  • Descoberta de inconsistências de projeto e omissões antes da construção (detecção de interferências);
  • Reação rápida a problemas de projeto ou do canteiro de obras;
  • Uso do modelo de projeto como base para componentes fabricados;
  • Melhor implementação de técnicas de construção enxuta;
  • Sincronização da aquisição de materiais como o projeto e a construção;
  • Melhor gerenciamento e operação das edificações;
  • Integração com sistemas de operação e gerenciamento de facilidades (Facilities Management).

O Manual de BIM acrescenta ainda que “o uso do BIM também incentiva a integração do conhecimento de construção mais cedo no processo de projeto. Empresas que integram projeto e construção, capazes de coordenar todas as fases do projeto e incorporar o conhecimento de construção desde o início, serão as mais beneficiadas. Cláusulas contratuais que requerem e facilitam uma boa colaboração fornecerão grandes vantagens aos proprietários quando o BIM é usado. A mudança mais significativa que as companhias enfrentam quando implementam a tecnologia BIM é o uso de um modelo de construção compartilhado como base para todo o processo de trabalho e para colaboração. Essa transformação exigirá tempo e educação, como acontece para todas as mudanças significativas na tecnologia e nos processos de trabalho”.

O mesmo livro aborda que a substituição de um ambiente de CAD 2D ou 3D por um sistema BIM envolve mais do que a aquisição de software, treinamento e atualização de hardware. Segundo o Manual de BIM:

“O uso efetivo do BIM requer que as mudanças sejam feitas em quase todos os aspectos do negócio da empresa (não somente fazer as mesmas coisas de uma nova maneira). Requer um entendimento profundo e um plano para implantação antes que a conversão possa começar. Enquanto as mudanças específicas para cada empresa dependem de seus setores de atividade AEC, os passos gerais que precisam ser considerados são similares e incluem o seguinte:

  • Designar responsabilidade à alta gerência pelo desenvolvimento de um plano de adoção do BIM que cubra todos os aspectos do negócio da empresa e como as mudanças propostas impactarão tanto nos departamentos internos quanto nos parceiros externos e clientes.
  • Criar uma equipe interna de gerentes principais responsáveis pela implementação do plano, com orçamentos de custo, tempo e rendimento para guiar seu desempenho.
  • Começar usando o sistema BIM em um ou dois empreendimentos menores (talvez até já terminados) em paralelo com a tecnologia existente e produzir documentos tradicionais a partir do modelo de construção. Isso ajudará a revelar onde há deficiências nos objetos da construção, em capacidades de produção, em vínculos com programas de análise, etc. Também fornecerá oportunidades educacionais para os líderes.
  • Usar os resultados iniciais para educar e guiar a adoção contínua de software BIM e o treinamento adicional de pessoal. Manter os gerentes seniores informados do progresso, dos problemas, das percepções, etc.
  • Ampliar o uso do BIM para novos empreendimentos e começar a trabalhar com membros de fora da empresa em novas abordagens de colaboração que permitam fazer mais cedo a integração e o compartilhamento do conhecimento usando o modelo de construção.
  • Continuar a integrar as capacidades de BIM em todos os aspectos das funções da empresa e refletir esses novos processos de negócio em documentos contratuais com clientes e parceiros de negócio.
  • Replanejar periodicamente o processo de implementação do BIM para refletir os benefícios e problemas observados até então e estabelecer novas metas para desempenho, tempo e custo. Continuar a estender as mudanças facilitadas pelo BIM para novos locais e funções dentro da empresa.”

Como se pode perceber, o BIM está aí e chegou para ficar! E é nossa obrigação e responsabilidade como profissionais do ramo da engenharia nos atualizarmos e passarmos a adotar tal tecnologia tão inovadora. E sejam bem-vindos, não ao futuro, mas ao presente da engenharia!


Autor:
Ednilson Oliveira Ferreira
Diretor de Estudos do IOP
Eng. de Fortificações e Construções, graduado pelo Instituto Militar de Engenharia – IME
Ocupante do cargo de Analista de Infraestrutura do Ministério do Planejamento
Atualmente em exercício na Secretaria dos Portos
ednilsonof@gmail.com

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