Os autores abordam neste artigo o BIM - Building Information Modeling
Metodologia BIM
Melo Rodrigues - Melo Rodrigues Engenharia
Rui Dias - NOZ Arquitectura
22/11/20191. Introdução
1.1. Evolução histórica
A representação gráfica dos projectos de arquitectura e das especialidades evoluiu de forma significativa nas últimas décadas, passámos dos estiradores para o computador com o desenvolvimento das primeiras aplicações informáticas comerciais de desenho assistido por computador (CAD - Computer Aided Design) no ano de 1982. Deixámos de usar os estiradores, as réguas-T, os transferidores e toda restante a panóplia de utensílios, para se usar o teclado e um rato, como se pode ver na Figura 1.
Figura 1 - (a) Tradicional sala de desenho antes do aparecimento do software CAD. (b) Autocad 1.0 em execução em 1982.
Esta transição é uma mera replicação do trabalho realizado no estirador - uma representação no plano de segmentos de linha. Tinha, e tem, todas as vantagens no rigor da representação, a facilidade de edição/alteração. Contudo, pouco ou nenhuma informação adicional está associada a estas linhas. Os softwares de CAD com uma representação planar evoluíram para uma representação 3D que auxiliam em forte medida a compreensão e percepção dos objectos representados e a relação entre eles.
A evolução natural destas ferramentas foi a introdução de propriedades e parâmetros nos objectos representados. Contudo a introdução desta alteração não é uma mera evolução, mas sim uma revolução em todo o processo de representação do projecto. Revolução esta que obriga ao desenvolvimento de uma nova metodologia de desenvolvimento – a metodologia de modelação da informação do sistema de construtivo - habitualmente designada de BIM (Building Information Modeling).
1.2. Metodologia BIM
De uma forma simples pode afirmar-se que a metodologia BIM consiste no desenvolvimento de um modelo digital, representando cada elemento (objecto) através das suas características físicas e funcionais. Este modelo permite para além da documentação do projecto, através das tradicionais plantas, alçados e cortes, simular as várias fases do ciclo de vida do projecto. Fase de concepção inicial, passando pela fase de construção, exploração e ainda a fase de demolição. Por este facto, a metodologia BIM é referida como tendo características 4D.
O modelo BIM é uma base de dados (BD) que agrega as características de todos objectos que integram o modelo digital, sendo possível a partir desta extrair todas as informações aí guardadas. A representação gráfica dos elementos é a mais evidente, mas podem extrair-se todas as características dos objectos e proceder às mais variadas análises. Gerar um mapa de quantidades, ou um mapa de vãos é porventura a informação mais óbvia que se pode extrair. Conhecendo todos os equipamentos eléctricos instalados em cada compartimento, será possível uma análise dos requisitos de potência instalada do edifício, ou estimar os consumos de energia da função iluminação.
A “inteligência” do BIM resulta do facto dos objectos serem uma representação paramétrica das suas características, bem como possuírem informação sobre o seu relacionamento com outros objectos e o ambiente onde estão inseridos. A Figura 2 é ilustrativa destas características. Foram inseridos dois aparelhos de iluminação no pavimento de entrada da habitação. O aparelho da esquerda tem as propriedades definidas para se coloque em cima do pavimento, enquanto que o aparelho da esquerda está concebido para que automaticamente fique embebido.
Figura 2 - Inserção de aparelhos de iluminação numa superfície (a). As propriedades de cada objecto determinam a posição que vão ocupar relativamente à superfície de instalação (b).
O verdadeiro software BIM não é uma mera representação 3D do modelo, é um software baseado numa BD na qual, qualquer alteração introduzida em qualquer parte do modelo é automaticamente actualizada por todo o modelo. Isto é, se for alterada a dimensão uma janela é imediatamente actualizada, não só a sua representação gráfica nos cortes e alçados, mas também nos mapas de quantidades e mapas de vãos. Outro exemplo que ilustra a potencialidade das ferramentas BIM é o relativo a uma simples a alteração da cota de instalação de uma tomada de pares de cobre. O mapa de quantidades é ajustado de forma a aumentar ou diminuir a quantidade de cabos UTP na mesma proporção da alteração de cota. Os cortes onde essa tomada surja são também automaticamente actualizados.
Conhecendo com exactidão o comprimento de todos os cabos é possível em estaleiro cortar os cabos de forma a minimizar o desperdício. Para a obra levam-se os cabos já cortados e com a indicação do local de instalação.
1.2 Modelo colaborativo
O processo de desenvolvimento de um edifício envolve um elevado número de interlocutores e fases. A fase de concepção do edifício, a fase de construção, ou a de exploração, têm requisitos de informação distintos. Por exemplo, para a especialidade de instalações eléctricas não é relevante na fase de concepção o tempo de vida de uma fonte de luz de uma luminária ou os requisitos de manutenção de um equipamento. Contudo para a equipa de manutenção essa informação é muito importante. Da mesma forma, na fase de concepção, a arquitectura está preocupada com o factor estético e organizacional do edifício. Preocupa-se com o aspecto e localização da aparelhagem de comando, enquanto a especialidade de electrotecnia preocupa-se em definir a função necessária de cada aparelhagem e estabelecer as respectivas canalizações – especificando o tipo de tubagem e de cabos a instalar.
Por norma desenvolvem-se diferentes modelos BIM de um mesmo edifício, adaptando-os ao tipo de uso e objectivos a que se destinam. Estes serão adaptados às fases específicas do ciclo de vida do edifício. É comum, na fase de concepção de um edifício, desenvolverem-se modelos BIM para a arquitectura e para cada uma das especialidades: Estruturas, instalações eléctricas, instalações hidráulicas, etc. No entanto e apesar de existirem vários modelos BIM estes integram um modelo colaborativo – habitualmente designado de modelo federado, onde todas as informações adicionadas a um modelo BIM do projecto são adicionadas ao modelo federado. Na Figura 3 identifica a arquitectura do modelo federado para o qual todos contribuem e a partir do qual todo obtém as informações.
Figura 3 - Modelo de desenvolvimento baseado num modelo federado BIM.
1.3 Implementação
A União Europeia possui uma agenda para implementação da metodologia BIM, esta é expressa no “Manual relativo à aplicação da Modelação da Informação da Construção (BIM) no Setor Público Europeu” (acessível online em http://www.eubim.eu/).
Este grupo de trabalho tem vindo a incentivar a adopção por cada um dos países para introdução da metodologia BIM, promovendo as boas práticas.
O estado de desenvolvimento na união europeia do BIM é diverso. Existem países onde a metodologia é de adopção obrigatória para os concursos públicos, como por exemplo o Reino Unido e a Holanda; Países onde está calendarizada a obrigatoriedade da adoção da metodologia, como seja a República Checa e a Estónia.
Em Portugal os trabalhos de normalização e implementação estão a cargo da Comissão Técnica 197 - http://www.ct197.pt/.
Não existe ainda na encomenda de obra pública obrigatoriedade de produção de projecto em BIM, seja porque o ‘cliente estado’ está desatento ao desenvolvimento de boas práticas que se estão a estabelecer internacionalmente, seja por incapacidade de resposta por parte das empresas nacionais. No entanto a implementação é já uma realidade com algumas autarquias a solicitar a entrega de projectos em formato IFC, mas sobretudo projectistas - arquitectos e engenheiros - e construtoras.
2. BIM em obra
No sector da construção não é ainda visível o impacto do BIM nos processos de preparação de obra e na obra propriamente dita, no entanto os ganhos de produtividade são significativos e apresentar-se-ão como uma mudança de paradigma na forma como o sector de construção trabalha. Para tal será determinante a qualidade dos modelos BIM produzidos pelas equipas projectistas.
Com a utilização de um equipamento de Realidade Aumentada, ou mesmo através de um simples ‘tablet’ ou ‘smartphone’, é possível sobrepor o projecto à construção, no estado em que se encontra, possibilitando a comparação entre a realidade e o projecto, e antever os materiais, equipamentos e sistemas a instalar.
Figura 4 - SiteVision, da Trimble.
A sediação do modelo BIM em nuvem, permite apontar o problema surgido em obra, directamente no projecto, de forma a que os restantes intervenientes - projetistas, gestores de projecto, fornecedores, gestores de imóveis, dono-de-obra - possam ter acesso imediato ao problema, e à localização exacta onde este se encontra, acelerando os processos de esclarecimentos, correcções ou alterações necessários.
Após a obra, a utilização do mesmos equipamentos de Realidade Aumentada, ‘tablet’ ou ‘smartphone’, permite ‘visualizar’ o interior das paredes, espaços técnicos de tectos e pavimentos, localizando com precisão as infra-estruturas e equipamentos instalados, reduzindo os tempos das equipas de intervenção e consequentemente os custos de operação do imóvel.
Para que tal possa acontecer, é importante a qualidade do modelo BIM, e para tal fundamental que no decorrer da obra o modelo seja permanentemente actualizado com as alterações verificadas na mesma, assegurando o investimento feito em projecto para o ciclo de vida do edifício.
3. Conclusão
A metodologia BIM será cada vez mais incontornável na execução de projecto, mais até que a adopção das ferramentas CAD porque o seu impacto irá estender-se mais profundamente à fase de obra e de operação dos edifícios.
O BIM, por surgir nas fases iniciais de projecto, será o suporte para o desenvolvimento de novas actividades ligadas à construção, instalação, operação e manutenção de edifícios, com a consequente digitalização dos processos em ambiente de obra, tal como no passado foram digitalizados os processos nas profissões de escritórios, e outras.
Integrar e incorporar estas novas metodologias e processos é fundamental para a modernização e aumento de produtividade de todo o setor AEC e um garante para que as empresas e profissionais em Portugal se mantenham competitivos num mercado nacional, e internacional.
