1.
Introdução
Devido à intensa demanda pela execução de projetos de
grande complexidade, as metodologías tradicionais da indústria da
construção civil tornam-se ultrapassadas e insuficientes. Em paralelo ao aumento
da magnitude dos projetos, surgem incompatibilidades, que resultam na
dificuldade em cumprir os cronogramas de execução, além de gerar
retrabalhos e aumento dos custos da obra [1].
Evidencia-se a premência por inovações na cadeia
produtiva da construção civil e em seus processos. O desenvolvimento e
uso da tecnologia da informação aplicada ao setor construtivo apresenta-se
como uma alternativa de grande potencial no que diz respeito a implementação de
melhorias relacionadas à produtividade e competitividade. Com o auxílio da
tecnologia aplicada, há a possibilidade de atender às exigências desta
nova era de transformações, de forma a planejar e cumprir os cronogramas
da obra e reduzir os seus custos envolvidos em cada uma das etapas [2].
Assim,
a metodologia BIM (Building Information Modeling) surge como uma alternativa
real para proporcionar
condições adequadas ao suprimento da demanda pelo desenvolvimento de projetos complexos. Ademais, os processos
informatizados contribuem na concepção de edificações funcionais, as quais visam um caráter de
responsabilidade com questões ambientais, por exemplo, além de garantir o adequado desempenho ao longo de
todo o ciclo de vida dos empreendimentos. Neste
contexto, levanta-se a hipótese de que a tecnologia BIM possui potencial para progressivamente ocupar o mercado da engenharia e
arquitetura, tendo em vista a facilidade de integração
de projetos e economia expressiva ao final de uma obra de construção civil. Desta forma, tendo em vista a importância da inovação
tecnológica na construção civil e dos projetos
integrados aplicados à eficiência no estudo das condicionantes e no subsequente desenvolvimento do projeto construtivo, o objetivo
desta pesquisa consiste em estudar de forma sistematizada
as dimensões dos processos BIM e suas aplicações no ciclo de vida das
edificações. Sendo que, busca-se complementar a pesquisa
bibliográfica através da realização de uma análise de implementação da metodologia BIM em pequenas empresas
do setor.
2. Referencial Teórico
A tecnologia BIM trata-se de uma inovação que consiste
em um conjunto de ferramentas que possibilitam o desenvolvimento mais
eficaz das etapas e dos processos da construção, de forma a reduzir
custos e aumentar a produtividade [3].
Fig. 1. Organização das informações de
forma compartilhada.
Conforme
ilustrado na Fig. 1, mediante o uso da metodologia BIM, viabiliza-se a
comunicação eficiente entre os profissionais, suas disciplinas de projeto e os
setores envolvidos nas diferentes fases do empreendimento, tendo como resultado
a organização e agilidade no fluxo de trabalho e no desenvolvimento das etapas
presentes no cronograma da obra.
Define-se BIM como um dos mais importantes avanços nos
setores da Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). Sendo que, mediante a
utilização da tecnologia é possível desenvolver um minucioso modelo virtual de
uma edificação, o qual conta com informações e dados integrados que são de suma
importância para a realização eficaz das etapas da construção [4].
O desenvolvimento de uma obra de construção civil está
baseado em uma diversidade de insumos, processos, profissionais e diferentes
tipos de projetos (arquitetônico, estrutural, elétrico, hidráulico, etc.) e
serviços. Nesse sentido, a utilização do BIM viabiliza a integração dos dados referentes
a cada um dos projetos em um único local, permitindo o acesso e a realização de
modificações pelos profissionais responsáveis por cada uma das etapas do
projeto geral [5]. A Fig. 2, do Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Paraná,
ilustra a aplicação do BIM nas diferentes fases dos empreendimentos [6].
Fig. 2. Usos e
abrangência geral do conceito BIM.
Assim,
este tipo de modelagem e simulação integrada tem aplicação nos mais diversos
métodos de concepção de projetos, trazendo vantagens significativas uma vez que
o processo característico do BIM seja implantado [7].
2.1.
As Dimensões dos Processos BIM
A
aplicação do BIM nas áreas da AEC é muito ampla, a representação das
edificações não abrange somente o 2D ou 3D. De forma mais específica, projetos
em BIM são baseados em diferentes subdivisões ou etapas de aplicação, sendo
elas conhecidas como as diferentes dimensões dos processos BIM, ou ainda os D’s
do BIM [8].
Cada
uma dessas dimensões engloba determinadas etapas e processos específicos do
ciclo de vida das edificações. A implementação adequada do BIM e de seus
processos possibilita a utilização de diversas funções e ferramentas
informatizadas aplicáveis à simulação e ao planejamento, o qual compreende
todas as etapas do ciclo de vida do empreendimento, isto, de forma integrada
envolvendo as diferentes disciplinas de projeto [4].
Ademais,
cada uma das dimensões dos processos BIM recebe uma definição de acordo com a sua
aplicação nas diferentes etapas de projeto, execução e operação, no entanto, estas
nomenclaturas e duas definições podem apresentar variações de acordo com a
literatura ou organização de procedência.
2.2.
BIM 2D – Representação ou Documentação
Esta
dimensão diz respeito à representação ou documentação da obra, é o detalhamento
da edificação utilizando as tradicionais pranchas, ou seja, compreende a
representação detalhada do projeto em duas dimensões, sendo semelhante à forma
tradicional de projetos em CAD (Computer
Aided
Design – em português, Projeto Assistido por Computador) [8].
2.3.
BIM 3D – Modelo Paramétrico
Em
sistemas paramétricos, as coordenadas que definirão os vetores não são
constantes, mas funções de uma ou mais variáveis, estas estabelecerão a forma.
Em um projeto paramétrico, definese a arquitetura a partir de seus componentes
e das interações entre os mesmos, se alterada a dimensão ou posição dos objetos
obtém-se uma geometria associativa decorrente dessa modificação. Os sistemas 3D
paramétricos permitem o planejamento global das obras, definindo prioridades
considerando os recursos disponíveis, facilitando a tomada de decisões e
alocação de recursos. Em se tratando de um sistema paramétrico, as modificações
são concebidas ainda no início do processo de projeto, reduzindo custos destas
mudanças [9]. A Fig. 3 ilustra o desenvolvimento e integração dos projetos 3D,
baseados no conceito de modelo paramétrico.
Fig. 3. Modelagem
3D das disciplinas de projeto.
Nesta
dimensão é desenvolvida a visualização e compatibilização do projeto tendo como
base as representações dotadas de informações e os detalhamentos previamente
definidos. Assim, torna-se possível a realização de análises de possíveis
interferências entre os elementos que compõem as diferentes disciplinas do
projeto global, permitindo a identificação e solução mais assertiva de erros ainda
na fase de projeto.
2.4.
BIM 4D – Tempo e Planejamento de Execução da Obra
Tradicionalmente
o planejamento é estruturado em diagramas de barras e redes, entretanto estes não
são capazes de vincular as atividades diretamente no modelo de construção. O
planejamento 4D vincula à geometria 3D com as atividades do programa de
trabalho, assim é possível visualizar o processo de construção em qualquer
tempo ou etapa da execução. O resultado é uma simulação virtual do cronograma
da construção permitindo a visualização do andamento da obra estrategicamente
planejada [10].
2.5.
BIM 5D – Análise de Custos
No
BIM 5D, adiciona-se, ao modelo tridimensional, o custo. Cada elemento do
projeto passa a estar vinculado aos dados orçamentários, assim, mediante
possíveis modificações de projeto na planta, será alterado automaticamente o
orçamento da obra [11]. Isto facilita à estimativa de custos, uma vez que no
início do projeto obtém-se valores iniciais associados a áreas, volumes e perímetros;
conforme o projeto vai ganhando detalhes e maiores especificações, obtém-se um refinamento
do custo, sendo este mais próximo da realidade [10].
2.6.
BIM 6D – Avaliação da Sustentabilidade
Um
dos objetivos da Agenda 21 é o desempenho ambiental nas edificações, com
mudanças nas práticas de gestão do processo de projeto e construção,
implementação de uma nova cultura no setor, valorizando recursos naturais e
reusos. Para uma edificação com viés sustentável, as informações relativas ao
processo de projeto tornam-se mais complexas com adoção de metas de desempenho.
Deste modo, os projetos para edificações sustentáveis exigirão dos
profissionais e empresas uma organização diferente, que considere realizar o
projeto de forma integrada. Sabendo que a sustentabilidade demanda a
estruturação de um sistema de decisões que possa garantir a realização do
projeto de forma integrada, esta implica em uma mudança de paradigmas
eliminando
o
processo linear usual que não atende mais às exigências do projeto para uma
edificação sustentável [12]. Sendo que, essa sexta dimensão do BIM, de uma
forma geral, trata do processo de avaliação da sustentabilidade em projetos de
edificações, proporcionando condições adequadas ao desenvolvimento
socioambiental, mediante a racionalização de recursos, uso de energia
renovável, entre outros fatores.
2.7.
BIM 7D – Manutenção e Operação
Esta
dimensão compreende a fase de gestão da construção, sendo caracterizada pelos
processos de manutenção e operação. Grande parte das edificações brasileiras
não possuem um plano de manutenção, no entanto, a elaboração e implementação
deste é importante para garantir segurança, qualidade de vida e desempenho.
Habitualmente não se preveem verbas e tempo para operações e manutenção, na
metodologia BIM, deve-se integrar ambos no planejamento de construção e vida útil.
Alimentando um sistema com informações para dar suporte às atividades de
manutenção e operação após à entrega da obra, este gerencia o ciclo de vida de todos
os bens envolvidos [13].
2.8.
BIM 8D – Segurança e Prevenção de Acidentes
A
construção civil como um todo é caracterizada pela ocorrência constante de
acidentes e falta de segurança, assim, na metodologia convencional, cabe a uma
equipe responsável pela segurança a análise e acompanhamento contínuo. Todavia,
o ser humano é limitado cognitivamente no que toca a simular condições futuras
complexas ou agir de forma proativa. Deste modo uma simulação computacional,
levando em conta um padrão pré-definido, para a verificação de riscos seria
mais conveniente. Para haver integração das regras de segurança e informações
sobre a obra, é necessária uma ferramenta que armazene e gere as informações
relacionadas ao edifício e seu proceso construtivo. Quando comparados os
regulamentos de segurança e informações armazenadas no modelo BIM compreendido
por esta dimensão, pode-se identificar riscos ainda na fase de projeto, assim
as decisões podem ser tomadas de modo que haja menor risco possível aos
colaboradores, prezando pela higiene e segurança do trabalho [14].
2.9.
Aplicações da Tecnologia BIM
Eastman
et al. (2014) analisam e definem as aplicações do BIM a partir de quatro
principais pontos de vista, sendo eles: anteprojeto, integração de serviços de
engenharia, modelagem ao nivel da construção e integração do projeto com a
construção em si. A Fig. 4 ilustra a utilização da tecnologia em diferentes
etapas e disciplinas do projeto, passando pelo projeto e analise estrutural, realização
e compatibilização da disciplina de instalações e verificação de possíveis interferencias
entre os elementos e, por fim, simulação e visualização 3D da edificação como
um todo.
Fig. 4. Processos
BIM aplicados às disciplinas de projeto. Adaptado de bnim.com.
Ademais,
a aplicação dos processos BIM, como mencionado, não se resume apenas à fase de projeto,
mas a todo o ciclo de vida, até a etapa de possível demolição. Gomes e Barros
(2018), por exemplo, estudaram a contribuição da modelagem BIM para facilitar o
processo de avaliação do ciclo de vida de edificações, no qual puderam
constatar que além de trazer benefícios neste tipo de avaliação, a tecnologia
auxilia na escolha de materiais, extração de quantitativos, proporciona ganhos
de tempo, redução de riscos e facilita a tomada de decisão [15].
Contudo,
baseando-se nas perceptíveis transformações atuais, torna-se evidente a
necessidade da realização de novos estudos e conseguinte implementação de
sistemas informatizados e integrados para suprir a demanda por projetos
complexos, de forma a obter um maior aproveitamento dos recursos disponíveis e
a eficiência nos processos desenvolvidos.
3.
Materiais e Métodos
Este
estudo, em um primeiro momento, consiste em uma pesquisa bibliográfica sobre os
nD’s do BIM e sua influência na construção civil. Através da revisão da
bibliografia, estudou-se a respeito das definições e dos conceitos atrelados à
tecnologia BIM, visando o entendimento do assunto base para a pesquisa a ser
realizada junto às empresas.
Assim,
realizou-se uma pesquisa de campo sobre a utilização do BIM no município de
Santa Rosa, para a qual foi sorteada uma amostra de 20 empresas para aplicação
de um questionário sobre o uso destas plataformas, com o intuito de obter uma
aproximação da porcentagem municipal de utilização da metodologia, bem como
conhecer o atual cenário da indústria da construção civil em relação à sua
adaptação frente a implementação de novas tecnologias. Sendo assim,
aplicaram-se os seguintes questionamentos:
a)
Sua empresa utiliza alguma plataforma/software BIM?
b)
Se sim, há quanto tempo e qual?
c)
Quais você diria que são as vantagens e desvantagens da implementação da
tecnologia?
d)
Se não, pretendem começar a implementar o sistema?
e)
Na sua opinião, quais são as principais dificuldades enfrentadas no processo de
implementação do BIM?
Utilizou-se
das respostas sobre as vantagens e desvantagens da implementação da tecnologia
e de seus processos, bem como as principais dificuldades enfrentadas no
processo de transição para a metodologia BIM. Com base nos resultados obtidos,
realizou-se uma discussão sobre a implementação e aplicação em pequenas
empresas, tendo em vista os benefícios destes processos informatizados na
concepção de projetos e no ciclo de vida das edificações.
4.
Resultados e Discussões
Tendo
a obtenção das respostas do questionário aplicado, realiza-se a análise
conjunta das informações. Inicialmente, em relação à primeira pergunta,
observa-se a porcentagem das empresas pesquisadas que já estão utilizando a
metodologia de projetos integrados, conforme apresentado na Fig. 5. Constata-se
através do resultado que, apenas 30% das empresas têm utilizado alguna plataforma
ou software que contemple a metodologia BIM em seus processos.
Fig. 5.
Porcentagem de empresas que utilizam a metodologia BIM.
Mediante
a aplicação do questionário, dentre as respostas obtidas, uma empresa relata
que utiliza o sistema BIM desde o início de suas atividades, sendo que o
programa empregado é o Revit da Autodesk, e afirma a facilidade de integração e
entendimento dos projetos, entretanto sentiu dificuldade em agregar os sistemas
complementares.
Outra
empresa, relata que utiliza plataformas BIM há 6 anos. Nesta, os softwares
utilizados são Active3D, Revit e estão complementando um sistema BIM ao
SketchUp. Ressalta ainda as vantagens, como o aprimoramento de projetos,
auxílio direto na composição de orçamentos, nos prazos de entregas e a
possibilidade de especificar quantitativos e características dos materiais empregados.
A principal dificuldade que a mesma identifica é a falta de cursos ou formações
na região, que conduzam as empresas nesse processo de transição para a
utilização do BIM, além dos altos custos envolvidos tanto na capacitação,
quanto nos softwares que complementam estas ferramentas.
Uma
das empresas, que não utiliza o BIM, reconhece as vantagens como redução na
duração da execução do projeto e dos custos da construção. Afirma também que
pretende iniciar a implementação, todavia, vê dificuldade nas mudanças e
diferenças técnicas em relação ao CAD e programas BIM. Já outra empresa, diz
não utilizar estes softwares integrados, ressaltando ainda que no momento não
tem perspectivas para iniciar a implementação devido alta demanda por projetos,
não sendo viável a migração pois a adaptação neste caso exige tempo e, consequentemente,
redução no fluxo de trabalho, além dos altos custos envolvidos.
Em
conseguinte, outra empresa afirma usar o software Active3D em seus projetos há
algum tempo, tendo a vantagem da coordenação automática dos documentos e
atualização instantânea das alterações, podendo assim direcionar o foco de
trabalho ao projeto propriamente dito. No entanto, menciona que uma das maiores
dificuldades encontradas no processo de adoção da tecnologia está na adequação
do uso, principalmente para os profissionais que estão acostumados ao modo
básico de projetar, tendo assim certas dificuldades para ingressar no novo
universo do BIM.
Outra
diz não utilizar o sistema, no entanto, ressalta que o BIM facilita o trabalho,
pois a compatibilização de projetos torna-se muito eficaz evitando erros
comuns. Porém, o ponto negativo é que muitas vezes a autenticidade e a
personalização dos projetos pode ser comprometida, além da complexidade dos
softwares que pode impedir a realização de trabalhos que precisam ser
resolvidos de forma rápida. A mesma pretende iniciar a implementação, porém, a
principal dificuldade encontrada está ligada ao fato de que o processo não
acontece de forma rápida, sendo o aprendizado
muito
lento, devido à complexidade das ferramentas.
Na
sequência, outra empresa afirma que tem pretensão de iniciar o processo de
implantação do sistema, porém, sente falta de bons treinamentos para isso, uma
vez que os conhecimentos, por parte dos integrantes da equipe, sobre a
plataforma são limitados. Ressalta que, de forma geral, ainda existem algumas
barreiras no processo, como a falta de conhecimento dos profissionais sobre a
plataforma e sobre a facilidade que seu uso trás, ademais, os custos para
manutenção da plataforma e cursos de capacitação para seu uso são ainda bem
elevados no mercado nacional.
5.
Conclusões
Através
do desenvolvimento do presente estudo, foi possível elucidar o conceito e os
processos envolvidos no uso da tecnologia de modelagem da informação da
construção. Além disso, torna-se perceptível a forma com que as evoluções
ocorrem e transformam a realidade da cadeia produtiva da construção civil,
exigindo assim a busca por conhecimento e constante adaptação por parte dos profissionais
para que estes possam garantir a competitividade no mercado.
Com
base na pesquisa de campo realizada, tendo em vista que o BIM se trata de uma
tecnologia que está em fase de implementação, as incertezas, dificuldades no
desenvolvimento de um plano de adaptação e a falta de conhecimento são algumas
das barreiras enfrentadas pelas empresas durante o processo de transição para a
plataforma. No entanto, as empresas assumem que é inegável que o modelo de
projetos integrados oferece inúmeros benefícios para todo o processo de
construção de edificações e até mesmo após a finalização destas, ou seja, as
informações armazenadas contribuem para a integridade dos empreendimentos
durante todo o seu ciclo de vida. Mesmo assim, observa-se que apenas 30% das
empresas estudadas tem utilizado alguma plataforma BIM em algum momento.
Pode-se
inferir, portanto, que o processo de transição para a metodologia BIM exige
tempo, qualificação e investimentos, porém, tem muito para agregar nos setores
da AEC, principalmente pela possibilidade de integração em tempo real das
informações de projeto, extração de quantitativos, previsibilidade
proporcionada por simulações, redução de custos e trabalho de forma colaborativa,
ou seja, proporcionando os benefícios compreendidos e pelos processos das
diferentes dimensões abordadas no estudo.
Uma
vez tendo conhecimento sobre a importância do método, torna-se indispensável a
sua disseminação e implementação no próprio ambiente acadêmico, para a formação
de profissionais qualificados e aptos a atender a nova demanda do setor.
Agradecimentos
Os
autores, Graduandos em Engenharia Civil, agradecem ao Núcleo de Estudos
Interdisciplinares em Construção e Sustentabilidade (NECS) da Universidade
Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ – Campus Santa
Rosa) por viabilizar a realização de pesquisas e estudos no ambiente acadêmico
e ao Prof. Me. Éder Claro Pedrozo, coordenador do grupo de pesquisas, pelo apoio
e incentivo no desenvolvimento do presente estudo. Além disso, agradecem em
especial às empresas que se dispuseram a contribuir com o desenvolvimento desta
análise, compartilhando informações relevantes sobre o uso de processos
informatizados integrados em suas organizações de trabalho.
Referências
[1]
MENEGARO, B. F.; PICCININI, A. C. Aplicação da metodologia BIM (Building
Information Modeling) no processo de projeto, com foco em compatibilização.
Monografia (Graduação em Engenharia Civil), Universidade do Extremo Sul
Catarinense, 2017. Disponível em: http://repositorio.unesc.net/handle/1/5878.
Acesso em: 19 jun. 2019.
[2]
COELHO, K. M. A Implementação e o Uso da Modelagem da Informação da Construção
em Empresas de Projeto de Arquitetura. Dissertação (Mestrado em Ciências),
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de
Construção Civil. São Paulo, 2017. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3153/tde-13032017
00600/publico/KarinaMatiasCoelhoCorr17.pdf. Acesso em: 20 jun. 2019.
[3]
KOELLN, F. P. Tecnologia BIM na Construção Civil: Composição de Custo Direto.
2015. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Civil) – Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, 2017.
[4]
EASTMAN, C.; TEICHOLZ, P.; SACKS, R.; LISTON, K. MANUAL DE BIM – Um Guia de Modelagem
da Informação da Construção para Arquitetos, Engenheiros, Gerentes,
Construtores e Incorporadores. Porto Alegre: Bookman Editora, 2014.
[5]
GONÇALVES JR., F. Os 3 principais entraves na adoção do BIM na engenharia
civil. 2016. Disponível em: http://maisengenharia.altoqi.com.br/bim/os-3-principais-entraves-naadocao-do-bim-na-engenharia-civil/.
Acesso em: 17 jun. 2019.
[6]
CONSELHO DE ARQUITETURA E URBANISMO DO PARANÁ – CAU/PR. Fluxos BIM para desenvolvimento
de projetos arquitetônicos. Curitiba/PR, 2019. Disponível em:
http://www.caupr.org.br/wpcontent/uploads/2019/01/FLUXOS-BIM.pdf. Acesso em: 24
jun. 2019.
[7]
MASOTTI, L. F. C. Análise da Implementação e do Impacto do BIM no Brasil. 2014.
79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Civil) - Universidade Federal
de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 2014.
[8]
GONÇALVES JR., F. 2018. BIM: Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre Esta
Metodologia. Disponível em: http://maisengenharia.altoqi.com.br/bim/tudo-o-que-voce-precisa-saber.
Acesso em: 26 de jun. 2019.
[9]
ANDRADE, L. S. A Contribuição Dos Sistemas BIM Para O Planejamento Orçamentário
das Obras Públicas: Estudo de Caso do Auditório e da Biblioteca de Platina.
Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo), Universidade de Brasília.
Brasília, 2012.
[10]
BARBOSA, Ana Cláudia Monteiro. A Metodologia BIM Aplicada a um Caso Prático.
Dissertação de Mestrado (Engenharia Civil), Instituto Superior de Engenharia do
Porto. Porto, 2014.
[11]
MATTOS, A. D. 2014. BIM 3D, 4D, 5D e 6D. Disponível em: http://blogs.pini.com.br/posts/Engenhariacustos/bim-3d-4d-5d-e-6d-335300-1.aspx.
Acesso em: 26 jun. 2019.
[12]
SALGADO, M. S.; CHATELET, A.; FERNANDEZ, P. Produção de edificações
sustentáveis: desafios e alternativas. Revista Ambiente Construído, Porto
Alegre, v. 12, n. 4, out./dez. 2012. p. 81-99. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ac/v12n4/07.pdf.
Acesso em: 25 jun. 2019.
[13]
PINTO, Bianca Fonseca. Avaliação dos Benefícios da Manutenção Preventiva
Apoiada em Modelo BIM. Monografia de Projeto Final, Departamento de Engenharia
Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, 2018. Disponível em: http://bdm.unb.br/bitstream/10483/20552/1/2018_BiancaFonsecaPinto_tcc.pdf.
Acesso em: 24 jun. 2019.
[14]
REIS, Alexandre António Rodrigues. Utilização de Ferramenta BIM Para a
Segurança na Construção. Dissertação (Mestrado Integrado em Engenharia Civil),
Universidade do Porto. Porto, 2018.
[15]
GOMES, V.; BARROS, N. N. Contribuição da modelagem BIM para facilitar o
processo de ACV de edificações completas. Revista Gestão & Tecnologia de
Projetos – IAU USP, São Carlos, v. 13, n. 2, p. 19-33, 2018.
