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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ FELIPE ZANOTTO PIZZATTO UTILIZAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM (BUILDING INFORMATION MODEL) NO PROJETO ARQUITETÔNICO MACAPÁ 2021 UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ UTILIZAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM (BUILDING INFORMATION MODEL) NO PROJETO ARQUITETÔNICO. FELIPE ZANOTTO PIZZATTO Orientador(a): Prof(ª). Andréa Girlene Barreto Alves MACAPÁ 2021 Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil, da Faculdade Estácio Amapá, no período de 2021.2, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Andréa Girlene Barreto Alves FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ UTILIZAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM (BUILDING INFORMATION MODEL) NO PROJETO ARQUITETÔNICO. FELIPE ZANOTTO PIZZATTO Aprovada em ____/____/_____. BANCA EXAMINADORA _________________________________________________ Prof. Andréa Girlene Barreto Alves (Faculdade Estácio de Sá) (Orientador(a)) __________________________________________________ Prof. Me. XXXXXXXXXXXXXX (Faculdade Estácio de Sá) __________________________________________________ Prof. Esp. XXXXXXXXXXXXXX (Faculdade Estácio de Sá) CONCEITO FINAL: _________________ Macapá 2021 UTILIZAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM (BUILDING INFORMATION MODEL) NO PROJETO ARQUITETÔNICO USE OF BIM TOOLS (BUILDING INFORMATION MODEL) IN THE ARCHITECTURAL PROJECT. FELIPE ZANOTTO PIZZATTO Departamento ou instituição de ensino (Faculdade Estácio de Sá) http://lattes.cnpq.br/3523665869876424 Orientador(a): Prof(ª). Andréa Girlene Barreto Alves Departamento ou instituição de ensino (Universidade/Faculdade) Link para o Currículo Lattes ou ORCID RESUMO O projeto aqui apresentado é um estudo de caso e tem como tema a utilização das ferramentas BIM ( Building Information Model) no projeto arquitetônico, as ferramentas a serem utilizadas são o Autodesk Robot e o Autodesk Revit, ferramentas essas que podem ser encontradas no site oficial da Autodesk, as mesmas são utilizadas para o desenvolvimento de um projeto contribuindo diretamente para a eficiência e rapidez na execução de projeto na construção civil, sendo ferramentas diferentes, cada uma tem suas limitações e métodos de utilização. Tendo ciência disso, este estudo de caso fará uma análise de cada ferramenta, uma comparação entre as mesmas e irá expor os resultados. A construção civil sempre busca o equilíbrio entre rapidez e eficácia afinal é preciso cumprir os prazos, a melhor forma de fazer isso é utilizando a tecnologia, as ferramentas que a mesma traz consigo proporciona resultados bem satisfatórios, pois, apresentam condições de realizar diversas atividades com um menor índice de erro, estar contra esta tecnologia é estar contra a evolução. Tendo conhecimento de sua funcionalidade diversos problemas podem ser evitados, pois irão apontar erros de projeto que dificilmente seriam previstos sem tais ferramentas, tornando possível fornecer soluções antes mesmo da execução do projeto. Palavras-chaves: Construção civil, Projetos, Tecnologia, Softwares. 6 ABSTRACT The project presented here is a case study and has as its theme the use of BIM (Building Information Model) tools in architectural design, the tools to be used are Autodesk Robot and Autodesk Revit, tools that can be found on the official website from Autodesk, they are used for the development of a project, directly contributing to the efficiency and speed of project execution in civil construction, being different tools, each one has its limitations and methods of use. Aware of this, this case study will analyze each tool, compare them and expose the results. Civil construction always seeks a balance between speed and efficiency, after all, it is necessary to meet deadlines, the best way to do this is using technology, the tools that it brings with it provides very satisfactory results, as they are able to carry out various activities with a lower error rate, to be against this technology is to be against evolution. Having knowledge of its functionality, several problems can be avoided as they will point out design errors that would hardly be foreseen without such tools, making it possible to provide solutions even before the project is executed. Keywords: Civil construction, Projects, Technology, Software. 7 1. INTRODUÇÃO A área da engenharia está em evolução constante, isto é fato, os métodos evoluem, diversas melhorias com o objetivo de tornar um processo mais rápido, prático e eficaz. No passado, os projetos eram feitos à mão em pranchetas de desenho técnico, passaram-se os anos e os softwares ocuparam este lugar, tornando os projetos melhores, mais práticos e com um tempo de conclusão bem menor, esta tecnologia chama-se CAD (Computer-aided design). No início, projetos em CAD se limitavam ao 2D, mas, uma década após seu lançamento isso mudou, como a evolução é um processo que não para, surgiu a modelagem 3D e como consequência, soluções inovadoras, como as ferramentas BIM (Buildinginformation model). Mas, quais são os benefícios que estas ferramentas podem trazer para a construção civil? O BIM não é apenas um software, mas sim um conceito de virtualização, modelagem e gerenciamento de atividades pertencentes a projetos/construções de obras de engenharia. Segundo a CBIC (2016) “os softwares BIM localizam automaticamente as interferências entre os objetos que compõem o modelo. Esta funcionalidade é conhecida como clashdetection”. Este conceito está cada vez mais presente o cenário da construção civil, principalmente por sua gestão de projetos e por sua compatibilização entre eles. Porém, muitos projetistas se limitam a projetos em 2D, ou por receio de utilizar tal ferramentas, ou por achar que não é necessário inovações, pois já acham as ferramentas CAD muito completas, também por dominarem essas ferramentas preferem continuar em sua zona de conforto, e por esse pensamento poderão ter problemas na execução de suas obras, ou na gestão das mesmas, problemas esses que as ferramentas BIM poderiam prever, e fornecer soluções antes mesmo da execução do projeto e consequentemente economizar tempo de dinheiro. Para Eastman (2014, p. 13) BIM é “uma tecnologia de modelagem e um conjunto associado de processos para produzir, comunicar e analisar modelos de construção” Com as ferramentas BIM, você não ficará limitado a apenas linhas, pois terá uma visão em 3D de como ficará o projeto, oferecem também suporte ao projeto ao longo de suas fases, proporcionando uma melhor análise e controle comparado aos processos manuais, pois, é possível desenvolver e executar diversos estágios 8 em um mesmo ambiente é um conceito que certamente vale a pena aplicar, pois, une praticidade, eficácia e inegavelmente é um processo mais ágil. 1.1. PROBLEMA Assim como novos anos chegam, novas tecnologias também, por isso é imprescindível que projetistas e engenheiros estejam de braços abertos para novas tecnologias. Porém, ainda há certa resistência com as tecnologias atuais, tanto pelo custo desses softwares como pelo fato de não aceitar a evolução, pois, tendo ótimos resultados com os métodos que usam acabam achando que não é necessária a evolução e consequentemente acabam tendo complicações em seus projetos ou até mesmo na execução de suas obras. Neste caso, quais os benefícios tecnológicos que o software Revit pode trazer para a construção civil? 1.2. OBJETIVO GERAL Apresentar uma proposta de aplicação da metodologia BIM na construção civil, visando fornecer os benefícios desta metodologia, e com isso, mostrar que essas ferramentas são o futuro da engenharia. 1.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Estudar a plataforma BIM e os seus principais Softwares, com destaque no Revit e no Robot Structural Analysis. Fazer uma breve demonstração da utilização dos programas Autodesk Revit e Autodesk Robot Structural Analysis, priorizando as partes arquitetônica e estrutural. Expor os benefícios da metodologia BIM em projetos de engenharia civil. 1.4. JUSTIFICATIVA O projeto aqui apresentado tem como propósito solidificar a relevância dos softwares no ramo da engenharia civil, destrinchar suar ferramentas com o intuito de demonstrar a forma de uso dos mesmos, consequentemente tornando o seu uso mais simples, desta forma colaborando com o tema proposto e 9 apresentando uma das principais inovações tecnológicas na área. Antepondo a área da construção civil com artifícios inovadores, à vista disso oferecendo um maior controle na execução e uma maior economia não só de tempo, mas também de materiais e de custos operacionais. A primordial ferramenta utilizada para este segmento são os programas, objetivando avaliar o que existe no mercado dos softwares, demonstrar a facilidade de projetar que estes programas proporcionam na engenharia civil. Um dos muitos motivos para a utilização desses programas é a sua diminuição de custos que sua utilização fornece. 2. METODOLOGIA A elaboração deste trabalho se deu pelo seguinte método, revisão bibliográfica em livros ligando a engenharia civil com as inovações tecnológicas envolvendo a área e artigos científicos, que salientam a importância dos avanços tecnológicos e demonstram de forma positiva no setor da construção. Entretanto, para um melhor discernimento foram feitas pesquisas e demonstrações destes softwares. Com base nestas pesquisas, busca-se conhecer as inovações tecnológicas e demonstrar os benefícios da plataforma BIM. A pesquisa está estruturada por etapas, como: as conceituações dos softwares e suas aplicabilidades contidas nas ferramentas do Robot e Revit. 3. REFERENCIAL TEÓRICO O conceito BIM pode parecer novo, porém, o processo de trabalho envolvendo essa metodologia já tem mais de 30(trinta) anos. A abstração mais antiga já documentada foi um modelo de trabalho chamado “Building Description System”, este protótipo foi publicado por Chuck Eastman, na universidade de Carnegie Mellon, em 1975. A importância do conceito BIM corresponde à veracidade de diminuir o custo do projeto, aumentar a produtividade e qualidade, diminuir o tempo de entrega e evitar desperdícios (AZHAR, 2011). A fase inicial de um projeto utilizando a metodologia BIM é a simulação virtual de uma construção, expondo detalhadamente a mesma, tornando possível visualizar erros e fazer modificações se for necessário, após o término desta etapa 10 são geradas informações que servirão de apoio para as atividades de design, compras, cronograma de obra, fabricação e também a própria construção. Segundo Eastman (2014), o uso adequado do BIM causa grandes mudanças nos relacionamentos dos envolvidos, no empreendimento e nos termos contratuais entre eles, além disso, a colaboração entre o arquiteto o empreiteiro e as outras disciplinas do projeto deverá ser feitas com maior antecedência, já que o conhecimento fornecido pelos especialistas é usado com intensidade durante a fase de projeto. Permanecendo na questão de conceito, o que difere o processo BIM e o sistema CAD tradicional é a presença da modelagem paramétrica e da interoperabilidade, enquanto o sistema CAD se limita a linhas e traços a modelagem paramétrica intenta a representação de objetos por parâmetros e regras vinculados à sua forma, fazendo também a incorporação de características e propriedades não geométricas a estes projetos. Além disso, este conceito possui uma ideia interessante de interoperabilidade, que é a capacidade de um sistema se comunicar de forma transparente com outro sistema, melhor dizendo, a habilidade de um sistema transferir e utilizar informações de maneira idêntica e eficiente entre várias organizações. Com a aplicação da interoperabilidade elimina-se a duplicidade de informações de entrada que já tenham sido geradas e dinamiza o fluxo de trabalho entre diferentes aplicativos de forma automatizada e sem obstáculos (SIMPÓSIO BRASILEIRO DE QUALIDADE DO PROJETO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2009). O conceito BIM abriu caminho para uma comunicação mais acessível, completa e concisa entre diversos especialistas envolvidos em um projeto, tornando possível a visualização do projeto por diferentes perspectivas, podendo acrescentar ou modificar informações em tempo real e muitas outras funções sem ter a necessidade de contato interpessoal entre profissionais. 3.1 A CONSTRUÇÃO CIVIL E A INOVAÇÃO TECNOLÓGICA COLIGADA O setor da Construção Civil apresenta algumas particularidades em relação aos outros setores da economia, como: natureza única de um empreendimento, vida útil longa dos produtos, dependência entre empresas e 11 dependência de outros setores industriais; além da natureza das inovações na construção majoritariamente gradual, com uma baixa frequência de inovações radicais, (Toledo, Abreu e Jungles, 2000). Farah (1992) afirma que há certa dificuldade para pequenas e médias empresas construtoras adotarem a inovação, uma vez que estas apresentam um caráter tímido, com poucos investimentos, o que as levam a não correr o risco de adotarem uma solução inovadora que venha a falhar posteriormente. Por serem softwares com um custo muito elevado, muitas empresas acabam ficando com receio de utilizarem, por medo de um possível prejuízo, consequentemente por ser uma inovação, Maravieski et al. (2008) afirmam que resistência à mudança é algo absolutamente normal e esperado em todos os seres humanos. Para os autores, a grande questão está em transformar o “desconhecido” no “conhecido”, fazendo uma ressalva sobre a importância da existência de um planejamento, de modo a minimizar a resistência. Os autores afirmam ainda que o processo de mudança é constituído de várias etapas muitas que não necessariamente são prazerosas. Fatores como “interesse próprio e limitado”, “desentendimento e falta de confiança”, “diferentes avaliações” e “baixa tolerância à mudança” deve ser ponderados na busca de um objetivo comum. Barros (1999) sugere que as inovações sejam vendidas aos clientes, de modo a evidenciar as vantagens que podem decorrer da implementação da inovação ou da nova tecnologia, seja pelo aumento da qualidade e produtividade, diminuição de desperdícios, ou ainda a redução de problemas patológicos e de custos. 3.2 COMPARAÇÕES ENTRE BIM E CAD A efetivação dos softwares CAD (Computer Aided Design), em transição ao lápis e papel, proporcionou uma melhor metodologia de trabalho e eficiência no tratamento dos projetos, tanto na criação do desenho ou na sua edição. Na utilização do sistema CAD os elementos como linhas, pontos ou textos são inseridos em um ambiente virtual por meio de vetores de coordenadas com precisão matemática. No início o CAD se limitava a objetos 2D (duas dimensões), com o tempo esses sistemas evoluíram e começaram a oferecer objetos 3D para a construção de superfícies e sólidos em um espaço tridimensional. Freitas (2014) 12 afirma que apesar desta significativa evolução, a forma de projetar em sistemas CAD não pode ser considerada uma mudança de paradigma, visto que apenas as ferramentas de desenho foram transferidas para o computador, diminuindo erros, tempo de dedicação e proporcionando maior facilidade para a aplicação de alterações necessárias, ou seja, a modelagem ficou mais eficiente, mas o resultado final manteve-se para fim de representação. Enquanto os sistemas CAD são apenas um produto, um software, a metodologia BIM é um conceito que integra diversas informações para auxiliar projetistas, engenheiros e arquitetos a ter o máximo de detalhes de um empreendimento. O BIM (Building Information Model) que em português pode ser traduzido para “Modelo de Informação da Construção” não se trata de um software específico, e sim de um conceito de virtualização, modelagem e gerenciamento das atividades inerentes ao projeto/construção de obras de engenharia. O projeto, neste novo conceito, torna-se muito mais próximo da obra real, facilitando a observação de possíveis inconformidades, como erros de projeto. A representação planificada deixa de ser o meio para o desenvolvimento do projeto e torna-se um dos fins disponíveis de representação. A diferença do BIM e do CAD é a elaboração do projeto, pelo usuário, usando objetos ao invés de apenas as linhas. O BIM contém propriedades predefinidas, ou propriedades definidas pelo usuário, que completam quantidades de material (ALDER, 2006 apud SANTOS et al., 2009). 3.3 VANTAGENS E DESVANTAGEM DO BIM Segundo Freitas, (2014), com a implementação da metodologia BIM são várias as vantagens esperadas, de forma sucinta, as principais são: Diminuição de erros de desenho; Facilidade nas modificações de projeto as quais são realizadas automaticamente em todo o modelo; Construção mais econômica e consistente; Mais ajustes na execução; Quantitativos de materiais mais precisos; Visualização 3D da estrutura; 13 Melhor compreensão visual do projeto; Melhor preparação do projeto; Modelação de objetos com definição das suas propriedades físicas;21 Facilidade na obtenção de documentos de construção (plantas, cortes, detalhes, alçados, entre outros); A estrutura é modelada uma única vez, podendo ser usada nas várias especialidades e fases do projeto; Consolidação da informação do projeto apenas num único ficheiro informático; Elevado nível da produtividade; Facilidade de concepção e percepção das várias fases de construção; Simplifica intervenções futuras no projeto Segundo Eastman et al., (2014), esta tecnologia pode dar suporte e incrementar muitas práticas do setor da construção civil. Freitas (2014) afirma que as desvantagens existentes na adoção desta metodologia passam basicamente por: Necessidade de aquisição de software; Mudança de mentalidades; Necessidade de formação dos futuros utilizadores; Necessidade de computadores mais potentes e com mais memória. Aqui podemos ver algumas de suas vantagem e desvantagens, no geral é um conceito muito vantajoso e com um futuro promissor que com certeza trará muitos benefícios para a construção civil. 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS 4.1 A UTILIZAÇÃO DE SOFTWARES QUE BENEFICIAM O ENGENHEIRO CIVIL. O setor da construção civil está em constante evolução, isto é inegável, visando sempre pela gestão de qualidade e a busca de produtividade e competitividade, elementos que sem dúvidas são essenciais para a permanência de uma empresa no mercado da construção civil. Sendo assim, a cada dia que se passa, a utilização desta tecnologia torna-se mais indispensável, e assim 14 demonstrando que não há motivos para se prender ao passado e não aceitar tais tecnologias que já são um sinônimo de um projeto bem executado. Porém, alguns empreendedores ainda mostram resistência na implantação de diversos programas devido aos seus altos custos, é até normal levando em conta o atual cenário. Mas o conjunto de benefícios que o uso de programas como o Revit traz para a construção civil desde a fase do projeto até a construção da edificação, o torna indispensável para a evolução e competitividade de uma empresa. O conceito BIM é encontrado em softwares paramétricos como o já citado Revit e o Robot Structural Analysis, que fazem a utilização da interoperabilidade, em outras palavras, são a integração para trocar informações e promover a eficiência na concepção de um projeto. A interoperabilidade é baseada na troca contínua de informações confiáveis, de alta qualidade e totalmente coordenada sobre o escopo, quantificação e custo do projeto. 4.2 Autodesk Revit 2022 O Revit tem como objetivo o desenvolvimento de projetos completos e de uma forma de mais rápida, é um software de arquitetura, urbanismo, engenharia e design que foi desenvolvido pela Charles River Software em 1997, e com o passar do tempo a Autodesk adquiriu os direitos do software. Basicamente o Revit abrange as áreas de arquitetura, estruturas tanto em concreto como metálicas e sistemas, sendo possível criar a estrutura da edificação e todos os seus sistemas complementares como hidráulica, elétrica, entre outros, sendo capaz de exercer interação de todos os projetos e informações em um só arquivo e ainda ter a visualização em 3D do projeto, tudo isso ainda na etapa de concepção do projeto, assim trazendo mais rapidez e exatidão. Por se tratar de um modelo virtual, é possível utilizar informações reais para analisar conflitos de projeto, realizar estudo de insolação, uso de energia, entre outras facilidades. Os construtores do projeto têm a facilidade de simular várias opções de construção, economizando material e tempo de obra (NETTO, 2016). 15 Figura 1: Visão 3D do projeto Fonte: Autor (2021) Figura 2: Demonstrativo da visão 3D do projeto estrutural no Revit Fonte: Autor (2021) 16 Figura 3: Exemplo de tabela de quantitativos gerado pelo Revit Fonte: Autor (2021) 4.3 Robot Structural Analysis e sua interoperabilidade com o software Revit. O robot é um software de análise estrutural muito avançado que permite fazer análises tanto lineares quanto não lineares e dimensionamentos em estruturas de concreto armado, estruturas em madeiras e estruturas metálicas. É considerado um dos melhores programas de análise estrutural por sua abrangência de tipos de projetos e por conta de sua integração com o Revit, oferecendo aos engenheiros calculistas e projetistas uma maior facilidade de calcular armaduras, esforços do pilar, cargas de vento e fazer as devidas correções. O ponto negativo desse programa é uma referência à norma brasileira, pois ela não vem inserida no programa, é preciso configurá-lo conforme a NBR 6118, pois ele utiliza o EUROCODE como forma principal de análise, após fazer os ajustes é possível utiliza-lo atendendo a NBR. Tendo 17 Figura 4: Demonstrativo da vista 3D do projeto no Robot Fonte: Autor (2021) Figura 5: Demonstrativo de armadura no Robot Fonte: Autor (2021) 18 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Para acompanhar o constante avanço no setor da construção civil é necessário que os profissionais estejam cada vez mais qualificados para que possam apresentar eficiência nos resultados em sua empresa devido a alta competitividade do mercado. Portanto, é nítida a importância da prática da compatibilização de projetos pois resulta em um processo construtivo mais eficaz, evitando gastos desnecessários e desperdícios na fase de execução. Após demonstrar tantas vantagens que a metodologia BIM oferece, é nítido que esta metodologia e suas ferramentas vieram para transformar a forma de planejar e projetar no cenário nacional da construção civil, sempre frisando a qualidade e a agilidade. Com a utilização dos softwares Revit e Robot, mesmo que de uma forma resumida, foi possível demonstrar um pouco de como funciona a metodologia BIM e os softwares aqui mencionados. Conclui-se que a dificuldade ao acesso de tais softwares é nítida, pois se tratam de ferramentas com um custo muito elevado, e como resultado, a qualificação é pouco oferecida, tanto no meio acadêmico quanto no profissional, e consequentemente isso acaba atrasando o processo de evolução na construção civil. 19 REFERENCIAL ALVES, C. M., & et al. O que são os BIM? 2012. Mestrado Integrado em Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia Da Universidade Do Porto. Porto, Portugal. ALMEIDA, M. R. B. Análise da interoperabilidade aplicada ao projeto BIM de Estruturas Metálicas. 2015. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Porto, Portugal AUTODESK. Programa de engenharia civil. Disponível em:. Acesso em Novembro de 2021. EASTMAN, C. et al. Manual de BIM. Um guia de modelagem da informação da construção para arquitetos, engenheiros, gerentes, construtores e incorporadores. Editora Bookman, Porto Alegre, 2014. EASTMAN, Chuck; TEICHOLZ, Paul; SACKS, Rafael e LISTON, Kathellen. BIM handbook: um guia de modelagem da informação da construção para arquitetos, engenheiros, gerentes, construtores e incorporadores. 1 ed. Porto Alegre, Bookman, 2014. FREITAS, Gonçalo Andrade Freitas. Metodologia BIM – uma nova abordagem, uma nova esperança. Dissertação de Mestrado, Universidade da Madeira, 2014. MENEZES, Gilda Lúcia. Breve histórico de implantação da plataforma BIM. Cadernos de Arquitetura e Urbanismo, v.18, n.22. Rio Grande do Norte, 2011.
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