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UNIVERSIDADE VILA VELHA ARQUITETURA E URBANISMO JÉSSICA PEREIRA DOS SANTOS A VIABILIDADE DO USO DA PLATAFORMA BIM NO PLANEJAMENTO VILA VELHA 2018 JÉSSICA PEREIRA DOS SANTOS A VIABILIDADE DO USO DA PLATAFORMA BIM NO PLANEJAMENTO Trabalho de Conclusão de Curso, submetido à Universidade Vila Velha como requisito parcial à obtenção do grau de Arquiteta e Urbanista. Orientador Profº. Augusto Cezar Gomes Braga. Vila Velha 2018 JÉSSICA PEREIRA DOS SANTOS A VIABILIDADE DO USO DA PLATAFORMA BIM NO PLANEJAMENTO Trabalho de Conclusão de Curso, submetido à Universidade Vila Velha como requisito parcial à obtenção do grau de Arquiteta e Urbanista. Aprovado em de de 2018. COMISSÃO EXAMINADORA Profº. Augusto Cezar Gomes Braga Universidade Vila Velha Orientador Profª. Andréia Fernandes Muniz Universidade Vila Velha Engª. Denilson Mazzocco “Seja você quem for, seja qual for a posição social que você tenha na vida, a mais alta ou a mais baixa, tenha sempre como meta muita força, muita determinação e sempre faça tudo com muito amor e com muita fé em Deus, que um dia você chega lá. De alguma maneira você chega lá.” Ayrton Senna RESUMO O planejamento na construção civil atua como uma importante e indispensável ferramenta para o gerenciamento e controle das atividades decorrentes de uma obra, visto que, um planejamento inadequado pode gerar resultados negativos para o sucesso do empreendimento, como o aumento nos custos e não cumprimento dos prazos. Devido a necessidade de ter um bom planejamento para se alcançar as metas esperadas, surgiram softwares capazes de auxiliarem na gestão de um projeto, onde utilizam o conceito do Modelo de Informação da Construção (Building Information Modeling – BIM) para realizar atividades de planejamento, orçamento, desenvolvimento de projeto, modelagem, execução de obras, simulações e entre outros. (BIM, 2015). Com esta tecnologia, é possível gerar um conjunto de informações que serão mantidas em todas as fases até a conclusão da obra, dessa forma, tem uma maior a agilidade no projeto e otimização em todo o processo, pois o banco de dados criado, pode ser acessado a qualquer momento. Mediante à isso, esta pesquisa apresenta em seu referencial teórico o processo do planejamento abordando um pouco mais afundo os seus conceitos. Aliado à essas teorias, o trabalho aborda a plataforma BIM aplicada a otimização da metodologia de todas as fases do projeto e de seu planejamento. O objetivo do trabalho é estudar a viabilidade da tecnologia BIM, identificando as vantagens de se utilizar os sofwtares Revit e Navisworks, da Autodesk, pertencentes à plataforma, para isso o estudo é feito com base em um projeto já existente (não autoral), mas ainda não executado. Palavras Chave: Planejamento, BIM, Tecnologia, Construção, Projeto. ABSTRACT The planning in civil construction acts as an important and necessary tool for the management and control of activities resulting from a civil work, since inadequate planning can generate negative results for the success of the enterprise, such as increased costs and non-compliance with deadlines. Due to the need to have a good planning to achieve the expected goals, software’s was developed to assist in the management of a project, where they use the Building Information Modeling (BIM) concept to carry out planning, budgeting, project development, modeling, execution of civil works, simulations and among others. (BIM, 2015). With this technology, it is possible to generate a set of information that will be maintained in all phases until the conclusion of the civil work, in this way, it has a greater agility in the design and optimization throughout the process, because the created database can be accessed at any time. Through this, this research presents in its theoretical referential the planning process approaching a little deeper into its concepts. Allied to these theories, the work approaches the BIM platform applied to the optimization of the methodology of all phases of the project and its planning. The objective of this work is to study the feasibility of BIM technology, identifying the advantages of using Autodesk's Revit and Navisworks software, for which the study is based on an already existing (non-author) project, but not yet executed. Keywords: Planning, BIM, Technology, Construction, Project. LISTA DE FIGURAS Figura 1 Ciclo do planejamento.......................................................................................................... 4 Figura 2 Cronograma de Gannt ........................................................................................................ 9 Figura 3 Curva ABC ........................................................................................................................... 14 Figura 4 Caminho crítico ................................................................................................................... 18 Figura 5 Linha de balanço de um edifício vertical ......................................................................... 20 Figura 6 Gráfico de Gantt no Ms Project ........................................................................................ 21 Figura 7 Configuração da Curva S .................................................................................................. 22 Figura 8 Dimensões do BIM ............................................................................................................. 26 Figura 9 Framingham State University ............................................................................................ 32 Figura 10 Shopping Vila Velha ......................................................................................................... 33 Figura 11 Poliestireno Expandido .................................................................................................... 37 Figura 12 Exemplo de construção em ICF ..................................................................................... 38 Figura 13 Planta baixa projeto.......................................................................................................... 39 Figura 14 EAP ..................................................................................................................................... 42 Figura 15 Relações de precedência ................................................................................................ 42 Figura 16 Composição de materiais ................................................................................................ 43 Figura 17 Exemplo da quantificação de materiais no Navisworks ............................................. 44 Figura 18 Planilha orçamentária ...................................................................................................... 45 Figura 19 Grafico de Gantt, datas e custos .................................................................................... 46 Figura 20 Planejado x Executado .................................................................................................... 46 Figura 21 Total acumulado em tempo real ..................................................................................... 47 LISTA DE TABELA Tabela 1 Atividades, Atividades Precedentes e Duração Estimada .......................................... 17 Tabela 2 Pontos fracos e fortes dos principais softwares BIM ................................................... 27 Tabela 3 Principais plataformas para o BIM 4D ............................................................................29 Tabela 4 Compartimentos do projeto .............................................................................................. 39 Tabela 5 Processo construtivo ......................................................................................................... 40 SUMÁRIO CAPITULO 1 – INTRUDOÇÃO ................................................................................................................... 1 1.1 Justificativa .............................................................................................................................. 2 1.2 Objetivo ......................................................................................................................................... 2 1.2.1 Objetivo Geral ........................................................................................................................ 2 1.2.2 Objetivos Específicos .............................................................................................................. 2 1.3 Metodologia ............................................................................................................................ 3 CAPITULO 2 – REFERENCIAIS TEÓRICOS .................................................................................................. 4 2.1 Planejamento ................................................................................................................................ 4 2.1.1 Deficiências ............................................................................................................................ 6 2.1.2 Tipos ....................................................................................................................................... 7 2.1.3 Etapas ..................................................................................................................................... 8 2.2 Orçamento .................................................................................................................................. 10 2.2.1 Grau de detalhe do orçamento ............................................................................................ 10 2.2.2 Composição de Custos ......................................................................................................... 12 2.2.3 Custo direto e indireto ......................................................................................................... 12 2.2.4 Benefício e Despesa Indiretas .............................................................................................. 13 2.2.5 A Curva ABC como ferramenta de controle de custos ......................................................... 13 2.2.6 Cronograma Físico Financeiro .............................................................................................. 15 2.3 Técnicas de Programação ............................................................................................................ 16 2.3.1 PERT/CPM – O Método do Caminho Crítico ........................................................................ 16 2.3.2 Linha de Balanço .................................................................................................................. 19 2.3.3 Diagrama de Gantt ............................................................................................................... 20 2.4 O Sistema da Curva S ................................................................................................................... 22 CAPITULO 3 – PLATAFORMA BIM .......................................................................................................... 24 3.1 A evolução do BIM ...................................................................................................................... 25 3.2 Dimensões da plataforma BIM .................................................................................................... 26 CAPITULO 4 – ESTUDOS DE CASOS........................................................................................................ 31 4.1 O uso da plataforma BIM no auxilio de tomada de decisões - Framingham State University.... 31 4.2 Gerenciamento da construção do Shopping Vila Velha .............................................................. 33 CAPITULO 5 – DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA ....................................................................... 36 5.1 Escolha do projeto ....................................................................................................................... 36 5.2 Processo construtivo ................................................................................................................... 36 5.3 Desenvolvimento no BIM ............................................................................................................ 38 5.4 Resultados encontrados .................................................................................................................. 47 CAPITULO 6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................. 48 REFERENCIAS ......................................................................................................................................... 49 ANEXOS ................................................................................................................................................. 52 Anexo A Cronograma Físico do Shopping Vila Velha ........................................................................ 53 Anexo B Curva S do Shopping Vila Velha .......................................................................................... 57 Anexo C Projeto completo – Planta Baixa ........................................................................................ 58 Apêndice A Planilha orçamentária .................................................................................................... 60 Apêndice B Cronograma físico financeiro ......................................................................................... 65 1 CAPITULO 1 – INTRUDOÇÃO As empresas dos mais diversos setores industriais vêm passando por mudanças associadas à evolução dos aspectos tecnológicos. Do ponto de vista do mercado, a globalização da economia deu origem a novos negócios o que estimulou o desenvolvimento de pequenas empresas. Dentro da competição tecnológica, a produtividade e competitividade, prezando sempre pela qualidade do produto final, viraram elementos necessários para a sobrevivência das empresas no mercado (MELHADO, 2005). Todas essas mudanças refletem-se diretamente na construção civil, isso porque esse setor busca cada vez mais a eficiência produtiva. Sendo assim, as empresas construtoras vêm sendo pressionadas a alterarem seus respectivos processos de produção com o objetivo de reduzir custos para viabilizarem seus empreendimentos, portanto, as construtoras reagiram usando estratégias diversas até chegarem à racionalização da produção. Paralelamente a esse fato, a produtividade e as técnicas ganharam importância devido aos custos crescentes da mão de obra e ao aumento das exigências dos compradores (MELHADO, 2005). Entretanto, a qualidade do produto final não é somente resultado das cautelas relacionadas a todo o processo de produção, onde envolve materiais, mão de obra e controle dos serviços. A qualidade dos projetos, juntamente com um bom planejamento prévio da obra torna-se essencial para potencializar a competitividade e desempenho da produção, garantindo resultados positivos para todo o ciclo de vida do empreendimento. O bom planejamento de um projeto garante ao longo do tempo de concepção, execução e finalização a garantia de que as atividades inicialmente propostas estejam sendo executadas dentro das diretrizes e prazosjá estabelecidos (SILVA, 2014). Devido a essa necessidade, softwares com a tecnologia Modelo de Informação da Construção (BIM) foram criados para auxiliar o gestor em todo o processo, desde o projeto, até ao planejamento, orçamento, execução de obra, estudo de viabilidade e modelagem (BIM, 2015). Com este recurso é possível garantir uma maior agilidade e 2 otimização, pois o software pula etapas que normalmente seriam feitas manualmente, além de minimizar os erros no decorrer da obra. 1.1 Justificativa Uma significativa parcela responsável pelas perdas da eficiência da construção civil está nas falhas encontradas no planejamento, dessa forma, um bom planejamento é necessário para que a obra se torne lucrativa e atenda aos prazos estimados. Sem o planejamento é comum ocorrerem gastos inesperados e gerar retrabalhos que influenciam diretamente no sucesso do empreendimento. A plataforma BIM permite funcionalidades que elevam ainda mais os níveis de confiabilidade dos projetos e planejamentos, isto porque é possível ter um banco de dados para cada projeto do inicio ao fim, podendo ser alterado em qualquer fase da obra. Dessa forma o trabalho vai focar na utilização das ferramentas BIM voltada para o planejamento da construção afim de otimizar tempo nesta etapa do projeto e minimizar erros. 1.2 Objetivo 1.2.1 Objetivo Geral O objetivo geral do trabalho é desenvolver um cronograma físico financeiro tendo como base os recursos oferecidos pela plataforma BIM, com o uso dos softwares Revit Arquitecture e Navisworks, voltados para o planejamento de obras, afim de provar a otimização de todo o processo construtivo. 1.2.2 Objetivos Específicos Estudar as etapas do planejamento de obras; Compreender a importância do uso de softwares no planejamento. Identificar as principais funcionalidades do BIM no setor da construção. 3 Apresentar ferramentas de planejamento obtidas com a plataforma BIM. Verificar a viabilidade da tecnologia ICF para habitações sociais alinhada ao planejamento em BIM. 1.3 Metodologia A pesquisa foi desenvolvida em 6 capítulos: No capitulo 1 o tema foi introduzido, com as justificativa para a realização do trabalho, assim como os objetivos. No capitulo 2 foi abordado os referenciais teóricos, explicando conceitos e técnicas de planejamento. No capitulo 3 o conceito da plataforma BIM foi abordado voltado para o planejamento 4D e 5D. No capitulo 4 foram realizados dois estudos de caso sobre o tema, o primeiro com um exemplo de uma obra que obteve sucesso utilizando a plataforma, e o segundo um exemplo com o mal planejamento resultando em uma obra atrasada e com muitos problemas. No capitulo 5 houve o desenvolvimento da metodologia, neste capitulo foram relatados os passos para os planejamentos 4D e 5D e os resultados finais (tempo, custo, planilhas) do projeto No capitulo 6 são as considerações finais, apresentando a conclusão do trabalho. 4 CAPITULO 2 – REFERENCIAIS TEÓRICOS 2.1 Planejamento Segundo Goldman (2004), o planejamento é um dos principais responsáveis para o sucesso de qualquer empreendimento devendo adaptar informações e aplica-las na construção. A Figura 1 ilustra o sistema de planejamento conforme a teoria de Laufer e Tucker, onde o primeiro passo são tomadas as decisões referente ao nível de detalhamento, a frequência de replanejamento e ao grau e controle que será efetuado. Logo após é feito uma Reunião da Informação, onde ocorre a coleta de informações necessárias para realizar o planejamento como plantas, contratos, especificações, condições de canteiro e a tecnologia que será utilizada (VISIOLI, 2002). Figura 1 Ciclo do planejamento Fonte: VISIOLI, 2002 Em seguida é feita uma Preparação de Planos sendo a etapa que mais recebe atenção dos responsáveis pelo planejamento, pois será necessário escolher a técnica que melhor se apropria para a preparação de planos da construção. Geralmente as técnicas mais utilizadas são as baseadas no método do caminho crítico e diagrama de Gantt (VISIOLI, 2002). É importante que na etapa de Difusão da Informação, a informação seja transmitida aos usuários de acordo com suas necessidades, sendo o responsável pelo 5 planejamento por escolher o melhor método para transferir e para quem deve transmitir. A ultima fase, é a Avalição do Processo de Planejamento, ou seja, a mensuração dos dados obtidos, torna-se como base para os próximos empreendimentos (VISIOLI, 2002). A primeira e a última fase ocorrem em período específico na empresa, quando há novas construções ou no término da construção. Todavia, as fases intermediárias devem ser realizadas continuamente durante toda a obra (VISIOLI, 2002). Laufer e Tucker (1987) afirmam que a principal função do planejamento é controlar o empreendimento, entretanto, possui cinco funções no seu processo: Execução: É a primeira função do planejamento e tem como objetivo orientar que a maneira que os planos são especificados, e assim, é a forma de orientação e a de procedimentos para a qual se direciona a produção. Previsão: É aonde é projetado as realizações para o futuro, baseando-se em dados passados. Coordenação: Devido ao alto grau de interdependência entre as equipes de produção na construção, a função de coordenação é importante pois facilita a comunicação entre níveis gerenciais e as diversas partes envolvidas no projeto. Controle: Deve avaliar o desempenho, para enquanto houver, tempo como mudar o caminho através de ações corretivas. Otimização: Envolve as estratégias alternativas utilizadas dentro do empreendimento, com o objetivo de aumentar a eficiente dos processos de produção. O Project Management Institute, conhecido como PMI, é um instituto com o objetivo de normalizar os conceitos de projetos, controle, gerenciamento e atividades utilizando o PMBOK, na qual refere-se a todo o somatório de conhecimento dentro da área de gerencia de projetos. O gerenciamento de projetos é uma atividade complexa que com uma má administração pode gerar grandes problemas, por isso ter o controle do projeto através de uma metodologia adequada é a forma mais eficaz de garantir o sucesso (ALMEIDA, 2018). 6 2.1.1 Deficiências O engenheiro Mattos (2010) relata que as deficiências no planejamento estão entre as principais causas da baixa produtividade, das elevadas perdas e da baixa qualidade dos produtos. Muitas empresas, principalmente as de médio e pequeno porte, contam somente com as experiências de seus profissionais para cumprir prazos e orçamentos, deixando o planejamento em segundo plano e fazendo apenas um improviso, e aponta as principais causas das deficiências no planejamento das obras civis: Planejamento e controle como atividades de um único setor - O planejamento deveria ser visto como um processo para permear toda a empresa, porém, “[...] o planejamento e o controle muitas vezes são confundidos com o trabalho isolado de um setor da empresa ou com a simples aplicação de técnicas para a geração de planos.” (Mattos, 2010, p.25). As informações de progresso devem ser transmitidas desde ao diretor ao almoxarife. Descrédito por falta de certeza nos parâmetros – A incerteza é inerente ao processo de construção devido à variabilidade do produto e das condições locais, da natureza dos processos de construção e até mesmo a falta de domínio das empresas. Dessa forma, o planejamento deveria ser visto como um exercício técnico para prever os impactos das atividades (MATTOS; 2010). Planejamento excessivamente informal - A informalidade reside ao hábito das ordens transmitidas pelos engenheiros e mestres, serem interpretadas como planejamento. Logo, perde-se os conceitos de planejamento a logo prazo, sendo obstruído pelo imediatismo das atividadesde curto prazo. Acarretando a utilização ineficiente de recursos humanos e materiais (MATTOS; 2010). 7 Mito do tocador de obras - A supervalorização do tocador de obras é o engenheiro que tradicionalmente toma a frente de tomada de decisões rápidas com base apenas nas experiências, sem o devido planejamento (MATTOS;2010). 2.1.2 Tipos Laufer e Tucker (1987) afirmam que planejamento é um processo administrativo extremamente importante para o gerenciamento da construção e o detalha em três níveis: estratégico, tático e operacional. O planejamento estratégico, ou de longo prazo, ou considera como horizonte de tempo todo o período da obra, dessa forma possui maior incerteza associada, já que há um período de tempo relativamente grande entre a elaboração do planejamento e a finalização da obra. Este tipo de planejamento tem como produto final um plano enfocando somente datas importantes, como as datas de entrega, conclusão e tarefas criticas. São tomadas decisões menos detalhadas como: quais serão os objetivos do empreendimento, qual produto deverá ser produzido e quais processos tecnológicos serão utilizados (LAUFER, apud KNOLSEINSEN, 2003, p.53). O planejamento tático, ou de médio prazo, envolve um horizonte de tempo menor comparado ao estratégico, sendo geralmente de 4 semanas, portanto, o nível de detalhamento é maior. A sua principal função é ligar o planejamento estratégico ao operacional, porém existem outras funções como (FILHO, apud PIRES, 2014, p.7): Atualizar e revisar o plano de longo prazo da obra; Desenvolver métodos para a execução do trabalho; Decompor o plano de longo prazo em pacotes de trabalho; Estabelecer uma sequência do fluxo de trabalho da melhor forma possível, de maneira a facilitar o cumprimento dos objetivos do empreendimento; Identificar com mais precisão a carga de trabalho necessária e a quantidade de recursos requerida para atender o fluxo de trabalho estabelecido. 8 No planejamento operacional, ou de curto prazo, o nível de detalhamento é muito maior que os anteriores, visto que, as incertezas são menores. Neste tipo de planejamento é possível elaborar planos para todas as atividades das obras, sendo necessária uma melhor programação da sequência das equipes, assim como uma avaliação da disponibilidade de recursos como materiais, mão de obra e equipamentos. Dessa forma, devem ser atribuídas tarefas sequenciadas para a equipe de produção da obra esteja bem orientada quanto às metas a serem atingidas. Em resumo, as tomadas de decisões desse nível envolvem o controle de materiais e a delegação de tarefas (PIRES, 2014). 2.1.3 Etapas As etapas do planejamento de uma obra tem inicio ao identificar as atividades a serem realizadas, ou seja, consiste na identificação de todas as atividades que irão integrar o planejamento, ou seja, as atividades que comporão o cronograma da obra. Dessa forma, é uma etapa que requere muita atenção para não deixar de contemplar nenhum serviço (MATTOS, 2010) Em seguida é preciso definir as durações das atividaes, a quantidade de tempo, seja em horas, dias semanas ou meses, que demora para ser executada. Entretanto, geralmente a duração das demais atividades depende da quantidade de serviço, da produtividade e da quantidade de recursos alocados, portanto, cabe ao planejador definir quais são as prioridades das atividades e adota-la na montagem do cronograma. (MATTOS, 2010). É importante identificar a precedência das atividades, ou seja, a ordem que precisam ser executada para dar inicio à outras atividades. Consiste na sequencia das atividades. É preciso analisar as particularidades dos serviços, para então, cada atividade ser atribuída suas predecessoras imediatas, ou seja, cada atividade só pode ser iniciada quando sua anterior tiver sido concluída, basicamente relação término-inicio (MATTOS, 2010). Após ser estabelecido a sequencia das atividades e a duração de cada uma, é necessário a representação gráfica das atividades e suas dependências lógica, e 9 isso ocorre por meio de um diagrama de rede. O diagrama permite uma melhor visualizar do inter-relacionamento entre as atividade, por isso é utilizada para o calculo do das folgas e caminho crítico (MATTOS, 2010). A partir da realização do diagrama, pode-se identificar a duração total da obra. A sequencia que tiver o tempo mais longo, é nomeada como atividades críticas, logo, o caminho que as une constitui o caminho crítico, sendo representado no diagrama por um traço mais forte para uma melhor identificação (MATTOS, 2010). O produto final do planejamento é o cronograma, pois é uma importante ferramenta de gestão por apresentar de maneira fácil, a posição de cada atividade ao longo do tempo (MATTOS, 2010). Enquanto um atraso na atividade critica prolonga a duração de um projeto, as atividades não críticas tem mais tempo disponível para sua execução do que sua própria duração, dessa forma, as datas de inicio e fim tem mais flexibilidade. Isto significa que caso essas atividades atrases, o projeto não será prejudicado, como na Figura 2, mesmo se a alvenaria não conseguir acabar no dia 09, pode ser concluída até o dia 1, esse fato ocorre também para o telhado e esquadrias. Este período de tempo que uma atividade pode dispor além da duração planejada é chamado de folga (MATTOS, 2010). Figura 2 Cronograma de Gannt Fonte: MATTOS, 2010 10 2.2 Orçamento Tendo em vista um mercado cada vez mais competitivo e um consumidor sempre focado em diminuir ao máximo seus gastos, qualquer empreendimento requer um estudo de viabilidade econômica, um orçamento detalhado e um rigoroso acompanhamento físico financeiro da obra (KNOLSEISEN, 2003). O engenheiro Ronaldo Coêlho (2001) afirma que os orçamentos para obra de construção civil compreendem o levantamento da quantidade de serviços, assim como seus respectivos preços, onde devem ser apresentados em uma planilha que deve constar a descrição dos serviços com suas unidades de medidas e quantidades, composição dos preços unitários envolvendo mão de obra e materiais e, preferencialmente, o valor total por item e o valor global da obra. Para a execução de um orçamento de obras, é necessário um estudo do memorial descritivo do empreendimento, que deve conter o caderno de especificações de todos os materiais a serem utilizados, assim como todos os projetos, arquitetônico e complementares (COELHO, 2001). 2.2.1 Grau de detalhe do orçamento Para a concepção dos orçamentos, utilizam-se tabelas de apoio, fruto de estudos regulamentados pelos governos federais e estaduais, além de comparações com orçamento de obras do mesmo porte já realizadas. De acordo com Mattos (2006) os tipos de orçamentos básicos utilizados na construção civil são: Estimativa de Custos Este tipo de orçamento é uma avalição expedita que pode ser realizada após a comparação com projetos similares e a partir de índices genéricos. Para as edificações o indicador normalmente utilizado na fase de estudo de viabilidade e anteprojeto é o custo unitário por metro quadrado construído, sendo o mais utilizado o Custo Unitário Básico (CUB) (MATTOS, 2006). 11 O CUB é o principal índice do setor da construção e representa o custo da construção por m² de diferentes padrões de imóveis. Este índice reflete os preços atualizados mensalmente pela Sinduscon de materiais, mão de obra, equipamentos e despesas administrativas. No Espirito Santo, essa apuração mensal é feita pelo Sinduscon-ES e por ser tratar de um parâmetro médio, no valor do CUB é desconsiderado os custos referentes ao valor do terreno, fundações, paisagismo, elevadores, instalações, impostos, obras complementares, honorários e etc. Entretanto é importante ressaltar a diferença entre CUB e índice CUB, sendo o primeiroum valor em reais, por m² da construção. Já o Índice CUB é a variação dos mês anterior e o mês atual, sendo representado por um percentual. (MUNIZ, 2016). Outro índice muito utilizado é o Custo Unitário PINI de Edificações (CUPE), este, é uma referencia paralela ao CUB, e o ocorre por meio da atualização do orçamento do projeto de cada tipo de obra, sendo calculado os preços de todos os insumos (material, mão de obra e equipamento). Esta apuração é feita pela PINI, e a principal diferença é o fato de no calculo ser considerado a área total construída (incluindo áreas privativas e comuns), já no CUB é calculado apenas com base na área útil (PEREZ, 2001). Orçamento Preliminar Geralmente é um orçamento mais detalhado do que a estimativa de custo, sendo realizado após o anteprojeto e antes do desenvolvimento dos projetos básicos. Nesta fase, são estimados as quantidades e os custos de pequenos pacotes de trabalho, dessa forma pode-se obter em média, por exemplo, as espessuras das lajes, da quantidade de forma e de aço que será necessário (MUNIZ, 2016). Orçamento Analítico ou Detalhado É o orçamento mais preciso para se prever o custo total de uma construção, realizado a partir de composições de custos e uma avançada pesquisa de preços dos insumos, procurando obter um valor que seja mais próximo do custo real. É realizado além do levantamento de quanto cada serviço irá gastar (levando em consideração a mão de obra, material e equipamento), são computados os custos de manutenção do canteiro, equipe técnica e de suporte da obra. Nesta fase, deve 12 estar disponíveis todos os projetos complementares, juntamente com as especificações técnicas (MUNIZ, 2016). 2.2.2 Composição de Custos A composição de custos é uma ferramenta utilizada para a elaboração de orçamentos de obras, na qual já está considerados os insumos, que são os materiais, mão de obra e equipamentos, e os encargos sociais que incidem sobre a mão de obra. Estas composições podem ser obtidas por consultas à de Tabelas de Composições (MUNIZ, 2016). A Tabela de Composições e Preços para Orçamentos, TCPO, é uma das principais referencias de custos construtivos do Brasil. O TCPO oferece informações muito utilizadas por engenheiros, arquitetos e profissionais da construção, dentre os índices fornecidos estão: CUPE – Custos Unitários PINI de Edificações, IPCE – Índices PINI de Custos de Edificações, IPCI – Índice PINI de Custos da Construção Industrializada e Índices PINI de Custos de Obras de Infraestrutura (TCPO, acesso em 09 de junho de 2018). Outra alternativa de consulta para composição de custos é o SINAPI, Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índice da Construção Civil, que tem como objetivo a informação dos índices da construção com abrangência nacional, visando a elaboração de orçamentos. O SINAPI é coordenado pelo IBGE e pela CAIXA, que mensalmente atualizam os índices baseados nos levantamentos de preços de materiais e salários pagos na construção civil para o setor habitação. (CAIXA, acesso em 09 de Junho de 2018). 2.2.3 Custo direto e indireto Segundo Mattos (2013), a definição de custo direto é todo custo diretamente associado com o serviço que está sendo orçado. Devem ser representados no cronograma financeiro que descreverá todos os insumos a serem utilizados para o serviço, inclusive os custos com a mão de obra incluindo os encargos trabalhistas, assim como as compras e alugueis de equipamentos. 13 Os custos indiretos incluem todos os custos que não é possível atribuir diretamente a um serviço, entretanto, embora não estejam incorporados à obra, suas identificações e valores são necessários por influenciam no custo final de execução. São exemplos de custo indiretos; as despesas administrativas, taxas, seguros, consultorias, salario do engenheiro, despesas com viagens e até mesmo a energia da obra (MATTOS, 2013). 2.2.4 Benefício e Despesa Indiretas Ávila & Jungles (2003) definem Benefícios e Despesas Indiretas – BDI - como um valor monetário que engloba o lucro desejado sobre um empreendimento e o somatório das despesas indiretas, incluindo os tributos. Dessa forma, deve ser levado em consideração, além do custo direto, os custos administrativos e financeiros da empresa, o lucro estimado, o risco do empreendimento e os tributos incorridos (MATTOS 2006). O calculo do BDI é feito com base em quatro principais variáveis, que seriam (MATTOS 2006): Custo Indireto (CI) = São os custos diretamente associados à obra. Valor do Risco Calculado para o empreendimento (VR) = Montante do Lucro Desejado (MLD) = Valor do benefício que a empresa almeja. Impostos (IMP) = Valores de impostos, taxas e contribuições. A partir dessas variáveis, pode-se obter a equação BDI = ƒ(CI +VR + ML + IMP). Dessa forma, considera-se o BDI como um fator que multiplicado pelo custo direto de uma obra, obtém o preço de venda. 2.2.5 A Curva ABC como ferramenta de controle de custos A Curva ABC é baseada no principio do economista Pareto, onde afirma que 20% dos fatores são responsáveis por 80% do resultado final. Este conceito se aplica 14 perfeitamente na construção civil, de forma que seja uma aliada na administração do estoque, tendo como resultado a redução de custos e desperdícios, organização de estoque e lucratividade. (LIMA, 2017). A analise ABC está dividida em 3 grupos, sendo eles organizados no seu valor de demanda e valor de consumo, ou seja, matéria prima e insumo. Dessa forma, os valores de demandas e consumos são determinados a partir da multiplicação do custo unitário ou preço de cada item pelo seu consumo ou sua demanda (LIMA, 2017). Os 3 grupos são classificados em (LIMA, 2017): Classe A: Itens que são situados no topo da tabela, sendo o grupo de materiais ou serviço que mais pesam no orçamento, significando a 50% do custo total da obra; Classe B: Itens que possuem um valor intermediário de demanda ou consumo; Classe C: Itens que possuem um valor baixo de demanda ou consumo, tendo uma relevância menor no custo final. Figura 3 Curva ABC Fonte: LIMA, acesso 22 de maio de 2018 Ao analisar a Figura 3 pode-se concluir que, os materiais e/ou serviços pertencentes à Classe A devem ter uma atenção especial, devido ao fato de que descontos mínimos possam significar grandes economias. Já aos que pertencerem à Classe B, http://2.bp.blogspot.com/-i6FyOq9jL-Q/U9v_s3ojR2I/AAAAAAAAAQs/XLbCRmPbNTw/s1600/urblogo.png 15 seus custos ainda que menores, são significativos para a economia da obra, e aos da Classe C tem menos relevância em comparação com o custo da obra. 2.2.6 Cronograma Físico Financeiro O cronograma físico financeiro é uma ferramenta capaz de associar gestão de custos com gestão de prazos. Através dela é possível visualizar os prazos das execuções de cada etapa do projeto, e concomitantemente o quanto será necessário para o desembolso financeiro das respectivas etapas. Durante a execução da obra, o Cronograma Físico Financeiro será essencial para servir de referencia para o gestor acompanhar os custos e prazos que foram planejados. De acordo com o engenheiro Marcel Ribeiro (2018), há diferenças entre o Cronograma Físico e Cronograma Financeiro. O Físico é o avanço esperado da obra em relação ao tempo que irá durar, já o Financeiro, tem como base o orçamento do projeto, ou seja, o valor dos gastos que serão necessários (RIBEIRO, 2018). Inicialmente é essencial construir a Estrutura Analítica do Projeto (EAP), pois irá ajudar a verificar se todas as etapas do projeto estão sendo contempladas. Dividir o escopo em pacotes menores é fundamental para mensurar o valor e o prazo das etapas necessárias para a iniciação, desenvolvimento e entrega (RIBEIRO, 2018).. Posteriormente é necessário sequenciar as etapas na ordem de desenvolvimentodo projeto. Nesta fase é importante levar em consideração os pacotes dependentes, ou seja, as atividades que dependem das anteriores para começar (RIBEIRO, 2018).. Em seguida, deve-se estimar o prazo e custo, pois cada pacote terá um valor e um tempo determinado para finalizar. Essa fase é desenvolvida com base nos dados históricos de projetos semelhantes que já foram realizados, para ter uma estimativa de prazo e custo para cada atividade. É importante consultar tabelas de custos (como a do SINAPI, por exemplo) para referencia mais precisa de valores (RIBEIRO, 2018). É de extrema importante ressaltar, que durante a execução da obra, é normal que cronograma sofra alterações, surgindo a necessidade de um segundo cronograma. Dessa forma, resultará no cronograma real x cronograma planejado e quanto mais 16 adesão os dois tiverem, significa que o planejamento foi melhor realizado. Caso contrário, é preciso tomar as ações corretivas instantaneamente, afim de evitar prejuízos para o projeto (RIBEIRO, 2018).. Este método é um grande aliado na fase de monitoramento e controle na execução de uma obra, de modo que, quando é bem realizado poupa tempo e otimiza recursos para o gestor tomar as decisões necessárias (RIBEIRO, 2018).. 2.3 Técnicas de Programação 2.3.1 PERT/CPM – O Método do Caminho Crítico O Método do Caminho Crítico (em inglês Critical Path Method, CPM) surgiu para gerenciar projetos mais extensos e complexos, contudo, a técnica é uma metodologia bastante versátil podendo ser utilizada para qualquer tipo de projeto. O método é utilizado em conjunto com o diagrama de redes PERT que vem do inglês Program Evaluation and Review Technique e foi desenvolvido pela NASA com o fim de controlar o tempo e a execução de tarefas (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). Com o PERT/CPM é possível determinar quanto tempo um projeto levará para ser concluído e compreender quais atividades precisam ser realizadas e a ordem que irão ter que ser executadas. As técnicas utilizam os conceitos de Redes para visualizar e planejar a coordenação das atividades do projeto (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). O primeiro passo é listar todas atividades que terão que ser realizadas no projeto, nomeando – as e informando quais as atividades precedentes juntamente com a duração estimada (em semanas) de cada atividade. É importante lembrar que o tempo para a execução não é o somatório do que foi estimado para cada atividade. Isso porque não são realizadas uma por vez, existem atividades que podem ser realizadas simultaneamente com outras, o que faz reduzir a duração da execução da obra (ver tabela 1) (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). 17 Tabela 1 Atividades, Atividades Precedentes e Duração Estimada Atividade Descrição Atividades Precedentes Duração Estimada (semanas) A Escavação - 2 B Fundação A 4 C Paredes B 10 D Telhado C 6 E Encanamento Exterior C 4 F Encanamento Interior E 5 G Muros D 7 H Pintura Exterior E,G 9 I Instalação Elétrica C 7 J Divisórias F,I 8 K Piso J 4 L Pintura Interior J 5 M Acabamento Exterior H 2 N Acabamento Interior K,L 6 Fonte: NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018. A rede normalmente é construída utilizando as setas para representar as atividades e os círculos para separar as atividades de suas atividades precedentes, porém é mais intuitivo os círculos representarem as atividades e as setas as relações de precedência. A rede pode ser facilmente construída a partir da listagem de atividades e das relações de precedência. Primeiramente dado uma atividade, basta procurar na lista quais são as atividades precedentes. (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). Através do estudo e analise da rede, informações essenciais para o projeto podem ser concluídas, como o tempo total para concluir o projeto caso nenhum atraso ocorra, assim como, a identificação das atividades que não podem sofrer atrasos para não prejudicar o tempo estimado incialmente (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). O caminho que tiver maior comprimento é considerado o caminho crítico do projeto, ou seja, é a sequencia que leva mais tempo para ser finalizada, o que indica o tempo máximo que um projeto levará para ser concluído. As atividades que pertencem o caminho crítico são nomeadas como Atividades Críticas, isso quer dizer 18 que caso ocorra alguma atraso em alguma delas, irá atrasar a duração final estimada para o projeto. Já as demais atividades se sofrerem algum imprevisto, poderão ou não atrasar o prazo determinado (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). A Figura 4 ilustra o caminho critico do exemplo acima. Figura 4 Caminho crítico Fonte: NOGUEIRA, 2018. O Método do Caminho Crítico é uma ferramenta importante para auxiliar no planejamento de projetos que dependem de prazos, isso por ajudar a compreender quais são as atividades que precisam de mais foco, ou seja, um controle mais preciso, afim de evitar atrasos e maiores problemas (NOGUEIRA, acesso em 16 de abril de 2018). 19 2.3.2 Linha de Balanço Na construção civil existem alguns tipos de projetos de natureza repetitiva, com por exemplo os conjuntos habitacionais e edifícios de múltiplos pavimentos, estes contam com um núcleo de atividades que são executadas sucessivas vezes. A Linha de Balanço é uma técnica de planejamento e controle, considera o caráter repetitivo das atividades de uma obra, por meio dela o engenheiro passará a ter uma visão mais simples do que deve ser executado servindo como uma ferramenta de apoio para a melhoria da produtividade. (MATTOS, 2010) Os conceitos básicos da Linha de Balanço se resumem em (NETO, acesso em 19 de Maio): Unidade base: Unidade usada como referencia de programação, por exemplo, o pavimento tipo de um prédio. Equipe especializada: Grupo de operários que realiza pacotes de trabalho que são repetidas em todas as unidades. Ritmo da linha de balanço: Numero de dias que cada equipe leva para finalizar uma unidade. As vantagens de utilizar a Linha de Balanço como ferramenta são: encontrar um ritmo adequado para a finalização, manter fluxo de recursos continuo ao longo das unidades e tirar benefícios da repetitividade do trabalho (NETO, 2015). Interpretrando um pouco mais afundo, as atividades formam uma linha inclinada, o que significa que quanto mais íngreme for, maior a produtividade, isto porque a declividade define a taxa de produção no tempo (MATTOS, 2010). A linha de balanço também permite que as atividades sejam executadas de forma que não ocorra a ociosidade de tempo (Figura 5). 20 Figura 5 Linha de balanço de um edifício vertical Fonte: MATTOS, 2010. O exemplo acima (Figura6), representa a evolução de uma equipe X que regulariza o piso de todo o pavimento em 6 dias de trabalho, assim como a equipe Y que é responsável pelo assentamento do revestimento cerâmico e faz este trabalho em 4 dias. Dessa forma, para evitar que mão de obra fique parada, a Linha de Balanço identifica o dia ideal para a equipe Y começar a trabalhar. 2.3.3 Diagrama de Gantt Também conhecido como Gráfico de Gantt, é uma ferramenta de monitoramento das atividades que fornece o status atual das tarefas pertencentes ao escopo da obra. Esta ferramenta permite ter uma visão global do projeto, com a exibição de informações no formato de texto e barras de Gantt, em escala de tempo e sequencia de atividades. Dessa forma, cada barra é equivalente a uma determinada demanda e pode representar além das tarefas, o tempo disponível para realiza-las e a mão de obra designados para a execução (ESPINHA, 2018). Os principais benefícios que a ferramenta proporciona são (ESPINHA, 2018): Segmentação de tarefas e Distribuição de responsabilidades – Fraciona as atividades, desmembrando o projeto em partes menores, sendo possível21 trabalhar com maior detalhamento pois, controla quem vai fazer cada tarefa, quando, onde e como. Interdependência de atividades - Identificação das interdependência das atividades, o que torna mais fácil a conscientização de uma equipe no cumprimento de prazos. Definição de prazos – Ajuda a ter uma melhor compreensão dos pontos críticos da obra, ou seja, das tarefas que demandam mais esforço e tempo para execução. Dessa forma, é possível o gestor dar mais atenção a essas etapas evitando a perda de prazo do cronograma. Acompanhamento conjunto – As facilidades visuais que o gráfico proporcionam a todos os interessados acompanhar a evolução do projeto, como poder ser distribuído em um corpo de um e-mail, visualizado em um software ou até mesmo ser fixado em um mural. A atualização diária do gráfico é importante pois mostra a evolução das demandas, comunicando, de maneira visual, as que estiverem próximas do vencimento dos prazos. Portanto, funciona como uma linha do tempo que estabelece os limites de inicio e fim para cada uma das atividades (ESPINHA, 2018). A Figura 6 exemplifica o processo. Figura 6 Gráfico de Gantt no Ms Project Fonte: In Company Ti, 2012. https://incompanyti.wordpress.com/ 22 2.4 O Sistema da Curva S A curva S é uma ferramenta de planejamento, monitoramento e controle, que mostra o orçamento acumulado em função do tempo de desenvolvimento do projeto, ou seja, o total de recursos financeiros consumidos pelo projeto ao longo de seu desenvolvimento. A curva S tem esse nome pelo fato de indicar uma característica muito comum nas obras, tanto no inicio como no fim apresentam avanços físicos e financeiros acumulados baixos quando comparados à etapa intermediária do projeto, fato que gera na maioria das vezes, uma forma parecida com um (SANTOS, 2017). Está técnica é representada por um gráfico de valores acumulados (Figura 7), de forma que o eixo x (horizontal) corresponde ao tempo, onde é possível identificar se a obra está atrasada ou adiantada, e o eixo y (vertical) que condiz com a quantidade acumulada, podendo ser física ou financeira, e permite avaliar se os avanços estão acima, abaixo ou de acordo com o planejado (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). Figura 7 Configuração da Curva S Fonte: GUIMARARES, 2017. Como informado inicialmente, a curva S pode ser utilizada para interpretar além do avanço acumulado financeiro, mas também o físico do empreendimento, onde existem duas formas mais comuns para gerar o gráfico, tarefas e percentual global do andamento (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). 23 1. Por tarefas. É possível acompanhar o andamento de cada serviço e identificar quais deles não estão sendo realizados da maneira que foi planejada. No exemplo da Tabela 6, ocorreu um atraso na tarefa Reservatórios, o que acarretou um deslocamento do % acumulado e realizado da obra (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). 2. Por Percentual Global do Andamento. É reconhecido o andamento da obra mensalmente, identificando qual mês sofreu o maior atraso e o quanto isso significa quando comparado ao acumulado planejado e realizado. Por exemplo, na Tabela 7, em janeiro e fevereiro, a obra estava adiantada, porém em março começou a atrasar. No mês de maio apesar de ter rendido mais do que o esperado, o realizado acumulado não atingiu a meta do planejado (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). Essa analise permite que o gestor identifique o andamento da obra comparado ao que foi planejado, podendo intervir caso necessário. Entretanto, é importante levar em consideração que uma obra tem oscilações, devido aos imprevisto que acabam ocorrendo em seu desenvolvimento. Dessa forma, é normal ocorrer deslocamentos entre o planejado e realizado, porém, o cenário ideal é quando as linhas caminham o mais próximo possível (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). Todavia, apesar de simples e útil, é fundamental utilizar em conjunto com outras ferramentas, pelo fato de algumas situações ocultarem informações. Por exemplo, se tarefas que não fazem parte do caminho crítico estiverem com o andamento maior que o planejado, automaticamente é gerado um avanço na curva, superior ao que foi esperado e como consequência a equipe da obra entender que está tudo sob controle, mas na verdade as tarefas que fazem parte do caminho crítico não estão sendo consideradas, podendo estar atrasadas e isto a curva S não mostra (GUIMARARES, acesso em 15 de abril). 24 CAPITULO 3 – PLATAFORMA BIM O setor da construção perde a eficiência na construção de empreendimentos muitas vezes pelo fato das equipes trabalhando isoladamente, por gerar como consequência uma troca de informações limitadas. A aplicação de novas tecnologias neste setor se dá de forma gradual e lenta, fato este que contribui para a implantação tardia da tecnologia Building Information Model (BIM) em relação a outros mercados. Com o uso de componentes produzidos fora do canteiro, em busca da agilidade, o BIM se torna fundamental por ter ferramentas que tornam possíveis, e contribuem positivamente, no processo de gestão e coordenação dos empreendimentos, desta forma esta tecnologia esta sendo cada vez mais explorada na área da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção). Com um modelo da obra virtual bem elaborado, o BIM proporcionará trabalhados integrados com ganhos em todas as fases da edificação, como o auxilio na concepção, construção e também para os próprios usuários (EASTMAN, apud,NATIVIDADE; LEONARDO, 2016) A Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura – R avalia a tecnologia como ganho em toda a vida útil da edificação. Eastman (2014, p. 16) cita os benefícios do BIM em diferentes fases da construção: Pré-construção: Conceito, viabilidade e benefícios no projeto, assim como o aumento da qualidade e do desempenho da construção; Projeto: Visualização antecipada e mais precisa de um projeto, correções automáticas 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, extração de estimativas de custo durante a etapa de projeto, incrementação da eficiência energética e a sustentabilidade. À construção e à fabricação: Sincronização de projeto e planejamento da construção, descoberta de erros de projeto e omissões antes da construção, reação rápida a problemas de projeto ou do canteiro, uso do modelo de 25 projeto como base para componentes fabricados, melhor implementação de técnicas de construção enxuta, sincronização da aquisição de materiais com o projeto e a construção. Pós-construção: Melhor gerenciamento e operação das edificações, integração com sistema de operação e gerenciamento de facilidades. 3.1 A evolução do BIM A área da arquitetura passou por grandes mudanças nos anos 80 quando houve a introdução do softwares de Desenho Assistido por Computador, conhecido como CAD. O BIM só foi introduzido no mercado em 2003, devido a evolução tecnológica juntamente com a necessidade de se obter maior agilidade e menores ricos, entretanto foi somente em 2008 em um evento na cidade de Los Angeles (EUA), chamado Woodstock da Engenharia que iniciou a difusão em todo o mundo da tecnologia (BAIA, 2015). Em 2013 um evento em São Paulo, chamado de “Caminhos para a Inovação na Construção e Implantação do BIM”, garantiu que inevitavelmente o BIM será a ferramenta de construção do futuro, de forma que todos os envolvidos possam ter acesso de forma simultânea, garantindo uma maior integração entre os responsáveis pelos projetos. Neste mesmo evento, foi recomendado às empresas nacionais a conhecer o BIM com mais detalhes, definir um objetivo a ser alcançado (projeto, construção, gerenciamentoe etc.) e utilizar da metodologia com casos práticos para se familiarizar com a cultura, para então promover a ampliação do espoco de aplicação do BIM de forma gradual e consistente (BAIA, 2015). Atualmente tem ocorrido cada vez mais um impulso a implementação do BIM na construção civil devido a alta demanda do mercado. A exigência do mercado ao cumprimento de prazos e orçamentos acaba forçando a um estudo de viabilidade econômica, um orçamento mais rigoroso e um acompanhamento físico financeiro da obra (BAIA, 2015). 26 3.2 Dimensões da plataforma BIM A principal característica do modelo BIM é a conexão de informações em um único projeto, que se dá pelas dimensões que a tecnologia oferece. “Quanto mais dimensões tiver o modelo, maiores serão os tipos de informações possíveis de serem modeladas a partir deles, tornando as tomadas de decisão mais complexas e acertadas” (CAMPESTRINI et al.,2015). A Figura 8 mostra o ciclo de vida de um modelo desenvolvido no BIM. Figura 8 Dimensões do BIM Fonte: Eastman, Teicholz, Sacks e Liston (2008) Entende-se como BIM 3D a consolidação dos projetos da obra em um único arquivo, sendo representado em três dimensões e com todos os elementos necessários para sua caracterização e posicionamento espacial. Uma das grandes vantagens do BIM 3D é o que se chama de clasch detection, que é a detecção de conflitos. A Tabela 2 exemplifica os pontos fortes e fracos dos principais softwares disponíveis no mercados (GUIABIM, 2017). 27 Tabela 2 Pontos fracos e fortes dos principais softwares BIM SOFTWARE PONTOS FORTES PONTOS FRACOS ARCHICAD Interface intuitiva e simples de usar; ampla biblioteca de objetos e um rico conjunto de aplicações de suporte em construção e gerenciamento de facilities; Limitações nas suas capacidades de modelagem paramétricas, não suportando regras de atualização entre objetos em uma montagem; Problemas com projetos grandes, apesar de dispor de modos efetivos de gerenciar tais projetos, dividindo-o em grandes módulos. BENTLEY SYSTEMS Ferramentas de modelagem para quase todos os aspectos da indústria AEC; Suporta modelagem de superfícies curvas complexas; múltiplos níveis de suporte para desenvolvimento de objeto paramétricos personalizados; permite a definição de montagens de geometrias paramétricas complexas; suporte escalável para grandes empreendimentos com muitos objetos. Interface de usuário grande e não integrada, dificultando a navegação e aprendizado; Módulos funcionais heterogêneos com diferentes comportamentos de objetos; Bibliotecas menos amplas que produtos similares; seficiência na integração de suas várias aplicações reduz o valor e a amplitude do suporte que esses sistemas proporcionam individualmente. REVIT Interface amigável e de fácil aprendizado; amplo conjunto de bibliotecas desenvolvidos por terceiros; por se líder do mercado é a interface preferida para interligação direta; suporte bidirecional a desenhos, permitindo a geração e/ou modificação tanto via modelo quanto vistas; suporte a operações simultâneas no mesmo projeto; possui excelente biblioteca de objetos que suporta uma interface multiusuário. Projetos maiores que 220 megabytes, o sistema fica lento; limitações nas regras paramétricas para lidar com ângulos; não suporta superfícies curvas complexas. TEKLA STRUCTURES Modela estruturas que incorporam todos os tipos de materiais estruturais e detalhamento; suporte a modelos muito grandes e operações simultâneas no mesmo projeto com múltiplos usuários ao mesmo tempo; suporta a compilação de bibliotecas de componentes personalizados paramétricos complexos com pouca ou nenhuma programação. Funcionalidades são bastantes complexas e difíceis de aprender e utilizar plenamente; O poder de suas facilidades de componentes paramétricos requer operados sofisticados com alto nível de habilidade; Não suporta a importação de superfícies multicurvadas complexas de aplicações externas. 28 VICO SOFWARE O módulo de modelagem é o mesmo do Archicad possuindo as mesmas vantagens; atribuição de composições aos objetos do modelo, definindo tarefas e recursos necessários para sua construção; atividades de cronograma definidas e planejadas usando técnicas da linha de balanço e integração à softwares de planejamento; permite simulações 4D e 5D. O módulo de modelagem é o mesmo do Archicad possuindo as mesmas desvantagens. Fonte: Adaptado de Eastman et al., 2014 Na 4º dimensão é adicionado o componente tempo ao modelo 3D, o que possibilita a visualização do projeto nas diferentes fases da construção, assim como a simulação das etapas construtivas. Na 5º dimensão, ou seja, no modelo 5D é incluído o fator Custo e consequentemente a quantificação, dessa forma é possível criar estimativas de custos, planejar e gerenciar os desembolsos necessários durante a obra. Já na 6º dimensão, é incluso os dados de manutenção e operação, como objetivo de gerenciar o ciclo de vida da edificação, podendo-se controlar a garantia dos equipamentos, planos de manutenção, dados de fabricantes e fornecedores, custos de operação e até mesmo fotos (GUIABIM, 2017). O modelo 4D oferece utilidades que facilitam o planejamento e cronograma da obra, como por exemplo, a visualização do cronograma associado ao modelo 3D, integração e participação entre as partes participantes, monitoração do tempo, detecção de conflitos e auxilio na tomada de decisões já que é possível simular diferentes cenários (BAIA, 2015). A Tabela 3 mostra os principais softwares da plataforma BIM 4D. 29 Tabela 3 Principais plataformas para o BIM 4D Fonte: Denize Valéria Santos Baia O processo de planejamento utilizando o BIM 4D e 5D depende de softwares específicos que cabe um estudo do produto que deseja gerar para saber qual ao certo utilizar, dentre eles está o Autodesk Navisworks, software que oferece a coordenação de projetos e um suporte a simulação 5D, para isso oferece recursos de tabelas completas, quantificação, animação e visualização que auxiliam na tomada de decisões por ajudarem a aprimorar a previsibilidade. As ferramentas de gerenciamento de interferências ajudam a evitar problemas graves antes do inicio da construção, o que minimiza atrasos e retrabalhos (GUIABIM, 2017). As principais funcionalidades do Navisworks são a navegação interativa de modelos tridimensionais, detecção de colisões e levantamento de quantitativos. O programa é compatível com importação de modelo CAD e tem a capacidade de integrar cronogramas do MS- Project ou “[...] outras soluções utilizando-se arquivos de formato texto como “csv” (texto separado por vírgulas) ou ainda “txt” (GUIABIM, 2017). A quantificação com o Navisworks é associado as disciplinas de civil, arquitetura e urbanismo e as medições possíveis de extração são: comprimento, largura, espessura, altura, perímetro, área, volumo, peso e contagem. Por meio da importação dessas informações é possível gerar cinco tipos de custos, sendo eles: 30 custo de material, mão de obra, equipamentos, subcontratados e custo total (GUIABIM, 2017). Para dar auxilio ao levantamento de quantitativos no BIM 5D, existem métodos que podem facilitar o processo, sendo eles (GUIABIM, 2017): Exportar quantitativos de objetos da edificação para um software de orçamentação. Conectar a ferramenta BIM diretamente ao software de orçamentação. Usar uma ferramenta BIM de levantamento de quantitativos. Para melhorar a eficiência na estimativa de custo e no planejamento das edificações, para poder ser possível agir rapidamente com as mudanças de projeto, os profissionais envolvidos devem conhecer as potencialidades do BIM e aonde ele pode auxiliar nastarefas desenvolvidas em todo o processo de projeto de uma edificação, afim de aumentar o lucro, a expectativa de prazos e a minimizar erros. 31 CAPITULO 4 – ESTUDOS DE CASOS 4.1 O uso da plataforma BIM no auxilio de tomada de decisões - Framingham State University A Framingham State University é uma universidade publica, localizada em New England, EUA, e oferece cursos de graduação e pós-graduação. Para acomodar as demandas de matriculas, a universidade decidiu construir o North Hall, na qual seria uma residência universitária com capacidade de 410 leitos e 125.000 metros quadrados. Entretanto, existiam três objetivos principais: construção sem atraso, mínimo de interrupção possível das atividades no campus durante a execução e ficar dentro do orçamento planejado (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). Framingham soliciou a Consigli Construction Co., Inc. para o desenvolvimento do projeto, esta, contou com soluções desenvolvidas pelo BIM da Autodesk, incluindo o Revit Architecture e Navisworks para ajudar a alcançar os objetivos da universidade. Entretanto, a Consigli se juntou ao projeto nas fases finais do processo, dessa forma precisava propor o mais rápido possíveis soluções viáveis que atendessem o prazo e custo estimado (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). “A empresa precisou controlar pro ativamente como o projeto impactou o orçamento e ajudou a equipe de projeto a fazer escolhas dos materiais que não acrescentassem excesso de custo ou introduzisse questões de construtibilidade. Dado o pressuposto que a Framingham baseou algumas decisões de que o novo Hall ficasse pronto no tempo exato, o cronograma foi ainda mais importante para o sucesso global do orçamento do projeto.” (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). A equipe deu inicio analisando os modelos de construção proposto pelos arquitetos do projeto no software Revit Architecture, dessa forma, a empresa foi capaz de entender rapidamente os materiais e técnicas de construção necessárias para realizar o projeto, focando sempre nas oportunidades de reduzir os custos e agilizar o processo de execução (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). Originalmente o North Hall foi projetado em estrutura de blocos na forma convencional, porém, a Consigli conseguiu reduzir os custos optando uma estrutura de aço com formas pré-moldadas, dessa forma conseguiria atingir não só o objetivo de minimizar custo, mas também o de construtibilidade. O BIM tornou mais fácil a visualização e analogias nos sistemas estruturais, e a ferramenta de quantificação 32 de material ajudou a controlar as estimativas de custos das diferentes opções estudadas (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). O objetivo de minimizar o máximo possível dos impactos, também foi realizado com sucesso. A empresa criou um canteiro de obra no Revit Architecture, incluindo desde as áreas de armazenamento de materiais até os andaimes. Dessa forma, ao compartilhar essa proposta com as pessoas que vivem perto do local, conseguia tranquilizar a todos, provando que o processo de construção não iria gerar grandes impactos negativos (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). Howard Hobbs, o gerente de construção afirma que a Consigli cumprir com sucesso os desafios propostod no North Hall e entregou o prédio antes da abertura do semestre. Hobbs (2011) conclui enfatizando que “O processo BIM contribuiu imenso valor. Completamos o projeto dentro do cronograma e meio por cento do orçamento. O BIM ajudou a tornar isso possível, impedindo atrasos e problemas de alto custo“ (RENDEIRO, acesso em 25 de maio). A Figura 9 ilustra o resultado da execução do projeto. Figura 9 Framingham State University Fonte: RENDEIRO, 2018. A partir deste estudo de caso ficou claro a importância do uso do BIM como auxilio de tomada de decisões e no gerenciamento de custos e prazos. É essencial que os profissionais sejam capacitados para utilizar os softwares corretamente e saibam manusear e interpretar os recursos que a ferramenta oferece. 33 4.2 Gerenciamento da construção do Shopping Vila Velha O Shopping Vila Velha (Figura 10), um empreendimento de grande porte, hoje considerado o maior do estado, conta com um programa de ampla diversidade de lojas de pequeno, médio e grande porte, incluindo cinema e hipermercado. A construção foi iniciada em 2012 e o projeto conta 3 pavimentos destinado ao comércio e serviço, inicialmente o shopping fará uso apenas de dois, reservando o terceiro para uma possível expansão futura (BALBINO, 2015). Figura 10 Shopping Vila Velha Fonte: Shopping Vila Velha Para o gerenciamento foi dividido ente duas empresas, a Engineerig, responsável pela compatibilização, controle e execução dos projetos arquitetônicos, estruturais e complementares. A segunda empresa foi a Construtora MLI, responsável pelo gerenciamento da execução das atividades, planejamento e controle da produção, assim como a contratação de serviços e compra de insumos (BALBINO, 2015). A construtora MLI utilizou um Cronograma Físico (conforme Anexo A) detalhado do projeto, assim como a Curva S (conforme Anexo B) como ferramenta para o acompanhamento da obra. Portanto, pode-se perceber que a evolução física inicial da construção, que englobava a superestrutura do edifício atingiu um bom desempenho e seguiu conforme planejado. O cronograma mostra que a todo 34 momento o Real Acumulado, está abaixo que o Previsto Planejado, o que foi muito significativo e positivo nesta fase (BALBINO, 2015). A ferramenta mais utilizada pela equipe de planejamento foi a Estrutura Analítica de Projeto (EAP), pois com ela é possível realizar o detalhamento de todas as atividades previstas, assim como as suas precedências (BALBINO, 2015). Para a contratação dos serviços terceirizados todas as empresas tiverem que realizar o planejamento dentro das datas previstas pela contratante, porem ainda houveram muitos atrasados. Um dos principais itens que sofreu atraso foi a estrutura metálica, ou seja, o telhado e o fechamento das fachadas. Isto porque houve demora na contratação e elaboração dos projetos que impossibilitou que a gerenciadora compatibilizasse e liberasse os mesmos para a execução (BALBINO, 2015). A execução do Shopping Vila Velha, começou sem o fechamento de todos os projetos necessários, consequentemente no canteiro de obras houveram interferências entre as etapas construtivas. Levando em consideração também, que algumas datas pré estabelecidas pelo planejamento, não foram respeitadas, atrasando a obra como um todo. A baixa qualidade dos projetos, assim como a compatibilização dos mesmos, foram os principais problemas enfrentados. A falta de informações para a execução geraram erros que causaram perca de material, ociosidade de mão de obra e tempo (BALBINO, 2015). Mediante as adversidades encontradas durante o processo de execução, o setor de planejamento elaborou novos planos para o que ainda estava pendente. Para isso, foi feito um levantamento de tudo que estava em atraso, através da EAP, estabeleceram novas metas e datas, desde o tempo que deveria ser gasto para uma nova elaboração de projetos, até o tempo disponibilizado para a execução dos serviços (BALBINO, 2015). A partir deste estudo de caso, fica notório o resultado desfavorável obtido quando não há uma boa definição de projeto dentro do prazo estipulado inicialmente pelo planejamento. O cumprimento de datas é essencial para o planejamento ser eficaz, assim como o desenvolvimento do projeto utilizando a plataforma BIM ajudaria a 35 evitar atrasos e erros no canteiro, ou até mesmo seria mais fácil ocorrer um replanejamento e tomar certas decisões caso houvesse necessidade. 36 CAPITULO 5 – DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA 5.1 Escolha do projeto A escolha do projeto, na qual seria o objeto usado como modelo para o desenvolvimento do estudo, tevea limitação de não ser complexo nem ter uma metragem quadrada muito grande, isto por que o foco desde o inicio é mostrar as funcionalidades da plataforma BIM. Portanto, o projeto escolhido foram duas residências habitacionais, na qual dividem o mesmo lote de 300m², no município da Serra, Espirito Santo. O projeto ainda está na fase de aprovação na prefeitura e cada casa conta com um terreno de 150m² e 62,09m² construídos. As plantas baixas e cortes foram disponibilizadas pelo próprio arquiteto. No Anexo C segue o projeto completo fornecido pelo arquiteto. 5.2 Processo construtivo Ao decorrer do trabalho foi mostrado o quanto a construção civil vem sendo modernizada no setor de planejamento pela cobrança por produtos finais cada vez melhores e mais eficientes no mercado, isso porque os clientes exigem cada vez o mais pratico, rápido e com custo beneficio acessível. Dessa forma, o processo construtivo também vem mudando e agregando positivamente na modernização da construção. Baseado a isso, foi escolhido o sistema construtivo ICF, Insulated Concrete Forms, “tecnologia” (assim chamada por seus representantes) muito utilizada fora do Brasil, mas ainda pouco conhecida nacionalmente, na qual foi alinhada ao planejamento em BIM. O sistema construtivo ICF, são formas de Poliestireno Expandido (EPS) que são preenchidas por concreto armado e podem ser usados tanto para paredes de vedação, quanto para parede estrutural. O concreto confinado entre duas camadas de EPS cria uma parede com um excelente isolamento térmico e acústico. A Figura 11 exemplifica a tecnologia. 37 Figura 11 Poliestireno Expandido Fonte: Civilização Engenharia As vantagens de construir utilizando a tecnologia são muitas, como por exemplo a facilidade e rapidez na construção, já que não precisa das camadas de reboco, emboço e chapisco, qualquer revestimento pode ser assentado diretamente no EPS com o uso de apenas argamassa colante, dessa forma, há redução de mão de obra e tempo, assim como reduz em até 60% no gasto com contas de energia, por ser um bom isolante térmico. O Poliestireno Expandido também imune à infiltração e mofo e da uma maior proteção contra incêndios. O sistema de construção pode ser feito uma analogia à “legos gigantes”, onde as peças de EPS são montadas e a cada duas fiadas são preenchidas com concreto, ou seja, blocos são montados “à seco” o que resulta em um canteiro de obra limpo e simplificado, com redução de pregos, madeiras, andaimes e entulhos (C O N ST R U C AO C I V I L P E T , 2015). A Figura 12 é uma casa sendo construída utilizando o sistema ICF. https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/author/construcaocivilpet/ 38 Figura 12 Exemplo de construção em ICF Fonte: Civilização Engenharia 5.3 Desenvolvimento no BIM Para chegar ao resultado final, foi preciso passar por 7 etapas que são: Seleção do projeto, coleta de informações, modelagem em 3D, desenvolvimento da EAP e atividades precedentes, quantificação, levantamento de custos e por fim o planejamento 4D e 5D. 1º Passo – Seleção de um projeto real Foi selecionado um projeto residencial, suja o lote foi divido para a construção de duas casas iguais, onde totalizam 124,16m² construídos. O projeto ainda está em fase de aprovação, não foi desenvolvido nenhum tipo de modelagem, sendo disponibilizado, pelo próprio arquiteto autor do projeto, apenas as plantas baixas no software Autocad. A Tabela 4 mostra os compartimentos do projeto. 39 Tabela 4 Compartimentos do projeto COMPARTIMENTOS CASA 1 2 Varanda 01 01 Sala 01 01 Cozinha 01 01 Quarto 02 02 Banheiro 01 01 Área de serviço 01 01 Fonte: Autoria própria 2º Passo – Coletar as informações necessárias Foi necessário reunir todos os dados e informações necessárias para a modelagem do elemento em 3D, assim como as devidas configurações (espessuras, m² e materiais) para posteriormente a criação correta do planejamento 4D e 5D. A testada frontal e dos fundos medem 12,5m e as duas laterais medem 24m. Ao dividir o lote no meio, conforme o projeto, cada casa conta com terreno de 150m², com 62,09m² construído. A Figura 13 mostra os compartimentos devidamente distribuídos dentro do lote: Figura 13 Planta baixa projeto Fonte: Autoria Própria 40 Para informações mais detalhadas, a planta baixa disponibilizada pelo arquiteto, consta no Anexo C. Foi importante definir todo o processo construtivo (Tabela 5), juntamente com os materiais utilizados para revestimento, antes mesmo de começar a execução do modelo 3D, isto porque todo o projeto precisa estar configurado de acordo com as características construtivas. Tabela 5 Processo construtivo FUNDAÇÃO Radier, com espessura de 10cm, concreto usinado bombeável, classe de resistência c30, com brita 0 e 1, slump = 100 +/- 20 mm. PAREDES Bloco de poliestireno expandido 60x40cm, barra de aço ca- 50, ø6,3mm, argamassa usinada polimix slump >20cm. LAJE Laje com espessura de 8cm, concreto usinado bombeavel, classe de resistencia c20, com brita 0 e 1, slump = 190 +/- 20 mm. TELHADO Telhamento com telha cerâmica de encaixe, tipo portuguesa, com 4 águas cada casa, trama de madeira composta por ripas, caibros e terças. REVESTIMENTO PISOS Argamassa colante AC I para cerâmicas, revestimento cerâmico para piso com placas tipo esmaltada extra de dimensões 60x60cm. REVESTIMENTO PAREDES Argamassa colante AC I, revestimento cerâmico para paredes internas com placas tipo esmaltada padrão popular de dimensões 20x20 cm. Aplicação de gesso sarrafeado, assim como o emassamento e lixamento, aonde for pintura. REVESTIMENTO TETO Aplicação de gesso desempenado em todo o teto, assim como o emassamento e lixamento, para receber a pintura. Fonte: Autoria própria 3º Passo – Fazer a modelagem em 3D 41 Para esta etapa, o software escolhido para a modelagem do objetivo foi o Revit Architecture 2018, a escolha foi baseada primeiramente nas habilidades e familiaridade com o programa e também por ser de fácil acesso, devido ao fato de ser da Autodesk. Nesta fase, foi de extrema importância que todas as especificações do projeto fossem seguidas corretamente, pois essas configurações que dão os quantificativos mais próximos do real possíveis. Desta forma, teve que ser respeitada a altura de pé direto, metragem quadrada, definição de paredes que receberiam acabamento em gesso e as que receberiam revestimento cerâmico, áreas molhadas e áreas secas (cerâmicas diferentes), tamanhos de esquadrias e modelagem correta dos telhados. 4º Passo – Desenvolvimento da EAP e das Relações de Precedência Para o desenvolvimento desta etapa, foi utilizado o Microsoft Excel, por questão de melhor habilidade, mas poderia ter sido o Microsoft Project sem nenhuma interferência, já que o Naviswork é compatível com qualquer um destes. O objetivo do trabalho é focar nas principais etapas da obra, desta forma, a EAP foi desenvolvida de forma simplificada, não incluindo em detalhes todas as fases de execução. A Figura 14 é a EAP criada: 42 Figura 14 EAP Fonte: Autoria própria Com base na EAP realizada, foi preciso estabelecer as relações de precedências entre as atividades, assim como mostra a Figura 15, para isso se fez necessário identificar todas as atividades desenvolvidas na obra e com base na tabela do Sinapi, estimar o tempo de duração de cada uma. Figura 15 Relações de precedência Fonte: Autoria própria 5º Passo – Quantificação 43 Para o desenvolvimento desta etapa, foi levado em consideração somente os custos diretos dos serviços, custos indiretos como, por exemplo, engenheiro, consumo de água e energia dentre outros, assim como o BDI não foram considerados. O software Revit Architecture oferece um recurso
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