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AULA 1 BIM PLATAFORMA 4D: GERENCIAMENTO DE CRONOGRAMA Prof. Marco Deouro Deritti 2 CONVERSA INICIAL A dimensão 4D, ou dimensão de sequenciamento de construção, é a dimensão do BIM que trabalhará com o planejamento de uma obra a partir do modelo 3D acrescentado de informações novas referentes a tempo de execução, demolição e fases de obra. Nesta primeira aula, serão tratados os conceitos de informação, modelagem 4D, sistemas de classificações de informações e os principais softwares encontrados no mercado para uma simulação/modelagem 4D. TEMA 1 – INFORMAÇÃO Barreto (1994) afirma que a informação é um elemento de extrema importância na evolução do homem. A informação começou a ser tratada com importância na fase pós-industrial, pois questões sobre sua natureza, seus conceitos e os benefícios que ela pode oferecer ao indivíduo começaram a chamar atenção. A informação pode ser traduzida como um conjunto de dados, que, por sua vez, quando são lidos separados, não geram conhecimento de algo específico. Já quando são lidos em um estoque (uma biblioteca de matérias e/ou dados) e de forma ordenada, geram uma informação que poderá levar ao conhecimento do que ela representa (Nicolaou; Ibrahim; Van Heck, 2013). Esses dados podem ser financeiros, científicos, culturais, geográficos, de transporte, de origem natural, meteorológicos ou estatísticos. Exemplos palpáveis e até mesmo cotidianos na modelagem BIM podem ser os representados na Figura 1: Figura 1 – Mogno, alumínio, quadrado, marceneiro e fabricante Créditos: Ivaylo Ivanov/Shutterstock; Andrey_Kuzmin/Shutterstock; backUp/Shutterstock; Mr.Thanathip Phatraiwat/Shutterstock; guteksk7/Shutterstock. 3 Com a junção dos dados da figura em um estoque dentro de um software de modelagem, pode-se então fazer a modelagem de um elemento que contenha a junção deles, como uma porta de mogno, com fechadura quadrada de alumínio, feita pelo marceneiro José que comprou materiais como maçaneta e dobradiças do fabricante Fechaduras XYZ. Ou seja, temos um exemplo básico do que é a modelagem da informação por meio de dados dentro de um software BIM. Porém, a informação deve seguir um fluxo lógico que pode ser representado por uma pirâmide cuja base é formada pelo estoque de dados; acima da base, temos a junção dos dados à informação, então o processo de modelagem delas, que é representado por um modelo 3D que contém essas informações de maneira gráficas ou não; por fim, no topo dessa pirâmide, encontramos o conhecimento, que pode ser entendido como o conhecimento que o cliente adquire da modelagem que a ele será apresentada (Figura 2). Figura 2 – Pirâmide de fluxo de informação BIM Fonte: elaborado pelo autor, 2019. Com essa estrutura básica de pirâmide, a visão de como uma informação é modelada no BIM fica mais clara, permitindo entender os passos básicos para a modelagem. 1.1 Gestão, qualidade e fluxo da informação Mesmo sabendo como a estrutura de modelagem funciona, é importante entender como gerenciar as informações a serem modeladas. Ponjuan (1988) afirma que a gestão da informação tem influência direta na qualidade do produto a ser entregue a um destinatário. Complementarmente, Barreto (2002) afirma que Conhecimento Modelagem da informação Informação Estoque de dados 4 a condição da informação dentro da gestão é como algo complementar, algo a que um gestor deve se atentar para que as informações a ser destinadas passem antes por análises. Greef e Freitas (2012) abordam essas questões da informação no contexto do Lean, explanando o conceito do fluxo enxuto da informação, em que a informação passaria pelo mesmo processo de análise de uma produção enxuta, como a de automóveis. Os critérios principais para a análise e a gestão do fluxo enxuto de informação seguem a seguinte ordem: análise da confiabilidade; identidade; gestão do fluxo; localização; raridade e amplitude que tende à gerência e à operacionalização do fluxo enxuto da informação (McPartland, 2017). Partindo da importância da gestão de informações, Eastman et al. (2008) afirmam que um modelo BIM segue etapas de modelagem e alimentação de informações, o que requer uma gestão eficiente das informações que serão modeladas em cada etapa de desenvolvimento de um projeto. Sabendo que no BIM há diferentes dimensões, sendo as mais conhecidas 3D, 4D, 5D e 6D, tem-se um nível de modelagem diferente para cada uma delas, o que demanda atenção e gerenciamento para a entrega de cada modelo respectivo de cada dimensão (Eastman et al., 2008; Succar; Kassem, 2016; McPartland, 2017). TEMA 2 – PLANEJAMENTO E CONTROLE DE OBRA (PCO) Brito e Ferreira (2015) tratam os processos de planejamento e controle de obra (PCO) como processos complementares que auxiliam no cumprimento de todas as atividades recorrentes da obra, incluindo custos, prazos e qualidade. Ainda segundo os autores, o PCO tem influência direta na produtividade no canteiro de obra devido às informações provenientes dos documentos relativos ao PCO, que são interpretadas como fatores principais de causa-efeito relacionados ao desperdício de materiais e mão de obra, baixa produtividade e baixa qualidade do produto. O controle de obra tem como essência a atualização periódica do cronograma de obra, resultando na eficiência do monitoramento e do controle de todas as etapas de construção (Tserng; Ho; Jan, 2013). Sabendo disso, pode-se dizer que a complexidade envolvida na construção civil é elevada a ponto de 5 qualquer decisão pode afetar um grande número de outras decisões (Papamichael, 1999). O método mais convencional de se produzir um cronograma tem como base o método do caminho crítico (CPM, do inglês Critical Path Method), que se origina na associação das tarefas de construção, com tempo necessário para a realização e a alocação de recursos necessários destas (Haymaker; Fischer, 2001; Zhou et al., 2009; Ahankoob et al., 2012; Brito; Ferreira, 2015). Os principais benefícios desses métodos são: identificação das mais importantes tarefas; duração menor dos projetos; acompanhamento e comparação do progresso real em relação ao planejado. Para se trabalhar com o CPM, deve-se: • Construir um diagrama (Figura 3) em forma de processos que contenha todas as tarefas e as relações entre elas (rede orientada de atividades); • Atribuir uma duração a cada atividade; • Calcular antecipadamente as datas de início e de término (early start / early finish); • Definir a duração total do projeto; • Estabelecer datas de início e de término mais tarde (late start e late finish). Figura 3 – Exemplo de diagrama do método do caminho crítico (CPM) Créditos: astel design/Shutterstock. TEMA 3 – 4D: SEQUENCIAMENTO DA CONSTRUÇÃO Eadie et al. (2013) esclarecem que os motivos que fazem com que empresas adotem o BIM envolvem o uso de modelagem 4D e a identificação de 6 colisões (clash detection). Succar e Kassem (2016) complementam a importância do 4D, afirmado que a qualidade da informação a ser modelada tem relevância significativa para a qualidade e a validade do estudo 4D. Eastman et al. (2008) oferecem simulações 4D com uma ferramenta que visa ao aumento da efetividade do processo de planejamento, que traz os benefícios identificados no Quadro 1. Quadro 1 – Benefícios advindos de simulações 4D Item Benefício Comunicação O modelo 4D captura tanto o aspecto temporal quanto o espacial de um cronograma, comunicando as intenções por trás do processo de planejamento de maneira mais clara e efetiva aos intervenientes. Logística do canteiro Engenheiros de planejamento podem auxiliar a gerenciar o layout do canteiro, definindo áreas de descarga, acessos internos e externos do canteiro, locação degrandes equipamentos, contêineres etc. Coordenação de colisões Possibilidade de coordenar o tempo esperado e o fluxo de serviços dentro de um determinado espaço, assim como o trabalho em pequenos espaços. Comparativo de opções de plano Gerentes do projeto podem facilmente comparar diferentes cronogramas e rapidamente identificar se um projeto está dentro do planejado. Fonte: elaborado com base em Eastman et al., 2008. McPartland (2017) explica que o 4D é basicamente uma dimensão extra de informações ao modelo na forma de dados de programação. Esses dados são 7 acrescentados aos componentes que serão executados/construídos detalhadamente, conforme o andamento de um projeto. Dentro de um modelo 4D, tem-se informações relacionadas ao tempo de um elemento específico que podem incluir outras, como o tempo necessário para instalação, construção, operação; para o concreto endurecer e curar; da sequência que deve seguir a instalação; dependências; áreas etc. É importante ressaltar que as informações de horas federadas podem proporcionar o desenvolvimento de um programa de execução preciso de um projeto, com dados ligados à representação gráfica de componentes e sistemas. Isso torna o entendimento e a consulta das informações sobre as atividades simples e rápidos, além de proporcionar uma simulação detalhada do desenvolvimento da obra. A Figura 3 mostra um exemplo da simulação de execução de um projeto elétrico, contendo as atividades, o tempo de duração de cada uma e a visualização gráfica dessa simulação. Figura 4 – Exemplo de simulação 4D Fonte: elaborado pelo autor, 2019. McPartland (2017) ainda afirma que trabalhar com 4D é extremamente útil quando se trata de planejar o trabalho com o intuito de garantir que ele seja sequenciado de forma segura, lógica e eficiente. Esse tipo de simulação permite antecipar quaisquer atrasos e obstáculos que possam vir a surgir na obra, tal como aqueles relacionados ao tempo de escavação, permitindo um feedback da coordenação antes mesmo que haja 8 qualquer retrabalho do projeto no local. Também pode ser útil às partes interessadas, proporcionando uma clara compreensão gráfica dos trabalhos planejados e do tempo despendido com cada atividade. Na fase de licitação, esse tipo de informação pode permitir que os conceitos iniciais sejam explorados e comunicados para inspirar confiança na capacidade da equipe de cumprir o resumo. É importante observar que o trabalho com informações 4D não evita a necessidade de planejadores que permaneçam como parte integral da equipe do projeto. Em vez de criar programas conforme as propostas se desenvolvem, como ocorre com os fluxos de trabalho tradicionais, os planejadores de fluxo de trabalho digital agora podem influenciar e moldar propostas de um estágio muito anterior de um projeto. De fato, ao se aproximar da equipe de projeto e fornecer feedback no início do processo, é possível que os planejadores adicionem significativamente mais valor a um projeto de construção (McPartland, 2017). TEMA 4 – SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A execução de um projeto BIM requer grande esforço colaborativo, pois os projetos de grande escala possuem um volume grande de informações embutidas nos modelos e circulam entre os participantes do projeto por um longo período. Portanto, partindo desse conceito, um sistema de classificação de informação da construção permite (NATSPEC TechReport, 2008): • Organizar os documentos obtidos ao longo do processo da construção; • Estruturar o corpo de informações de documentos individuais de maneira consistente; • Coordenar o fluxo de informação entre os documentos individuais em um grupo de documentos; • Facilitar a comunicação entre os diferentes membros participantes de um projeto; • Proporcionar a interoperabilidade de sistemas digitais. McPartland (2017) ainda destaca a importância da existência de um sistema de classificação em BIM, no qual todo e qualquer tipo de objeto presente em um edifício seja vinculado para facilitar a interoperabilidade. As classificações servem para auxiliar a organização dos processos da indústria de arquitetura e engenharia de construção (AEC) e do BIM. As principais 9 classificações BIM são: OmniClass, UniFormat, Unified Classification for the Construction Industry (Uniclass) e Eletronic Product Information Cooperation (EPIC). Note-se pela própria nomenclatura que nenhuma dessas classificações são nacionais. No Brasil ainda não existe uma definição quanto à classificação a ser utilizada, porém, tem-se a NBR 15965 (ABNT, 2011, 2012, 2014, 2015), que é dividida em sete partes com treze tabelas, sendo cada tabela a descrição de uma classe da construção. Seguindo a estrutura de definição da NBR 15965, a base Pini lançou a TCPO BIM, com classificações baseadas na NBR 15965. Além da NBR e TCPO, outra base brasileira muito conhecida é a tabela SINAPI, composta de códigos de serviços e insumos. É importante frisar que todo aplicativo BIM homologado pela BuildingSmart possui campos de classificação OmniClass e UniFormat, ou seja: para que um software seja considerado BIM, uma de suas premissas é ter os campos de classificação OmniClass e UniFormat. TEMA 5 – PRINCIPAIS SOFTWARES 4D Como para todas as outras dimensões, existem muitos softwares para a dimensão 4D. Dentre eles é possível destacar aqueles que são mais comumente encontrados, como o Navisworks, Synchro, Bexcel manager, DESITE e Fusor; destes, podemos selecionar dois no Brasil: Navisworks e Synchro. 5.1 Navisworks É o software da Autodesk, e permite importar os IFCs ou RVTs como modelo e então importar um XML feito pelo Project ou o próprio arquivo mpp. A partir das importações é necessário criar um link entre os elementos 3D com as atividades do cronograma importado. Com os links feitos, o Navisworks permite uma simulação da construção para que sejam analisadas as atividades e os gargalos existentes. 10 Figura 5 – Página inicial do Navisworks Fonte: elaborado com base em Autodesk Knowledge Network, 2011. O software Navisworks também permite simulações 5D (custo), análise de interferências entre os modelos de diferentes disciplinas (clashes detection), takeoff ou extração de quantitativos de elementos de um modelo, além de possibilitar a emissão de relatórios. O software possui licença educacional válida por até três anos 5.2 Synchro Atualmente, o Synchro é um software da Bentley Systems, e conta com recursos similares aos do Navisworks, com diferenças na importação do IFC e na criação de tasks (tarefas) automáticas a partir dos códigos de OmniClass de cada elemento. Ele importa modelos 3D de diferentes formatos e importa diferentes formatos de cronogramas. 11 Figura 6 – Página inicial do Synchro Fonte: elaborado com base em Synchro Software, S.d. O Synchro permite simulação em realidade virtual, fazendo a imersão do cliente no planejamento, oferecendo assim uma realidade e uma amostragem diferente do convencional. O software também possui programa educacional (com algumas limitações de tarefas a ser criadas) e uma plataforma completa de treinamento para novos usuários. 12 REFERÊNCIAS AHANKOOB, A. et al. Optimizing construction scheduling through use of building information modeling in construction industry. In: MANAGEMENT IN CONSTRUCTION RESEARCH ASSOCIATION (MiCRA) POSTGRADUATION CONFERENCE, 2012, Kuala Lampur. Anais… Kuala Lamprur, 2012. Disponível em: . Acesso em: 26 jul. 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15965- 1:2011. Rio de Janeiro: ABNT, 2011. _____. NBR 15965-2:2012. Rio de Janeiro: ABNT, 2012. _____. NBR 15965-3:2014.Rio de Janeiro: ABNT, 2014. _____. NBR 15965-7:2015. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. BARRETO, A. A. A condição da informação. 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