Monografia - USO DA MODELAGEM BIM 4D NO PLANEJAMENTO E EXECUÇÃO DE UM EMPREENDIMENTO HABITACIONAL - Garrido, Guarda, Mendes, Campestrini

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USO DA MODELAGEM BIM 4D NO PLANEJAMENTO E EXECUÇÃO 
DE UM EMPREENDIMENTO HABITACIONAL 
GARRIDO, Marlon Camara (1); GUARDA, Ana Caroline (2); MENDES 
JUNIOR, Ricardo (3); CAMPESTRINI, Tiago Francisco (4) 
(1) Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, 
Universidade Federal do Paraná, e-mail: 
marlon.c.garrido@gmail.com (2) Universidade Federal do Paraná, 
e-mail: anacaroline_guarda@hotmail.com (3) Programa de Pós-
graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal do 
Paraná, e-mail: mendesjr@ufpr.br (4) Programa de Pós-graduação 
em Engenharia de Construção Civil, Universidade Federal do 
Paraná, e-mail: tiago@campestrinitecnologia.com.br. 
RESUMO 
A ferramenta explorada neste estudo possibilita uma visualização da 
atividade e seu impacto na obra e em outras atividades em 
andamento. Para o desenvolvimento do planejamento deste estudo de 
caso, foi utilizada a metodologia de balanceamento do ritmo das 
atividades (Técnica de Linha de Balanço). A metodologia BIM propõe 
um trabalho integrado entre equipe multidisciplinar de projeto e 
construção, dentro de um mesmo modelo tridimensional. O edifício em 
estudo foi modelado em 3D e suas atividades, compatibilizadas no 
tempo em 4D. Assim a equipe multidisciplinar envolvida, pode visualizar 
a execução da obra antes do início desta e acompanhar o seu 
andamento através do mesmo modelo retroalimentado.4D significa 
adicionar a informação de tempo no modelo 3D. As informações eram 
coletadas pelos pesquisadores em reuniões onde o modelo 4D era 
exposto. O artigo traz como resultados decisões tomadas após a 
visualização das atividades modeladas. Como contribuições, o estudo 
demonstra dificuldades e benefícios do uso do modelo integrado 4D. 
Palavras-chave: BIM 4D, linha de balanceamento, BIM, Planejamento e 
Controle da Produção 
ABSTRACT 
The tool explored in this study provides a preview of the activity and its 
impact on work and other activities in progress. For the development of 
this planning case study methodology was used to balance the activities 
rates (Line of Balance Technique). The BIM methodology proposes an 
integrated work between the multidisciplinary team of design and 
construction, within a three-dimensional model. Periodically activities 
were modeled in 3D and 4D simulated. Thus the multidisciplinary team 
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involved, could view the progress of the plan and make decisions about. 
The fourth dimension is time variable aggregation of this model. The 
information was collected by researchers in meetings where the 
integrated 4D model was exposed. The article presents results as 
decisions made after viewing the activities modeled as, for example, 
alternative replanning. As contributions, the study demonstrates the 
difficulties and benefits of using the integrated model 4D.. 
Keywords: BIM 4D, Line of Balance, BIM, Production Planning and Control 
1 INTRODUÇÃO 
Há uma grande dificuldade, na construção civil, em se conciliar e 
armazenar as informações geradas em todas as fases do processo de 
planejamento de um empreendimento. Na construção civil a 
quantidade de informações geradas no canteiro de obras que são 
disponibilizadas de forma útil para o uso do administrador da obra é 
muito pequena (MENDES JUNIOR, 1999). Uma das dificuldades 
enfrentadas pelas construtoras é a visualização correta do 
planejamento da obra ao longo do tempo e a sua integração com os 
elementos do canteiro (Ferreira; Matos; Garcia, 2012). Outro desafio a 
ser enfrentado para a melhoria dos projetos e consequentemente da 
construção é integração das informações entre projetos de arquitetura, 
estrutura, instalações, etc. (FLORIO; ARAUJO, 2007). 
O controle das informações que vão sendo gerados pelas diversas 
fontes de um empreendimento, fica guardado de forma organizada 
através de um modelo de informações, um sistema que procura 
modelar todos os assuntos relacionados ao projeto. FERREIRA (2007) cita 
o Modelo de Informações da Construção (Building Information Modeling 
– BIM). 
O projeto em desenvolvimento cujos primeiros resultados são 
apresentados neste trabalho utiliza as ferramentas computacionais mais 
recentes para investigar o uso do Modelo Integrado 4D, conhecido 
como BIM 4D – Building Information Model 4D. O uso da modelagem BIM 
4D se apresenta como uma nova opção de ferramenta de auxílio a 
tomada de decisão na gestão de sistemas construtivos (BIOTTO; 
FORMOSO; ISATTO, 2012). 
O objetivo deste artigo é apresentar uma aplicação Do modelo BIM 4D, 
visando observar atividades realizadas no canteiro de obras. 
Será demonstrado como o modelo integrado 4D é utilizado como apoio 
a tomada de decisão. O modelo como parte integrante da 
metodologia de planejamento e controle da produção. Como 
resultado, são demonstradas decisões tomadas com base na 
visualização do modelo integrado 4D e uma visualização da evolução 
da obra. 
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2 PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO 
O setor da construção civil tem procurado adaptar conceitos, métodos 
e técnicas desenvolvidos para ambientes de produção industrial que, 
em geral, são implementados através de procedimentos administrativos, 
como também de sistemas de planejamento e controle de produção 
(BERNARDES, 2001). Segundo o autor a tomada de decisões está 
intrinsecamente relacionada com o planejamento, pois é através do 
processo decisório que as metas estabelecidas nos planos podem ser 
cumpridas. 
Alguns procedimentos formais orientam o processo de planejamento e 
controle da produção (SAURIN; GUIMARÃES, 2000). Sendo este processo 
dividido em três níveis hierárquicos: curto prazo ou operacional; médio 
prazo e longo prazo ou tático: 
a) Planejamento de Longo Prazo: o plano destinado a um longo 
prazo de execução deve apresentar um baixo grau de detalhes 
(LAUFER, 1997, apud BERNARDES, 2001, p. 28); denominado de 
plano mestre; 
b) Planejamento de Médio Prazo: busca vincular as metas fixadas 
no plano mestre com as designadas no curto prazo (FORMOSO 
et. al. 1999); é considerado como um segundo nível de 
planejamento tático; 
c) Planejamento de Curto Prazo: Deve ser desenvolvido através de 
ações direcionadas a proteger a produção contra os efeitos da 
incerteza, através da utilização de planos passiveis de serem 
atingidos (BALLARD e HOWELL, 1997, apud BERNARDES, 2001, p. 
33). 
Através do PCP pode-se buscar melhoria da produtividade, pois se 
consegue reduzir atrasos, sequenciar o trabalho da melhor forma 
possível, combinar mão de obra com o trabalho a ser realizado e 
coordenar as múltiplas atividades interdependentes (BALLARD, 1994, 
apud BIOTTO, 2012, p. 35). 
4 MODELAGEM BIM 4D 
Os modelos BIM podem representar diversas dimensões (nD) de 
informação de uma edificação. Os modelos nD são uma extensão do 
modelo de informação da construção, o qual incorpora multi-aspectos 
de informação de projeto requerida em cada estágio do ciclo de vida 
de uma edificação (LEE et al., 2002, apud BIOTTO; FORMOSO, ISATTO, 
2012). 
As ferramentas de modelagem 4D podem importar modelos de sistemas 
CAD ou BIM (EASTMAN et. al., 2011). Os softwares e ferramentas 
especializados em 4D provém conexão direta com o cronograma e o 
modelo da construção, tornando o processo mais rápido e confiável se 
comparado à tecnologia CAD (EASTMAN et al., 2011).A modelagem 4D 
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com tecnologia BIM utiliza ferramentas de análise que incorporam os 
componentes BIM e informações sobre o método de construção para 
que os planejadoresotimizem o sequenciamento das atividades. Essas 
ferramentas incorporam o espaço, a utilização dos recursos e 
informações de produtividade (EASTMAN et. al., 2011). 
5 MÉTODO 
5.1 NA EMPRESA 
O estudo trata de aplicação da Tecnologia da Informação e 
Comunicação (TIC) na gestão da produção de um empreendimento 
na cidade de Curitiba. 
A obra que foi escolhida e acordada para a realização da pesquisa 
consiste em um condomínio residencial com quatro torres. Cada torre 
constava com um térreo, três pavimentos tipo, um barrilete e, por último, 
um pavimento para caixa d’água. Cada pavimento possui seis 
apartamentos, totalizando 24 apartamentos por torre e 96 em todo o 
empreendimento. 
A construtora responsável pelo empreendimento estudado é de 
pequeno porte, com cerca de 10 funcionários. Estes são responsáveis 
pelos diferentes departamentos de apoio a obra: suprimentos, 
planejamento, execução, projetos, qualidade e contabilidade. A 
execução da obra foi licitada para uma segunda empresa, empreiteira. 
Os responsáveis por essa não tinham conhecimento sobre BIM. Eram 
profissionais experientes com trabalhos em CAD 2D e cronogramas de 
Gantt, bem como utilização de Linhas de Balanço. 
A construtora praticava planejamento de longo, médio e curto prazo, 
envolvendo obra e escritório. O médio prazo possuía horizonte de oito 
semanas e o curto prazo, uma semana. O longo prazo foi realizado com 
a técnica de Linha de Balanço, com atividades de diferentes ritmos de 
produção. 
Antes da utilização do modelo BIM, já haviam sido realizados os 
projetos, orçamentos e planejamento de longo prazo do 
empreendimento (em Linha de Balanço). 
O planejamento de médio prazo estabelecia as metas para que a 
atividade, em médio prazo, pudesse ser iniciada no canteiro de obras. 
Passadas quatro semanas de planejamento de médio prazo, a equipe 
se reunia para uma reunião de discussão da atividade. Nesta reunião, 
participavam: engenheiro responsável pela obra, gerentes de 
planejamento, suprimentos e qualidade, da construtora; e dois 
engenheiros e mestre de obras, da empreiteira. Quatro semanas pois 
com esse período, a atividade já juntava informações suficientes para 
uma tomada de decisão como mão de obra que executaria, 
especificações técnicas, fornecedor de material etc. 
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Figura 1 – Sala de reuniões da Universidade Federal do Paraná – 
Edifício observado virtualmente. 
 
Fonte: O Autor, 2013 
A empresa não ofereceu recurso, posteriormente para implantação do 
modelo BIM 4D no canteiro de obras. 
5.2 NA UNIVERSIDADE 
Durante os meses de dezembro de 2012 até março de 2013, os modelos 
BIM 3D foram realizados pela equipe de pesquisadores da UFPR. Após 
isso, o BIM 4D foi realizado, de março até abril de 2013. 
Um das reuniões de médio prazo, foi realizada na UFPR no dia 10/04/13, 
contado com além da equipe relatada acima, mais dois pesquisadores 
com foco na coleta de dados. Através de uma análise do BIM 4D, a 
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equipe tomou decisões de replanejamento. 
Os pesquisadores coletaram os arquivos dos softwares e as decisões 
tomadas em reunião. Relataram as decisões nos resultados deste artigo. 
Passados três meses da reunião, o modelo BIM 4D pode ser levado para 
o canteiro de obras, porém somente em imagens extraídas. Toda sexta-
feira, os pesquisadores obtinham o planejamento de curto prazo e 
retroalimentavam no BIM 4D. As imagens eram geradas e 
encaminhadas a equipe de canteiro de obras. 
O modelo BIM 3D apresenta instalações hidráulicas e elétricas, porém 
estas últimas não apresentam disjuntores e fiação. Esquadrias de 
madeira e metálicas foram modeladas como um todo e as diferentes 
tarefas (como caixilhos, fechaduras, portas e vistas) foram sinalizadas 
com cores diferentes no mesmo elemento porta, dentro do software de 
BIM 4D. Revestimentos internos e externos assim como acabamentos 
também fazem parte do modelo. Devido ao software BIM 3D trabalhar 
com elementos compostos e de difícil manuseio, nesta pesquisa não 
foram decompostos em tarefas (o mesmo exemplo da esquadria de 
madeira onde no modelo BIM 3D foi modelada como um todo), por isso 
a opção pelo uso de diferentes cores para sinalização da execução de 
atividades. 
6 RESULTADOS 
Através da utilização do modelo BIM 4D, foi possível compreender a 
sequência executiva das atividades no empreendimento. O 
planejamento, elaborado pôde ser visualizado no âmbito operacional. 
Este estudo teve a finalidade de identificar as tomadas de decisão por 
parte da equipe de projeto e planejamento e posteriormente junto com 
a equipe de execução. O modelo BIM 4D foi analisado pela equipe 
responsável e decisões de replanejamento foram tomadas a respeito, 
principalmente, das instalações elétricas e hidráulicas. 
Figura 2 – Esgoto e entradas de água fria após concretagem da 
laje. 
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Fonte: O Autor, 2013 
No planejamento, as atividades de instalações hidráulicas do térreo 
(que representavam água fria, esgoto e pluviais) estavam para ser 
iniciadas após a concretagem da laje alicerce das torres, conforme a 
Figura 2. Isso demandaria uma quebra da laje para a execução. 
A atividade de instalações hidráulicas era executada como um todo no 
pavimento. Através da visualização do modelo BIM 4D, foi possível 
detectar que as instalações de água fria, de um pavimento qualquer, 
era executado no espaço físico do mesmo (Figura 3). Já as instalações 
de esgoto, demandaria a descida do operário ao pavimento inferior, 
gerando assim uma perda de produtividade. As decisões tomadas de 
replanejamento foram adotar profissionais diferentes para execução de 
cada atividade ou até mesmo, o profissional que assumir um banheiro, 
realizar as instalações de água fria de um pavimento e as instalações 
de esgoto do pavimento superior, ao mesmo tempo. 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Duas atividades executadas simultaneamente em 
pavimentos diferentes. 
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Fonte: O Autor, 2013 
As atividades de revestimento externo se iniciavam durante a execução 
das esquadrias metálicas. Em função da melhor elaboração dos 
requadros externos, a decisão tomada pela equipe foi a de atrasar o 
início do revestimento externo até o final da colocação de esquadrias 
metálicas, conforma a Figura 4. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 – Revestimento externo antes do término das esquadrias 
metálicas 
 
Fonte: O Autor, 2013 
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Semanalmente eram enviadas imagens da situação da obra, 
constando as atividades atrasadas, em vermelho, conforme as figuras 5, 
6 e 7. 
Figura 5 – Dia 02/08/2013 - situação da obra. 
Fonte: O Autor, 2013 
Figura 6 – Dia 09/08/2013 - situação da obra. 
Fonte: O Autor, 2013 
Figura 7 – Dia 16/08/2013 - situação da obra. 
Fonte: O Autor, 2013 
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7 CONCLUSÕES 
Este trabalho apresentou um caso de desenvolvimento de modelo BIM 
4D e sua aplicação na tomada de decisão num empreendimento 
objeto de estudo. A aplicação da ferramenta mostrou-se adequada, 
obtendo-se alguns resultados positivos. Foram apresentados neste 
trabalho exemplos de decisões tomadas com o uso do modelo 
integrado acerca de interferências de atividades no momento da 
execução e possíveis ganhos de produtividade e qualidade que se 
pode obter na execução.A detecção das interferências entre 
atividades, que foram planejadas para serem executadas 
simultaneamente, foi facilitada pelo uso do modelo BIM 4D. Um 
profissional experiente poderia perceber essas interferência com um 
projeto CAD 2D e o planejamento da obra em mão, porém com maior 
esforço mental e gasto de recursos. A utilização da modelagem BIM 4D 
demonstra os interferências com facilidade na detecção do usuário. 
Com este estudo conclui-se que a modelagem 4D tem potencial para 
melhorar o planejamento e a execução da obra. Com a continuidade 
do estudo neste mesmo empreendimento os autores pretendem 
apresentar mais evidências e diretrizes em trabalhos futuros. 
Para a elaboração de um modelo integrado com o nível de detalhes 
deste estudo, deve-se prever um tempo de aproximadamente um mês, 
para tentativas de operação e interoperabilidade dos softwares. Isso 
devido à excessiva perda de dados na exportação entre softwares. 
Os pesquisadores verificaram que a equipe de execução não 
percebeu a necessidade de replanejamento. Isso demandou uma 
introdução prévia dos pesquisadores. 
A manutenção de BIM 4D através do planejamento de curto prazo não 
teve viabilidade, até então, de ser realizada pela equipe de obra. 
Assim, os pesquisadores aos poucos vão introduzindo a prática e a 
dependência da ferramenta no dia a dia de obra. Isso através do envio 
de imagens aos responsáveis. 
A obra do estudo é considerada simples. O uso do BIM 4D se mostrou 
eficaz na detecção de erros e eficiente no tempo e possibilidade de 
detecção dos mesmos. Assim, os autores acreditam que para obras de 
maior complexidade, seja muito interessante para a detecção de 
interferencias entre atividades. 
Quanto ao nível de detalhes, os autores alertam para um melhor estudo 
de tarefas operacionais, como o exemplo citado das esquadrias de 
madeira: caixilhos, porta, massanetas e vistas. Com detalhes como 
estes, é possível otimizar o planejamento por detecção de interferências 
entre as tarefas operacionais. É preciso alertar-se para a representação 
das tarefas operacionais, no BIM 4D, com uso de cores diferentes para 
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uma mesma atividade (elemento). Nesta pesquisa isso foi utilizado 
devido a complexidade de particionar os elementos do BIM 3D em 
tarefas operacionais. O planejamento deve conter este nível de 
detalhe. 
AGRADECIMENTOS 
Os autores agradecem ao Centro de Estudos de Engenharia Civil 
Professor Inaldo Ayres Vieira da UFPR – CESEC e o Grupo de Pesquisa em 
Tecnologia de Informação e Comunicação - GRUPOTIC, por 
proporcionar recursos para a realização da pesquisa; ao CNPq e FINEP, 
por financiar o projeto de pesquisa Tecnologia da Informação e 
Comunicação Aplicada a Habitações de Interesse Social (TICHIS) e 
outros tantos estudos sobre BIM; aos colegas da UFPR e demais 
universidades parceiras no estudo pela colaboração essencial e 
oportuna. 
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