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0 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL VANTAGENS DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS NA ENGENHARIA CIVIL ALIADA AO USO DA METODOLOGIA BIM TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Amanda Forgiarini Balem Santa Maria, RS, Brasil 2015 1 VANTAGENS DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS NA ENGENHARIA CIVIL ALIADA AO USO DA METODOLOGIA BIM Amanda Forgiarini Balem Trabalho de conclusão de curso apresentada ao Curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheira Civil. Orientador: Prof. Juliana Pippi Antoniazzi Santa Maria, RS, Brasil 2015 2 Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Civil A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso VANTAGENS DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS NA ENGENHARIA CIVIL ALIADA AO USO DA METODOLOGIA BIM elaborada por Amanda Forgiarini Balem como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheira Civil COMISSÃO EXAMINADORA: ______________________________ Juliana Pippi Antoniazzi, Ms. (Presidente/Orientadora) ____________________________________ Bernadete Trindade, Prof ª Drª ____________________________________ Larissa D. Kirchhof, Profª Santa Maria, 10 de julho de 2015. 3 DEDICATÓRIA À minha eterna professora, minha mãe, que dedicou a vida à manutenção de uma família unida e feliz, que me permitiu sonhar e acreditar que esse sonho, por mais distante que seja, possa vir a se realizar. 4 AGRADECIMENTOS À professora Juliana pela orientação, disponibilidade, paciência e motivação que foram imprescindíveis para a realização do presente trabalho. Agradeço também pela indicação do tema, cuja instigante atualidade me permitiu renovar as esperanças em relação à evolução dos processos construtivos no Brasil. Aos Engenheiros Levi Gil Coelho e Lucas Coradin, por dedicarem seu tempo ao desenvolvimento deste trabalho e, principalmente, por compartilharem comigo suas experiências e conhecimento. Ao meu namorado, Eduardo, por todo auxílio e apoio, durante a realização das diversas etapas de elaboração deste trabalho, que além da paciência, amor e carinho, incentivou a buscar minha qualificação e crescimento profissional permitindo que me tornasse uma pessoa mais realizada e confiante. À minha família pelo apoio emocional e financeiro, sem os quais não teria as ferramentas e recursos necessários para realizar uma faculdade e uma monografia conforme as minhas expectativas; e, sobretudo ao meu pai, por ter projetado uma figura profissional que pude me identificar e espelhar. Finalmente, um agradecimento à minha irmã que, embora não tenha participado muito da elaboração da minha monografia, foi a principal responsável pela minha mudança para Porto Alegre. 5 RESUMO Trabalho de Conclusão de Curso Curso de Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Maria VANTAGENS DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS NA ENGENHARIA CIVIL ALIADA AO USO DA METODOLOGIA BIM AUTORA: AMANDA FORGIARINI BALEM ORIENTADORA: JULIANA PIPPI ANTONIAZZI Data e Local da Defesa: Santa Maria, 10 de julho de 2015. No cenário atual da construção civil, devido à grande demanda de obras e aos curtos prazos a elas estabelecidos, é recorrente a verificação de altos índices de retrabalhos nos canteiros. Este fator pode ser atribuído, muitas vezes, à carência de profissionais especializados em compatibilização de projetos e à negligência na execução dos projetos no canteiro de obra. Dessa maneira, o presente trabalho tem por objetivo, apresentar a importância do processo de compatibilização de projetos na Engenharia Civil, enfatizando os benefícios do sistema Building Information Modeling (BIM). A fim de alcançar os resultados almejados, o trabalho realiza uma pesquisa bibliográfica para que se torne possível conceituar e contrastar os assuntos técnicos estudados, bem como, embasar a pesquisa e guiar um estudo de caso. Assim, o estudo de caso visa exemplificar o objeto da pesquisa através de uma análise retrospecta em uma edificação multifamiliar, em fase de conclusão, na cidade de Porto Alegre/RS. Além disso, é realizada uma análise na plataforma Revit como forma de exemplificar a aplicação da metodologia BIM, uma vez que, projetos que usam essa plataforma tendem a apresentar maior vantagem competitiva por fornecerem melhor coordenação e qualidade. Assim, o estudo de caso realizado neste trabalho, bem como a revisão de conceitos acerca do assunto, comprovam as desvantagens e prejuízos gerados pela falta de compatibilização de projetos na construção civil que, com a utilização da metodologia BIM, na forma da plataforma Revit, por exemplo, tenderiam a ser mínimas ou até inexistentes Palavras-chave: Compatibilização de projetos, Building Information Modeling, Gerenciamento de projetos. 6 ABSTRACT Term Paper Civil Engineering Course Federal University of Santa Maria BENEFITS ON THE COMPATIBILITY BETWEEN PROJECTS IN CIVIL ENGINEERING ALLIED WITH THE USE OF METHODOLOGY BIM AUTHOR: AMANDA FORGIARINI BALEM ADVISOR: JULIANA PIPPI ANTONIAZZI Date and place: Santa Maria, 10 July 2015. In the current scenario the construction field, due to the great demand for works and short deadlines to those, it recurs the high level of rework on the construction site. This factor occurs often to the lack of specialized professionals on project compatibility and the negligence that exists in theirs execution on the construction site. Therefore, the present study aims to show the importance of the process on the compatibility between projects in Civil Engineering, emphasizing the benefits of the Building Information Modeling (BIM). Thereby, in order to get the desired results, this work uses the literature to make possible to conceptualize and contrast the technical subjects studied, as well as base the research and guide a case study. Thus, the case study intends to illustrate by analyzing a multifamily building, nearing its conclusion, located in the city of Porto Alegre/RS. Furthermore, Revit platform performs the analysis for being an example of the application of the BIM methodology once projects that use this technology have a greater competitive advantage to obtain better coordination and quality. Under these circumstances, the case study in this work, as well as a review of concepts on the subject, make clear the disadvantages and losses generated by the lack of the compatibility between projects in the construction field that with the use of BIM methodology, like the Revit platform, would be minimal or even non-existent. Keywords: Project Compatibility, Building Information Modeling, Project Management. 7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Integração dos modelos 3D no SAI...........................................................24 Figura 2 – Fluxograma de Engenharia Simultânea.....................................................26 Figura 3 – Fluxograma de Engenharia Sequencial....................................................26 Figura 4 – Fluxograma BIM........................................................................................30Figura 5 – Interligação entre os elementos envolvidos no processo de projeto e construção...................................................................................................31 Figura 6 – Torre 2, Aurora, Colorado.........................................................................38 Figura 7 – Fluxograma BIM........................................................................................40 Figura 8 – Layout do Revit 2013................................................................................41 Figura 9 – Visão Sistêmica do Processo de Projeto..................................................43 Figura 10 – Reconstrução da viga da piscina............................................................45 Figura 11 – Reconstrução da viga da piscina............................................................45 Figura 12 – Reforço estrutural nos furos das coifas das cozinhas.............................46 Figura 13 – Tubo metálico para reforço.....................................................................46 Figura 14 - Reforço estrutural....................................................................................47 Figura 15 – Projeto Hidrossanitário contendo a tubulação de gás dentro do painel de medidores...................................................................................................................47 Figura 16 – Projeto Legal Reservatório Superior.......................................................48 Figura 17 – Projeto Executivo Reservatório Superior................................................48 Figura 18 – Detalhe da abertura na cortina................................................................49 Figura 19 – Detalhe da ventilação do estacionamento do subsolo no pavimento térreo..........................................................................................................................50 Figura 20– Projeto de formas do pavimento térreo sem esperas para a ventilação...................................................................................................................50 Figura 21 – Laje da casa de máquinas......................................................................51 Figura 22 – Casa de máquinas após reconstrução....................................................51 Figura 23 – Projeto de instalações hidrossanitárias do pavimento térreo com tubulação passando dentro da viga V48....................................................................52 Figura 24 – Projeto de formas do pavimento térreo sem esperas para passagem de tubulação hidráulica....................................................................................................52 Figura 25 – Armadura da viga V48 sem esperas para passagem da tubulação de água............................................................................................................................53 Figura 26 – Rebaixo do hall de entrada terminando no meio de áreas expostas a chuva direta................................................................................................................53 Figura 27 – Rebaixo do hall de entrada terminando no meio de áreas expostas a chuva direta................................................................................................................54 8 LISTA DE QUADROS Quadro 1 – Origens do problema da obra..................................................................20 Quadro 2 – Check List de compatibilização...............................................................24 9 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 – Capacidade de influência no custo final de um empreendimento...........14 Gráfico 2 – Investimento na fase de projetos x práticas convencionais.....................18 Gráfico 3 – Cadeia produtiva: perda por falta de interoperabilidade..........................19 Gráfico 4 – Nível de influência sobre os custos do empreendimento........................21 Gráfico 5 – Clico de vida do projeto de um produto em Engenharia sequencial e Engenharia simultânea..............................................................................28 Gráfico 6 – Benefícios do BIM para empreiteiros.......................................................33 Gráfico 7 – Barreiras do BIM......................................................................................35 Gráfico 8 – Efeito do uso dos softwares x esforço de uso.........................................42 Gráfico 9 – Incompatibilidades mais comuns encontradas pelos entrevistados........55 Gráfico 10 – Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre compatibilização de projetos......................................................................................55 Gráfico 11 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre problemas decorrentes da falta de compatibilização de projetos................................................56 Gráfico 12 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre gerencia de projetos.................................................................................................................56 Gráfico 13 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre gerenciamento de informações..................................................................................56 Gráfico 14 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre planejamento da produção da obra............................................................................57 Gráfico 15 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre realização de reuniões para compatibilização de projetos..........................................................57 Gráfico 16 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre gerenciamento de projetos.........................................................................................57 Gráfico 17 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre a formação dos responsáveis pela compatibilização de projetos.................................58 Gráfico 18 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre percentual de desperdício em consequência da falta de compatibilização.................................58 Gráfico 19 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre a existência de um manual para auxílio na compatibilização.......................................58 Gráfico 20 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre estabelecimento de regras para a atividade de compatibilizar projetos....................58 Gráfico 21 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre como são estabelecidas as regras para compatibilização.........................................................59 Gráfico 22 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre os documentos utilizados para a compatibilização........................................................59 Gráfico 23 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre as ferramentas utilizadas para compatibilização...........................................................59 Gráfico 24 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre o número de compatibilizações.................................................................................................60 Gráfico 25 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre registro de não-conformidades oriundas da falta de compatibilização.......................................60 Gráficos 26 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre Engenharia Simultânea.............................................................................................60 Gráfico 27 - Resposta dos entrevistados acerca do questionamento sobre FMEA.........................................................................................................................6010 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Origens dos problemas patológicos na construção civil .........................20 Tabela 2 – Funcionamento do método FMEA ...........................................................23 11 LISTA DE ANEXOS Anexo A – Quadro para análise do modo e efeito de falhas ....................................72 Anexo B – Modelo de questionário utilizado nas entrevistas com engenheiros da construtora GPinheiro ................................................................................................73 12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 13 1.1Justificativa ..................................................................................................................... 15 1.2 Objetivos ......................................................................................................................... 15 1.3 Estrutura do Trabalho .................................................................................................. 16 2 METODOLOGIA ................................................................................................................. 17 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................... 18 3.1 O projeto: conceito e importância ............................................................................ 18 3.2 Compatibilização de projetos e suas vantagens ................................................. 21 3.3 Engenharia Simultânea: uma nova tendência (conceitos e vantagens) ........ 25 3.4 BIM: conceitos ............................................................................................................... 28 3.5 BIM: vantagens e desafios ......................................................................................... 32 3.6 Projetos integrados: o uso da plataforma BIM na gestão de projetos ........... 36 3.7 Software Revit: o que é, como funciona e como pode revolucionar a engenharia ............................................................................................................................. 39 4 ESTUDO DE CASO ........................................................................................................... 44 4.1 Incompatibilidades que ocasionaram erros .......................................................... 44 4.2 Aplicação do questionário aos envolvidos ........................................................... 54 4.3 Discussão dos resultados .......................................................................................... 61 5 CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 63 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 65 ANEXOS ................................................................................................................................. 72 12114 13 1 INTRODUÇÃO A construção civil vem passando, nas últimas décadas, por um importante e complexo processo de transformação, devido às condições econômicas do país e à própria estrutura competitiva do setor. Esta transformação vem acontecendo a partir do lançamento de novos softwares, com metodologias modernas de elaboração de projetos, bem como novas técnicas construtivas mais ágeis e eficientes, que buscam minimizar e reutilizar os resíduos da construção civil e, cada vez mais, atendem às condições de segurança do trabalho. Na construção civil, assim como em outros setores da indústria, os projetos têm importância fundamental na qualidade final do produto e no prazo de execução da obra. Além disso, Fabrício (2002) afirma que a concepção e o projeto também estão atrelados a sustentabilidade do produto e eficiência dos processos. Segundo a norma 13531/95 da Associação Brasileiras de Normas Técnicas (ABNT), referente à Elaboração de Projetos de Edificações - Atividades Técnicas, define-se como elaboração de projeto de edificações: A determinação e representação prévias dos atributos funcionais, formais e técnicos de elementos de edificação a construir, a pré-fabricar, a montar, a ampliar, a reduzir, a modificar ou a recuperar, abrangendo os ambientes exteriores e interiores e os projetos de elementos da edificação e das instalações prediais. (ABNT, 1995). Para Franco e Agopyan (1993), é durante a elaboração do projeto que são tomadas as decisões que trazem maior repercussão nos custos, velocidade e qualidade dos empreendimentos. Na carência de mudança do paradigma produtivo, a construção civil tem buscado novos métodos gerenciais para garantir um incremento real em produtividade, no qual se destaca a Modelagem da Informação da Construção (Builiding Information Modeling). As construtoras, em sua maioria, terceirizam a elaboração dos projetos, subcontratando escritórios que estão fora de seus organogramas. Tal medida visa reduzir os custos, porém muitas vezes, acaba por acarretar negligência de comunicação e interoperabilidade entre os engenheiros projetistas e engenheiros de obra. Assim, a elaboração de um projeto é compreendida como um custo, quando, na verdade, deveria ser considerada um “investimento cujos retornos se darão na maior eficiência de sua produção e na maior qualidade dos produtos gerados” (MELHADO, 1994). 14 O gráfico 1 mostra a capacidade de influenciar o custo final de um empreendimento de edifício ao longo de suas fases. Gráfico 1 – Capacidade de influência no custo final de um empreendimento (HAMMARLUND; JOSEPHSON, 1992) Pesquisas com foco na elaboração simultânea de projetos na construção civil vêm sendo cada vez mais difundidas. Apesar disso, ainda não estão sendo aplicadas em grande escala, devido à dificuldade de manuseio e à falta de conhecimento dos profissionais envolvidos. Baseado na notória falta de comunicação entre projeto e execução nos diversos setores envolvidos em um processo construtivo no ramo da engenharia, faz-se necessário, cada vez mais, o estudo e aprimoramento de uma metodologia e/ou ferramenta eficaz para unificação e compatibilização desses processos. Desta forma, buscaria-se diminuir custos, agilizar os processos, profissionalizar a execução e integrar a equipe. Visando à melhoria dessa etapa do sistema construtivo e à minimização de erros na execução de empreendimentos, além de revisar conceitos, o presente trabalho buscará enfatizar os benefícios relacionados ao uso da ferramenta BIM na compatibilização de projetos. Para isso, será apresentado e fundamentado o seu processo de funcionamento e implantação, para, então, realizar-se uma análise sobre o software Revit fabricado pela Autodesk, como ferramenta de aplicação da metodologia BIM. 15 1.1 Justificativa No meio da construção civil, é crescente o índice de retrabalho devido à carência de profissionais especializados em compatibilização de projetos e à negligência na execução do projeto no canteiro de obra. É devido a esses fatos e suas inúmeras consequências, que a engenharia civil perde qualidade de produção gerando custos excessivos e desnecessários em uma construção. Apesar do conhecimento das vantagens da compatibilização, os profissionais especializados nas diversas disciplinas relacionadas a elaboração de projetos, ainda impõem restrições ao uso de softwares mais atualizados que podem facilitar o processo construtivo.Por isso, o estudo de caso realizado neste trabalho busca apresentar informações acerca dos desperdícios no decorrer de uma edificação, propondo soluções a partir de ferramentas modernas e mais eficientes. 1.2 Objetivos O presente trabalho tem como objetivo geral apresentar a importância do processo de compatibilização de projetos na Engenharia Civil, enfatizando os benefícios do sistema Building Information Modeling (BIM) como metodologia de gerenciamento de projetos. Para isso, os objetivos específicos estabelecidos são: - Elencar as vantagens da compatibilização de projetos; - Apresentar os riscos da elaboração independente de projetos na construção civil; - Expor conceitos de Engenharia Simultânea; - Expor conceitos e ferramentas disponíveis para a metodologia BIM; - Relacionar a compatibilização de projetos com a metodologia BIM; - Revisar conceitos do software Revit (Autodesk), baseado no uso da metodologia BIM; - Realizar um estudo de caso avaliando os principais problemas gerados em uma obra, de um prédio residencial de dezenove pavimentos, localizada na cidade de Porto Alegre/RS, pela incompatibilidade entre os projetos. 16 1.3 Estrutura do Trabalho O presente trabalho foi estruturado em 3 capítulos principais precedidos por uma introdução, primeiro capítulo, contendo motivações e a justificativa pela escolha do assunto bem como os objetivos da pesquisa. O segundo capítulo apresenta a metodologia e o terceiro apresenta uma revisão bibliográfica contendo todo o embasamento teórico necessário para a compreensão do tema, explicitando conceitos básicos de projeto, compatibilização de projetos, engenharia simultânea, BIM e Revit. O quarto capitulo contém o estudo de caso realizado sobre compatibilização de projetos em uma obra na cidade de Porto Alegre bem como entrevistas realizadas com profissionais da área de engenharia abordando o assunto. O quinto capítulo é a conclusão, apresentando um fechamento com discussões acerca dos resultados encontrados. Por fim apresentam-se as referências bibliográficas e anexos. 17 2 METODOLOGIA A fim de alcançar os objetivos e solucionar as dúvidas relacionadas às vantagens da compatibilização de projetos na Engenharia Civil, bem como esclarecer as questões inerentes à metodologia BIM, o método de abordagem utilizado neste trabalho é o dedutivo. Para Lakatos e Marconi (1991), o método dedutivo consiste em partir de um raciocínio geral sobre determinado assunto e atingir um resultado particular, através de um raciocínio dedutivo, que busca explicar o conteúdo das premissas. Para chegar aos resultados almejados, será utilizada a pesquisa bibliográfica para que, através de fontes confiáveis e competentes, seja possível conceituar e contrastar os assuntos técnicos estudados. Além disso, é empregada uma pesquisa documental, quando, através de trabalhos similares em outros locais do Brasil e do mundo, busca-se comparar os resultados a fim de ampliar as discussões e qualificar os resultados da pesquisa. Baseado nas premissas já elaboradas acerca das aplicações da compatibilização de projetos e metodologia BIM, este trabalho almeja averiguar as suposições propostas, aplicando, assim, o método de procedimento conhecido como estudo de caso. Lakatos e Marconi (1991) definem estudo de caso como a análise de determinados objetos, examinando o tema escolhido e observando os fatores que o influenciaram. Finalmente, com o objetivo de exemplificar o objeto de pesquisa, bem como colocar em prática os resultados e suposições encontrados, será realizado um estudo de caso em uma obra na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. O estudo de caso, para Gil (2008), traz uma metodologia menos rígida, requerendo que o pesquisador planeje adequadamente os passos do estudo. O estudo de caso em questão será realizado por meio de acompanhamento da construção de um prédio residencial com dezenove pavimentos, na cidade de Porto Alegre. O método aplicado será a sobreposição de projetos em 2D, para encontrar possíveis inconsistências pela falta de compatibilização prévia. Dessa maneira, será comparado os projetos Estrutural, Hidráulico, Arquitetônico e de Furação, durante os meses de março a julho de 2015 18 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 O projeto: conceito e importância A palavra projeto deriva do latim projetum, que significa antes de uma ação, assim, projeto pode ser definido como uma ação prévia de um empreendimento, pesquisa ou desenho de modo sistemático e planejado para alcançar um objetivo. Ainda, segundo a Associação Brasileira de Escritórios de Arquitetura (1992) “é um conjunto de ações caracterizadas e quantificadas, necessárias à concretização de um objetivo”. É bastante perceptível, hoje, no setor da construção civil, a necessidade de se aperfeiçoar o processo de concepção de projetos de edificações com intuito de interagir com a execução nos canteiros de obras, isto é, “no sentido de otimizar e agregar valor ao empreendimento como produto final” (MIKALDO JR; SCHEER, 2008). De acordo com (RODRIGUES, 1992 apud ALGAYER, 2014) projeto é um processo que passa pelas etapas de idealização, simulação e implantação, com o objetivo de trazer as ideias para a realidade. Já para a Engenharia Civil, o termo representa um conjunto de informações (desenhos, especificações, etc.) que instruem a implantação de um empreendimento (NASCIMENTO; SANTOS, 2001). O gráfico 2 mostra a relação de maior investimento na fase de projetos x práticas convencionais, demonstrando o potencial de redução de custos e de prazos de obra que podem ser conseguidos com um maior investimento na área de projetos. Gráfico 2 – Investimento na fase de projetos x práticas convencionais (BARROS; MELHADO, 1993 apud MELHADO, 1994). 19 Também, o projeto se caracteriza por ser um processo elaborado por diversos ramos específicos, como arquitetura, estrutura e instalações prediais (FABRÍCIO, 1998). Essas áreas possuem uma relação de hierarquia, em que, geralmente, o projeto arquitetônico é o responsável pelas indicações a serem seguidas pelos projetos de estruturas e instalações (MELHADO, 1997). Nota-se que essa relação hierárquica faz com que uma etapa de projeto de determinada especialidade, segundo Fabrício (1998), dependa do término da outra etapa para então ser iniciada, separando a fase de concepção da edificação do desenvolvimento do projeto. É, então, após o lançamento do empreendimento que é feita a contratação dos demais projetistas participantes do processo de elaboração. Sendo assim, estes não trabalham de maneira conjunta e o processo de projeto acaba sendo segmentado e individualizado, como representa o gráfico 3. Gráfico 3 – Cadeia produtiva: perda por falta de interoperabilidade (SUZUKI, 2015). Além da falta de interoperabilidade entre os projetistas, outro fator importante de ser destacado é a baixa qualidade dos projetos, o que muitas vezes acarreta inúmeros retrabalhos. Estes fatores podem ser associados, dentre outros, à exigência por parte do contratante em relação ao cumprimento de metas e prazos, o que geralmente acaba resultando em efeitos contrários, uma vez que o retrabalho, seja em projeto ou em obra, demanda custos e tempo adicionais à execução do empreendimento. Para Miszura (2013), a crescente demanda de projetos 20 imobiliários no mercado fez com que a equipe de projeto se distanciasse cada vez mais da prática da construção. A partir disso, Vargas (2008) salientaque esse sistema favorece o amadurecimento isolado de cada área em relação ao estudo de soluções conjuntas para as incompatibilidades, logo, a sobreposição dos diferentes tipos de projeto ocorre somente ao fim do projeto. Surge, então a necessidade de compatibilizar projetos que já estão finalizados, desperdiçando tempo e energia com os retrabalhos. Além do desperdício de tempo, há o excesso de gastos não previstos anteriormente. Muitos autores concordam que, para reduzir os custos da obra, a atenção deve ser voltada para essa fase inicial do processo de projeto, pois nessa etapa ainda é passível de se evitar erros e de acordo com Abrantes (1995) apud Tavares Junior (2001), os projetos podem representar até 60% dos problemas da obra, conforme demonstram as tabelas 1 e 2. Ainda, Picchi (1993) apud Novaes (1998) destaca a importância do processo de projeto, por serem instrumentos da garantia e do controle da qualidade do empreendimento. Tabela 1 – Origens dos problemas patológicos na construção civil (ABRANTES, 1995 apud TAVARES JUNIOR, 2001). Quadro 1 – Origens do problema da obra (MOTTEU; CONDE, 1989 apud MELHADO, 1994) 21 Portanto, a fase de projeto desempenha um papel muito relevante na construção civil, uma vez que possibilita o mapeamento das probabilidades pré- execução, bem como, o aprimoramento de métodos executivos e a detecção de problemas, falhas e patologias, permitindo a redução de desperdícios e maximizando os ganhos financeiros (SOUSA JUNIOR; MAIA; CORREIO, 2014). O gráfico 4 representa o nível de influência sobre os custos do empreendimento, a partir do qual é possível notar que o projeto exerce uma considerável influência sobre os custos da edificação, pois ainda há muitas alternativas existentes nessa etapa em que poucas despesas foram geradas (TAVARES JUNIOR, 2001). Gráfico 4 – Nível de influência sobre os custos do empreendimento (Souza et al., 1994). 3.2 Compatibilização de projetos e suas vantagens Compatibilizar projetos é verificar se os componentes dos sistemas ocupam espaços conflitantes entre si e, assim, garantir que os dados compartilhados tenham conexão e sejam seguros até o término do projeto (GRAZIANO, 2003). Para isso, é necessário a participação dos diversos projetistas envolvidos nas etapas de planejamento e execução do empreendimento, o que resultará em maior entendimento das etapas construtivas, permitindo, assim, a elaboração de projetos com o menor número de incertezas e com a maior proximidade da realidade (NOVAES, 1998). 22 De acordo com Rodriguez (2005), compatibilizar projetos é analisar, identificar e corrigir interferências físicas entre as diferentes áreas de projeto de uma edificação. Ainda, o SEBRAE/SINDUSCON – PR (1995) apud Callegari (2007) define compatibilização de projetos como uma atividade de gerenciar e integrar projetos, objetivando o melhor ajuste entre os mesmos, afim de alcançar os padrões de qualidade de determinada obra. O compatibilizador de projetos, portanto, é aquele que consegue compreender o raciocínio conceitual e levar a informação dimensional para discussão, tendo assim uma importância adicional além daquela de sobrepor desenhos, até então comumente praticada (FERREIRA, 2001). Além disso, Kamei e Ferreira (2002) acrescentam que as ações do compatibilizador podem interferir no sucesso do empreendimento, por desconhecimento ou omissão. O sucesso do empreendimento fica ainda mais comprometido quando não há a compatibilização dos projetos, podendo ser evidenciados problemas de falta de qualidade, maior índice de retrabalhos, alongamento dos prazos de execução da obra e acréscimo do custo de construção (TAVARES JUNIOR et al, 2003). Dentro do processo de compatibilização, quanto mais forem as sobreposições entre o projeto arquitetônico e os demais projetos complementares, maior é o grau de assertividade da etapa construtiva e maior é o esclarecimento das informações entre os profissionais (FETZ, 2009). Horostecki (2014) salienta que “compatibilizar projetos requer investimentos que podem representar de 1% a 1,5% do custo da obra, mas gera diminuição de despesas que varia de 5% a 10% desse mesmo custo”. A relevância da compatibilização pode ser notada através dos desperdícios que a falta desta pode causar. Rodriguez (2005) afirma que a falta de compatibilização pode contribuir para a elevação de custos devido ao desperdício com: - “Superdimensionamento ou subdimensionamento dos sistemas”; - “Atrasos e retrabalhos devido a interferências entre os projetos, ou por falta ou incorreção de informações”; - “Desperdícios de recursos materiais e de mão de obra para a operação e a manutenção”. 23 Existem, portanto, alguns métodos para fazer a tão necessária compatibilização de projetos, como, a sobreposição de projetos 2D em softwares de CAD, integração de modelos 3D e o método Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) - Análise dos modos e efeitos de falhas, exemplificado através da tabela representada pelo anexo A. Criado em 1950, o método FMEA tem o objetivo de identificar possíveis falhas, suas causas e efeitos (PUENTE et al, 2002). O método considera que: - O trabalho de compatibilização não inclui revisão de projetos; - A revisão de cada projeto é atribuição do projetista específico; - O trabalho de compatibilização de projetos não pode incluir a ação de co- projetar; - O projeto é atribuição do projetista ao qual foi confiada a tarefa; - O trabalho de compatibilização de projetos tem as dimensões para: fazer seguir o plano estratégico do projeto; fazer seguir a pesquisa de mercado do desenvolvimento do produto; fazer seguir a viabilidade técnico-econômica do empreendimento; fazer seguir a construtibilidade do projeto para a obra e ser o facilitador das ações dos projetistas. A tabela 2 faz um resumo de como funciona o método FMEA, ficando evidente que a análise de falhas é feita de baixo para cima, o que possibilita ações preventivas a estas falhas em potencial, proporcionando melhorias ao processo de projeto. (HELMAN; ANDERY, 1995 apud TAVARES JUNIOR, 2001). Tabela 2 – Funcionamento do método FMEA (HELMAN; ANDERY, 1995 apud TAVARES JUNIOR, 2001). 24 Para Mikaldo Jr. e Scheer (2008) a verificação dos projetos pode ser realizada a partir da sobreposição de plantas em 2D em software CAD, com auxílio de check- list, bem como com uso de software de integração tridimensional. Como exemplo, a AltoQi desenvolveu o SAI – Sistema de Análise de Interferências, que permite detectar interferências físicas entre as várias disciplinas, devido à integração tridimensional entre os demais softwares compatíveis: Eberick, Hydros e Lumine, como mostra a figura 1 a seguir. Figura 1 – Integração dos modelos 3D no SAI (MIKALDO JR; SCHEER, 2008). Os quadros 2 e 3, a seguir, são modelos de check list usado para auxiliar a compatibilização de projetos. Quadro 2 – Check List de compatibilização (FONTENELLE, 2002). 25 O quadro 3 exemplifica como uma determinada empresa faz sua compatibilização de projetos. Cada combinação (ex.: arquitetônico versus estrutural) tem alguns itens específicos a serem verificados que geralmente são os que mais revelam problemas de inconsistência. Então, o gerenciador de projetos usa esta sequência como manual para facilitar o processo de sobreposição de desenhos e, portanto, a visualização das incompatibilidades. Quadro 3 – Check List de compatibilização de projetos (GIACOMELLI, 2014). 3.3 Engenharia Simultânea: uma nova tendência (conceitos e vantagens)Surgida na década de 90 a expressão Engenharia Simultânea (Concurrent Engineering – CE) engloba diversos conceitos que tem como objetivo o encurtamento do tempo de produção de um bem pela indústria. Na construção civil, evidencia-se que esse conceito trouxe novas ideias sobre o modo de se fazer um melhor gerenciamento dos empreendimentos de construção e o exemplo de maior aplicabilidade na construção é representando pelo que se batizou de Modelo de Informações da Construção (FERREIRA, 2001). A Engenharia Simultânea (ES) é vista como um novo modo organizacional da empresa para explorar, eficientemente, as potencialidades em ascensão de equipamentos e softwares disponíveis para o desenvolvimento de produtos e 26 processos (KRUGLIANSKAS, 1993). De acordo com Melhado (1997), esse termo surge da necessidade de resolver problemas de qualidade relacionados à fase de uso, o aumento das exigências dos clientes as pressões de custo e a necessidade de inovação. As figuras 2 e 3 de Tavares Junior (2001) representam a diferença do modelo de Engenharia Sequencial e Engenharia Simultânea, respectivamente. A partir delas é possível notar no processo tradicional existe uma deficiência no que diz respeito à integração entre as etapas e à troca sistemática de informações. Já com a introdução da Engenharia Simultânea, como o próprio nome sugere, as execuções das tarefas do processo de projeto são realizadas quase que simultaneamente. Ainda com a nova metodologia, verifica-se que o desenvolvimento do projeto é feito em paralelo com o desenvolvimento do produto (briefing). Figura 2 – Fluxograma de Engenharia Simultânea (TAVARES JUNIOR, 2001). Figura 3 – Fluxograma de Engenharia Sequencial (TAVARES JUNIOR, 2001). Assim, o conceito de Engenharia Simultânea (ES), pode ser resumido como sendo a “integração do projeto do produto e do processo em toda a empresa”. (FINGER, 1993 apud BECKER; NICOLETTI, 2011) O objetivo desse processo, segundo Broughton (1990), é reduzir tempo de produção e custo, adicionando qualidade ao processo, integrando projeto e a manufatura devido ao paralelismo das 27 atividades. Mais detalhadamente é o desenvolvimento integrado de produtos e processos que prioriza o atendimento ao cliente e suas expectativas, incluindo valores de trabalho em equipe, como cooperação e compartilhamento, de maneira que as decisões sejam tomadas no início do desenvolvimento do projeto incluindo todas as perspectivas do ciclo de vida do empreendimento (ASHLEY, 1992 apud PRASAD, 1996). A ES sugere que, para a obtenção de um processo de melhoria contínua, qualquer modificação sugerida em um projeto, seja analisada pela equipe de trabalho antes de ser colocada em prática, pois dessa forma, todos os detalhes considerados no projeto serão levados em conta sem modificar os padrões iniciais estabelecidos com o cliente (MELLONI, 1998). Para isso, Dean e Susman (1991) apud Melloni (1998) aconselham o desenvolvimento de um único departamento que reúna os dois processos: de projeto e de fabricação, permitindo uma maior integração com a existência de uma linguagem comum. São inúmeras as vantagens da aplicação desse sistema de integração, como um produto final de melhor qualidade considerando a manufaturabilidade na fase de desenvolvimento, encurtamento do ciclo de concepção – desenvolvimento – lançamento de um produto, conhecido como “time to market”, redução geral de custos envolvendo projeto, processo e produto, melhorando a eficiência de todo processo, evitando rejeitos e retrabalhos (GIFFI et al, 1990 apud MELLONI, 1998). Para alavancar a essência da ES, conta-se hoje em dia, com a disponibilidade de tecnologias de informação, com destaque para a internet, que facilitam as atividades de colaboração e coordenação de projetos. Para isso são usados os ambientes chamados “extranets” que são sistemas de gerenciamento de projetos baseados na web (SANTOS; NASCIMENTO, 2002 apud MIKALDO; SCHEER, 2008), que tem por finalidade, melhorar a comunicação entre os demais projetistas envolvidos no projeto. Então, simplificando, os benefícios estão relacionados à economia de tempo, recursos e custos, consequência da minimização de equívocos e retrabalhos no processo de projeto devido a uma integração entre projeto e projetista. O gráfico 5 mostra um comparativo do tempo de ciclo de vida do projeto de um produto entre a Engenharia sequencial tradicional e a Engenharia simultânea. 28 Gráfico 5 – Clico de vida do projeto de um produto em Engenharia sequencial e Engenharia simultânea (KRUGLIANSKAS, 1993). A partir da imagem é possível notar a economia de tempo que a ES oferece ao processo, que concentra seus esforços na área de projetos. A fim de evitar desperdícios na construção civil, esforços são direcionados para a área projetual, conforme já foi relatado, constituindo o caminho crítico para a obtenção de qualidade na construção, redução de tempo e custo. Para se obter êxito na concepção e coordenação de projetos de um empreendimento, é necessária a integração entre os diversos participantes do processo, (FABRICIO, 2002). A partir disso a compatibilização se encaixa como um complemento das etapas de realização de projetos encontrando falhas pela falta de integração dos projetos ou engenharia simultânea. 3.4 BIM: conceitos Com o surgimento de novas tecnologias, melhoras significativas têm sido lançadas no mercado de softwares, com novas funções, novos layouts, integração de informações e dados que podem ser importados e exportados. Uma dessas novas tecnologias foi batizada como “Building Information Modeling – BIM”. Conhecido como Modelagem da Informação da Construção ou Modelo Paramétrico da Construção Virtual, além de ser um modelo de visualização do espaço projetado, é um modelo digital que contém um banco de dados que agrega informações para 29 diversas finalidades, tais como aumento da produtividade e racionalização do processo (CRESPO; RUSCHEL, 2007). Mattos (2014) faz referência à evolução da modelagem BIM, que tem inovado os campos da engenharia e arquitetura, permitindo uma visão mais clara e objetiva de desenhos e projetos. Começando com o modelo 3D, em que há consolidação dos projetos em um ambiente virtual em três dimensões, é possível identificar inconsistências entre os projetos, o que facilita a manutenção e as alterações por parte do projetista. Com a introdução da 4° dimensão, tornou-se possível ao gestor de projetos acompanhar o avanço físico da construção, visto que os elementos gráficos da construção passam a ser atrelados ao cronograma da obra. Agregando ainda mais informações ao processo de projetos, Mattos (2014) aborda a modelagem 5D, com a introdução da variável custo. A partir desse elemento, é possível, através da parametrização dos objetos com seus respectivos insumos de produção, atualizar automaticamente o orçamento da obra, na medida em que são modificadas as demais pranchas do projeto. Com toda a evolução da modelagem já descrita anteriormente, ainda existe a 6° dimensão. Essa grandeza está relacionada com o gerenciamento do ciclo de vida do produto, ou seja, com o BIM 6D é possível controlar a garantia dos equipamentos, planos de manutenção, dados de fabricantes e fornecedores, custos de operação e até mesmo fotos. Através das modelagens 3D, 4D, 5D e 6D o BIM está emergindo como um novo potencial tecnológico, uma vez que possui todas as funções do CAD 3D aliado à informações que permitem a confecção de tabelas de orçamentos, cronogramas e especificações. Ao passo que o modelo 3D CAD traz apenas coleções de pontos, linhas,formas 2D e 3D e volumes, no conceito de BIM tais parâmetros geométricos podem também ter significado simbólico ou abstrato, assim como dados quantitativos ou qualitativos (YAN; DAMIAN, 2008). A figura 4 representa como funciona a plataforma BIM. A interoperabilidade é vista como uma função que integra todas as disciplinas, sendo possível além da construção virtual do objeto arquitetônico, quantificar, planejar, coordenar e recuperar informações a qualquer fase do empreendimento. Além disso, segundo Rosso (2011), a plataforma permite “verificar interferências, testar alternativas de projeto e ensaiar o comportamento do modelo sob a ação de diversos agentes”. 30 Figura 4 – Fluxograma BIM (ROSSO, 2011) O Modelo de Informações da Construção, possui um espaço onde ficam armazenados dados que configuram uma base de dados ou mais conceitualmente formulado, como um modelo de informações. Esse espaço é mais do que necessário, uma vez que durante o processo de construção de um empreendimento são gerados grandes volumes de informações de diversas fontes que precisam de uma estrutura de dados para que possam ser armazenados organizadamente para futuramente, alimentarem as fases do empreendimento (FERREIRA, 2001). O banco de dados do sistema BIM, exibe a geometria dos elementos construtivos em 3 dimensões e ainda armazena seus atributos, transmitindo mais informações que um software CAD, por exemplo (COELHO; NOVAES, 2008). A partir disso, o BIM representa um novo caminho para a representação virtual de Edificações, onde objetos reais são codificados para descrever e representar componentes do real ciclo de vida da construção (CRESPO; RUSCHEL, 2007). Ademais, o sistema BIM, adota modelos paramétricos dos elementos construtivos de uma edificação, o que permite alterações dinâmicas no modelo gráfico, as quais são prontamente modificadas nas demais pranchas associadas, assim como nas tabelas de orçamento e especificações. Dessa forma, o BIM difere 31 do sistema CAD, pois neste último, para a modelagem gráfica, usa-se um conjunto de coordenadas, formando elementos de representação como portas, janelas etc., sendo que cada alteração feita nesse sistema implica em uma ação manual para modificar as demais pranchas com objetos representados (COELHO; NOVAES, 2008). Ainda, outra diferença entre o BIM e o CAD, segundo Eastman et al. (2014), é a possibilidade de os usuários, no BIM, “definirem estruturas mais complexas de famílias de objetos e relações entre eles do que é possível com o CAD 3D, sem recorrer a desenvolvimento em nível de programação de software“. A figura 5 representa a interligação entre os elementos envolvidos no processo de projeto e construção nos diferentes métodos, CAD e BIM. Figura 5 – Interligação entre os elementos envolvidos no processo de projeto e construção (OLIVEIRA, 2015). É possível dizer que na modelagem BIM, o desenho é “inteligente”, pois uma vez que o desenho foi representado, o projetista atribui-lhe propriedades (parametrização) que são salvas no mesmo arquivo eletrônico, gerando automaticamente, a legenda da prancha e os quantitativos de materiais, que posteriormente serão repassados para a equipe orçamentista (FARIA, 2007). Então, para a realização da modelagem de processos e atividades no sistema BIM, é necessária uma minuciosa identificação de todos os insumos que fazem parte do processo de desenvolvimento do produto e a compreensão do seu inter-relacionamento, precedência e contexto, além da utilização de uma terminologia adequada, que alcance todos os envolvidos no desenvolvimento do produto (ARAUJO et al, 2001 apud ROMANO; BACK; OLIVEIRA, 2001). Assim, tem- se um modelo transparente, em que pode-se observar e conhecer o modo de funcionamento e consequentemente aperfeiçoá-lo. 32 Além disso, o modelo BIM possui, segundo Silva (2012), “níveis de detalhamento (LOD – Level of Detail) em função de dados disponíveis, dos objetivos imediatos e do investimento que se pretende realizar”. Como, por exemplo, o LOD 100 Modelo de Estudo de Massa, o LOD 200 Modelo de Anteprojeto, LOD 300 Modelo para Projeto Executivo, LOD 400 Modelo para construção e LOD 500 Modelo para Manutenção. 3.5 BIM: vantagens e desafios A modelagem de informações da construção é a criação e o uso de informações, coordenadas, consistentes e computadas sobre o projeto e a construção de uma edificação. A capacidade de manter essas informações atualizadas e acessíveis em um ambiente digital integrado, oferece aos arquitetos, engenheiros e construtores uma visão geral clara do projeto, que contribui para diversos outros fatores comentados a seguir (CADS, 2015). O principal benefício do modelo BIM é consequência da habilidade de partilhar um único modelo digital integrado e consistente, que tem capacidade de suportar todos os aspectos no ciclo de vida do projeto na construção (CRESPO; RUSCHEL, 2007). Devido a esse compartilhamento de informações em um só modelo digital, as equipes de profissionais envolvidos podem comunicar melhor suas ideias e ações, difundindo o seu conhecimento e permitindo uma melhor compreensão dos profissionais acerca dos objetivos do empreendimento (BLANCO, 2011). De acordo com Ferreira (2007), o sistema BIM reflete suas vantagens muito além da modelagem de um produto, pois procura englobar todos os aspectos relativos ao empreendimento, desde produtos e processos, até a documentação. Desse modo, sua implantação em um escritório de projeto, altera o modo convencional de trabalho. Além disso, para Tavares Junior (2001), a Modelagem da Informação da Construção é sensivelmente relevante para a integração do processo, devido a comunicação mais clara entre os profissionais envolvidos, e para o gerenciamento da informação no processo de construção civil. Ainda, simplificando, para Eastman et al. (2014) o BIM promove a colaboração entre os participantes do projeto de forma mais clara, minimizando 33 erros e modificações em obra, resultando em um processo de entrega mais eficiente e confiável, reduzindo o tempo e o custo total da edificação O gráfico 6 mostra a percentagem de empreiteiros que citam benefícios do BIM como um dos três principais para a sua empresa. Destaca-se, em primeiro lugar, a redução de erros e omissões, devido ao compartilhamento de informações em um único projeto; seguido de colaboração com proprietário/empresa de projeto pois a comunicação entre ambos é mais clara e eficiente; em terceiro lugar, fica o aprimoramento da imagem organizacional, pois com know-how na área a empresa ganha vantagem competitiva em suas estratégias de marketing; e, em quarto lugar, a redução dos retrabalhos, devido a existência da edificação virtual. Gráfico 6 – Benefícios do BIM para empreiteiros (SMARTMARKET REPORT, 2012) Outra grande potencialidade do BIM é a alteração do cronograma de obra, que é feita com a geração automática de plantas, cortes e elevações nos locais desejados pelo usuário, reduzindo o tempo que seria usado para a execução desses desenhos manualmente (OLIVEIRA, 2015). Como o sistema BIM prevê essa integração de informações de planejamento aos projetos em 3D, é possível planejar cada etapa construtiva em um tempo específico e que se aproxima da realidade e obter o histograma de produção por tipo de serviço, tornando o cronograma mais assertivo e garantindo um controle maior sobre os prazos da obra (BLANCO, 2011). Além disso, este sistema tem a habilidade de eliminar inconsistências entre plantas, cortes e elevações, uma vez que os desenhos são gerados a partir de um modelo. Aindanesse contexto, segundo Blanco (2011), com BIM é possível reduzir a redundância de informações na modelagem e o potencial de erro nas várias etapas da construção devido a inserção de diversas informações em um único projeto e o 34 compartilhamento dessas entre os usuários envolvidos no processo. Isso ocorre pelo fato de o empreendimento ser construído virtualmente, podendo-se antecipar incompatibilidades entre os desenhos. Ainda, Oliveira (2015) afirma que, devido à parametrização dos materiais e de informações como custo e tempo de execução, a metodologia BIM torna o planejamento da obra mais detalhado e de fácil acesso às equipes que o interpretarão, à medida em que torna a obra mais organizada, minimizando o tempo. Dessa forma, a necessidade de retrabalhos e mudanças durante a construção são reduzidas, o que ocorre, também, devido ao processo de se edificar virtualmente o empreendimento. Como consequência da parametrização, é possível também, tornar as estimativas de custo mais precisas. Uma vez que, dessa forma, cada item, insumo e material é quantificado automaticamente pelo software, reduzindo o trabalho braçal e a margem de erro (BLANCO, 2011). Devido ao fácil acesso a informação e a integração entre elas, com a aplicação da metodologia BIM, é possível obter uma visualização mais ampla da obra, com maior produtividade além de menor tempo de execução e redução de custos (LEÃO DE LIMA et al, 2014). Ainda de acordo com Blanco (2011), a plataforma permite além da troca de experiências, o estudo de sequencias construtivas, a simulação de alternativas tecnológicas e uma melhora na logística do canteiro de obras, resultando no aumento da produtividade. Entretanto, mesmo com todos os benefícios citados anteriormente, há muita restrição ao uso, por parte de projetista e empresários que alertam para a complexidade dos softwares BIM. Em uma pesquisa realizada por Han Yan e Peter Damian em 2008, no Reino Unido e Estados Unidos os resultados são os seguintes: cerca de 40% dos entrevistados nos EUA e 20% dos entrevistados no Reino Unido acreditam que os gastos de tempo e recursos humanos para o processo de implantação são muito caros, além disso, os entrevistados alegam que faltam estudos que comprovem o real benefício da metodologia. Ainda, a resistência à mudança, ao novo e ao desconhecido, está sempre presente, ainda mais quando os arquitetos e engenheiros, caso dos entrevistados, se dizem satisfeitos com os tradicionais métodos de projeto (YAN; DAMIAN, 2008). O gráfico 7 representa um gráfico com as principais barreiras para a adoção dessa metodologia: 35 Gráfico 7 – Barreiras do BIM (YAN; DAMIAN, 2008) Pode-se extrair, a partir do gráfico 7, que a maior restrição ao uso se refere ao tempo e aos recursos humanos envolvidos para a sua implementação. Aliado a isso, os custos com direitos autorais e treinamento das equipes ficam em segundo lugar nos índices da pesquisa. Segundo Faria (2007), a maior barreira ao uso da tecnologia é o tempo gasto com a aprendizagem, que pode ser de até um ano, fazendo com que os escritórios de engenharia e arquitetura percam um pouco de produtividade nesse período. Para Pedro Maló, do Instituto de Desenvolvimento de Novas Tecnologias de Portugal (Faria, 2007), o processo de aprendizado é dividido em 3 etapas, sendo a primeira aprender a desenhar no BIM, a segunda é realizar as trocas simples entre os projetistas envolvidos, e a terceira e última etapa é a integração com orçamento e cronogramas. Uma outra fonte acerca dos desafios da implementação da metodologia BIM é Tse e Wong (2005), que enumeram: - Variação do modelo arquitetônico, através do uso correto da metodologia BIM; - Problemas na adaptação de objetos ao projeto; - Customização dos objetos restrita; - Tempo despendido para a modelagem devido à complexidade da ferramenta; - Limitação no treinamento e no apoio técnico; 36 - Gastos extras para aquisição de módulos complementares; - Indisponibilidade gratuita de aquisição do software. 3.6 Projetos integrados: o uso da plataforma BIM na gestão de projetos Coordenar projetos é um desafio. Coordenar projetos a partir da implementação de uma nova metodologia de planejamento é um desafio ainda maior. A evolução dos sistemas BIM e seu emprego por empresas nacionais e internacionais é uma realidade atualmente, permitindo a adoção de sistemas colaborativos para dar apoio à gestão do processo de projeto na construção civil (COELHO; NOVAES, 2008). Como prova da eficácia desta plataforma na gestão de projetos, Leão de Lima et al. (2014) encontraram na Reserva Camará, grande empreendimento da região metropolitana de Recife (PE), uma boa expectativa de redução de tempo, retrabalho e custos, com a detecção de erros percebidos durante a fase de projeto. Além disso, houve considerável aceitação por parte das empresas, bem como dos projetistas, visto que o nível de detalhamento da plataforma BIM resultou em correção de incompatibilizações ainda na fase de projeto. Outro estudo que, desde as fases iniciais de concepção, englobou o BIM como ferramenta preferencial de transmissão de informações foi realizado por Lino, Azenha e Lourenço (2012) junto ao Terminal de Cruzeiro do Porto de Leixões, em Portugal. Esse trabalho obteve resultados referentes aos benefícios trazidos pela modelagem estrutural, que, por meio de medições exatas de elementos de grande dimensão da obra, cuja quantificação seria mais difícil com o emprego de outra tecnologia, elevaram o trabalho colaborativo e integraram as tecnologias de informação. Uma pesquisa realizada por Azevedo (2009), aplicou a metodologia BIM nos processos de projeto e construção do Centro de Saúde de Macedo de Cavaleiros, em Portugal. Os resultados obtidos referem-se à detecção das incongruências de projeto existentes, evitando retrabalhos, assim como tabelamento da quantidade de materiais necessários para a execução da obra, reduzindo gastos em excesso. Os fluxos de trabalho e processo facilitados devido à interoperacionalidade proporcionada pelo BIM são, também, resultados positivos encontrados em outro estudo de caso, realizado por Antunes (2013). No trabalho foi aplicada a 37 metodologia BIM em uma habitação unifamiliar na cidade de Braga, Portugal, comprovando suas potencialidades, entre as quais estão: capacidade de realizar diversas especialidades, tendo como base a mesma informação, evitando inconsistências; capacidade de associar ao modelo planejamentos da obra, sendo possível reduzir tempo de construção; capacidade de comunicar com o Microsoft Excel para a estimativa de custo, minimizando gastos na construção de edificações. Outro estudo de caso foi realizado nos anos de 2006 e 2007 na cidade de Mountain View, California, Estados Unidos, por Eastman et al. (2014) e trouxe a aplicação da metodologia BIM em um edifício de consultórios médicos e estacionamentos. O objetivo principal era reduzir o tempo total de duração do empreendimento e, para tanto, a construção foi iniciada antes de o projeto detalhado ser concluído. Eastman et al. (2014) expuseram que os benefícios almejados com o uso de um modelo virtual de projeto alcançavam clientes, projetistas e construtora. O cliente, de forma mais ampla, à medida que haveria um maior entendimento de como a facilidade serviria aos pacientes, médicos e enfermeiros; os projetistas, quanto à redução de conflitos e interferências na obra, baseados na influência da construtibilidade; e a construtora e os subempreiteiros, na busca pela maneira mais eficiente de construir e planejar. Com o términoda obra, Eastman et al. (2014) encontraram como resultado alguns atrasos, causados pelo detalhamento inadequado e erros no modelo 3D. Apesar disso, relataram que o empreendimento obteve muito sucesso, já que a produtividade foi de 15 a 30% acima do padrão da indústria. Na concepção do novo Centro de Alfabetização Springfield, na Pensilvânia, a metodologia BIM, foi a opção escolhida para o desenvolvimento dos projetos da edificação. A equipe de análise de desempenho, que avaliou a implementação do BIM, revela que a interoperabilidade provou ser uma chave para a produtividade e que os softwares utilizados permitiram uma troca eficiente de informações com o BIM, evitando redundâncias. Os resultados obtidos também dizem respeito a relação projetista versus cliente, uma vez que a comunicação entre ambos foi melhorada, devido à existência de um “feedback” do cliente, o qual é colocado no modelo de projeto e alterado em tempo real. O autor concluiu que, a melhoria na comunicação e a capacidade de evitar onerosas revisões de projeto ao final do cronograma, em 38 um ambiente integrado, melhorou significativamente a produtividade e garantiu a qualidade dos serviços executados (SMARTMARKET REPORT, 2008). Outro trabalho realizado com a utilização da metodologia BIM foi o da Universidade do Colorado – Denver Health Sciences Center, conforme ilustra a figura 6. Esta pesquisa fez uma comparação com duas torres construídas por diferentes contratantes e, portanto, diferentes metodologias, sendo possível comparar seus desempenhos. A plataforma BIM foi usada ao longo das fases do projeto e planejamento da torre 2. Uma vez que o modelo de construção BIM começou a tomar forma, verificou-se um planejamento eficiente e uma significativa economia de tempo. Além disso, notou-se uma maior velocidade na revisão de projetos para posterior aprovação permitindo um adiantamento dos serviços a serem realizados na obra e assim, otimizando o cronograma. A otimização resultou em dois meses de adiantamento para o final da construção da torre 2, que ainda foi concluída 6 meses antes do término da construção da torre 1. Uma comparação entre as duas torres, evidenciou o fato de que mais decisões foram tomadas no início do projeto na torre 2, que evitou a existência de posteriores inconsistências e, portanto, retrabalhos, que geram custos e tempo não previsto (SMARTMARKET REPORT, 2009). Figura 6 - Torre 2, Aurora, Colorado (SMARTMARKET REPORT, 2009) 39 Com base na revisão bibliográfica realizada em trabalhos com a aplicação da metodologia BIM em estudos de caso, é perceptível que, o sistema tem trazido boas expectativas de economia de tempo e recursos, porém torna-se difícil mensurar os resultados concretos, isto é, de uma maneira objetiva. Isso acontece devido ao fato da implantação do BIM ser muito recente na maioria das empresas, sendo difícil fazer o levantamento de dados que quantifiquem seus benefícios. Apesar disso, a plataforma BIM, segundo autores dos estudos acima citados, revela-se um promissor modelo de desenvolvimento de projetos, cronogramas e orçamentos, com um grande potencial de aplicabilidade em todos setores da construção civil. Esse potencial é comprovado pela entrevista realizada pela Editora PINI em 2013 com 588 participantes das áreas de construção e projeto, em que 90% dos entrevistados pretende usar a tecnologia BIM em até 5 anos. 3.7 Software Revit: o que é, como funciona e como pode revolucionar a engenharia Hoje tem-se disponíveis no mercado, além do Revit, softwares BIM de várias empresas, como por exemplo, o ArchiCad da Graphisoft, o Bentley Architecture da Bentley Systems e o VectorWorks da Nemetscheck sendo que todos permitem a exportação com um formato de arquivos de dados de arquitetura aberta, uma linguagem comum para que haja troca entre os diversos modelos, conhecida como IFC (Industry Foundation Classes). O Revit é um dos softwares disponíveis no mercado para design de projeto mais difundidos (VENDRAMINI, 2012) que foi desenvolvido para a Modelagem da Informação da Construção, o qual inclui recursos para projeto de arquitetura, de engenharia estrutural e de construção. Produzido pela Autodesk em 2000, a plataforma Revit consiste em um sistema de modelagem e documentação de projetos, que contém desenhos e tabelas necessários para a construção de uma edificação (CADS, 2015). A figura 7, retirada do próprio site da Autodesk, representa as etapas que compõe a plataforma BIM no ciclo de vida das edificações. Faz parte desse ciclo de vida o programa de necessidades, a etapa de projeto conceitual em 3D, os projetos detalhados, as análises térmicas, acústicas etc., a burocracia da documentação, a fabricação dos produtos necessários para a construção, a modelagem 4D, ligada ao cronograma da obra, a modelagem 5D ligada diretamente ao orçamento da 40 edificação. Dá-se início, então, à construção propriamente dita e, após isso, à fase de modelagem 6D, contemplando a operação e manutenção do empreendimento. Ainda há a fase de demolição e renovação, fechando o ciclo. Dessa forma, o fluxograma traduz o funcionamento de uma plataforma BIM, através do software Revit da Autodesk. Figura 7 – Fluxograma BIM (Autodesk Revit, 2016) Para a integração de todos os projetos, a Autodesk criou além do Revit Architecture de modelagem 3D, o Revit MEP de instalações Hidráulicas e elétricas, Revit Structure de estruturas e Revit LT que é um software econômico de BIM. Nesses modelos, todas as folhas de desenhos, vistas 2D e 3D e tabelas consistem em representações das informações do modelo de construção. Ou seja, enquanto se utiliza as tabelas e desenhos, automaticamente o Revit coleta essas informações sobre o projeto e distribui as mesmas para as outras representações. Dessa forma o mecanismo de alteração paramétrica do Revit dispensa o trabalho manual. O programa é dividido em famílias de objetos da construção como, por exemplo, paredes, pisos, portas, etc. Cada elemento desses, tem suas propriedades paramétricas fixas, onde o usuário pode somente modificar valores. Porém, em alguns casos de elementos com fórmulas embutidas que remetem a um comportamento do objeto modelado, dizemos que o elemento é inteligente, porque age conforme a parametrização definida pelo usuário anteriormente. 41 Além dessas características da plataforma, há ainda mais facilidades como a identificação de quais elementos devem ser representados com espessuras grossas, médias e finas, a alteração automática conforme a mudança da escala, das alturas de textos, cotas e símbolos, execução automática de cortes e fachadas conforme comando do projetista e a nomeação e numeração automática dos desenhos nas pranchas. Ainda é possível gerar, automaticamente, maquetes eletrônicas com foto realismo e animação gráfica. A figura 8 representa o layout do software Revit 2013: Figura 8 – Layout do Revit 2013 (Revit, 2013). Mesmo com todos os benefícios, o software ainda possui elevado custo, tornando-se oneroso para algumas empresas, o que acaba por dificultar a implantação devido ao custo, ao tempo de implementação e aprendizado e à cultura enraizada da utilização do AutoCAD nos escritórios. Porém, o valor do software consegue repor, em pouco tempo, o investimento colocado sobre ele (JUSTI, 2008). O gráfico 8, ainda de acordo com Justi (2008), representa o efeito do uso dos softwares versus o esforço de uso, na comparação do Revit, com AutoCad e AutoCad Architeture. Logo se percebe que com a utilização do Revit obtem-se mais efeito com menos esforço, ou seja, mesmo queo tempo para adaptação dos 42 usuários, seja relativamente extenso, os resultados após sua implantação serão rápidos e satisfatórios, garantindo a credibilidade do software no meio construtivo. Gráfico 8 – Efeito do uso dos softwares x esforço de uso (JUSTI, 2008). A plataforma se tornará uma tendência devido às inúmeras facilidades encontradas com sua utilização, tais como: - Menores prazos de entrega de projetos, ou seja, economia de tempo; - Coordenação mais alinhada evitando erros de graficação; - Redução de custos; - Maior produtividade devido ao uso de um único modelo digital; - Trabalho de maior qualidade devido a integração entre equipes; Assim, projetos que usam a plataforma Revit Building possuem uma maior vantagem competitiva, pois, fornecem melhor coordenação e qualidade e ainda contribuiem para uma maior interação entre engenheiros, arquitetos e os demais componentes da equipe (JUSTI, 2008). A figura 9 representa a ideia, sugerida por Melhado (2005), de como uma equipe multidisciplinar, formada por todos os agentes participantes do processo de desenvolvimento de uma edificação, deve se relacionar, a partir de uma visão sistêmica do projeto. 43 Figura 9 – Visão Sistêmica do Processo de Projeto (MELHADO et al., 2005). 44 4 ESTUDO DE CASO O estudo de caso foi realizado por meio do acompanhamento da obra de construção de um prédio residencial com dezenove pavimentos, situado à Rua General Caldwell, número 966, na cidade de Porto Alegre no período compreendido entre março e julho do ano de 2015. O respectivo acompanhamento tinha como função precípua o relato das principais inconsistências do projeto, oriundas, principalmente, da ausência do emprego de compatibilização de projetos. Nesse sentido, tornam-se evidentes os custos gerados com o retrabalho e o consequente desperdício de tempo. A metodologia utilizada foi a sobreposição de desenhos em 2D, para justapor camadas a fim de se identificar visual e manualmente possíveis interferências. A partir disso, fez-se a comparação entre os projetos Hidráulico, Estrutural, Arquitetônico, Elétrico e de Furação. Ademais, foram realizadas reuniões semanais em conjunto com os engenheiros responsáveis, os quais viabilizavam uma análise mais próxima e competente da evolução do projeto. 4.1 Incompatibilidades que ocasionaram erros A maior parte dos erros, concentrados muitas vezes na parte estrutural, foram adequados diretamente na própria obra, uma vez que, anteriormente ao estudo de caso, não se fazia nenhum tipo de compatibilização prévia de projetos. Dessa forma, seguem listadas as incompatibilidades encontradas, com suas respectivas soluções: a) Falta de compatibilização do projeto estrutural com o projeto paisagístico e projeto da piscina. Nesse caso, o projeto arquitetônico e o paisagístico contemplavam o espelho d’água e a piscina no mesmo nível, porém no projeto estrutural constava uma viga invertida na borda do espelho d’água. A viga foi concretada, e quando pronta, impossibilitou que área da piscina ficasse conforme o projeto paisagístico que havia sido vendido para os clientes. O problema foi resolvido quebrando a viga e concretando tudo novamente no mesmo nível para ficar conforme o projeto paisagístico, figuras 10 e 11. Além do trabalho de quebrar a viga é importante salientar que a piscina já estava em processo de impermeabilização, ou seja, foi necessário remover a manta de impermeabilização e 45 recolocá-la posteriormente. O custo aproximado para este retrabalho foi de 15 mil reais e o tempo de atraso foi de aproximadamente 1 mês, retardando a realização de outros serviços e o trabalho da equipe de impermeabilização, que já havia finalizado os serviços na obra. Figura 10 – Reconstrução da viga da piscina (Arquivo pessoal). Figura 11 – Reconstrução da viga da piscina (Arquivo pessoal). 46 b) Falta de compatibilização entre projeto estrutural e projeto de furação. Como não foram previstos os furos da coifa da cozinha, fez-se necessário um reforço estrutural para possibilitar a execução dos mesmos, figura 12, 13 e 14. Esse problema gerou para a empresa um custo aproximado de 8 mil reais, entre projeto e reforço estrutural, um atraso de 3 semanas de obra com equipes adicionais trabalhando aos sábados. Então é possível concluir que o custo extra não se concentra apenas no valor do projeto e do reforço, conforme citado anteriormente, mas também, no tempo gasto com o retrabalho e o deslocamento de equipe para trabalhar aos sábados. Figura 12 – Reforço estrutural nos furos das coifas das cozinhas (Arquivo pessoal). Figura 13 – Tubo metálico para reforço (Carbonite Gpinheiro) 47 Figura 14- Reforço estrutural (Carbonite Gpinheiro) c) Falta de compatibilização entre projeto elétrico e projeto de gás. Nesse caso havia tubulações de gás passando nos painéis de medidores de energia elétrica, figura 15. As adequações foram apenas desvios na tubulação de gás, a qual passou pela lateral do painel de medidores. Não gerou custos adicionais significativos nem atraso na execução da obra, mesmo assim, gerou um retrabalho desnecessário. Figura 15 – Projeto Hidrossanitário contendo a tubulação de gás dentro do painel de medidores (Carbonite Gpinheiro). 48 d) Falta de compatibilização entre o projeto legal e o projeto executivo. O projeto executivo apresentava uma altura da caixa d’água superior à apresentada no projeto legal, o qual foi aprovado na prefeitura, figura 16 e 17. O erro foi constatado antes do mesmo ser executado e foi adequado em obra com revisão do projeto arquitetônico. Figura 16 – Projeto Legal Reservatório Superior (Carbonite Gpinheiro). Figura 17 – Projeto Executivo Reservatório Superior (Carbonite Gpinheiro). 49 e) Falta de compatibilização entre projeto estrutural e projeto de ventilação. Nesse caso não foi prevista uma abertura de 1mx1m para ventilação mecânica do estacionamento na cortina de contenção e agora terá que ser feito um reforço estrutural para possibilitar a quebra da estrutura para execução desta ventilação. O atraso previsto é de 1 semana e o custo estimado é de 4 mil reais. Figuras 18,19 e 20. Figura 18 – Detalhe da abertura na cortina (Carbonite GPinheiro) 50 Figura 19 – Detalhe da ventilação do estacionamento do subsolo no pavimento térreo (Carbonite GPinheiro) Figura 20 – Projeto de formas do pavimento térreo sem esperas para a ventilação (Carbonite GPinheiro). 51 f) Falta de compatibilização entre o projeto estrutural e o projeto dos elevadores. A laje da casa de máquinas não foi construída conforme a capacidade de carga prevista no projeto estrutural, logo, teve que ser refeita atrasando a montagem dos elevadores, figuras 21 e 22. A revisão do projeto levou 1 mês para ser elaborada, mais 3 semanas para reconstrução da laje. Os custos se limitam a R$ 6250,00. Figura 21 – Laje da casa de máquinas (Carbonite GPinheiro) Figura 22 – Casa de máquinas após reconstrução (arquivo pessoal) g) Falta de compatibilização do projeto estrutural com o projeto de instalações elétricas e hidrossanitárias. Não foi previsto no projeto estrutural os furos das esperas das tubulações hidráulicas e elétricas do subsolo, térreo e segundo pavimento. Os projetos foram atualizados, os reforços dos furos foram executados com um
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