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AULA 3 FERRAMENTAS BIM NA GESTÃO DE PROJETOS Prof. Norimar Ferraro 2 INTRODUÇÃO Esta aula irá abordar alguns aspectos relativos aos benefícios e funcionalidades do BIM. Já vimos que a tecnologia BIM se insere em todo o ciclo de vida da edificação, sendo importante desde a fase de concepção, construção e uso do edifício. Existem algumas dificuldades e barreiras, principalmente culturais, a serem enfrentadas para a implementação BIM, e isso também será tema desta aula. TEMA 1 – O BIM NO TRABALHO PROJETUAL A arte de projetar sempre foi caracterizada pelo trabalho de desenho da edificação. O desenho de arquitetura é uma representação gráfica bidimensional da geometria do edifício, em uma determinada escala em relação ao real, contendo informações, principalmente sobre suas dimensões, de tal forma a ser possível sua construção. Em linhas gerais, a concepção do projeto consiste no desenvolvimento dos elementos construtivos que compõem a edificação, segundo princípios conceituais, formais, estruturais e funcionais. O modelo tradicional de desenvolvimento de projetos tem como desvantagem que a representação bidimensional não facilita a compreensão do edifício, mas apenas de partes dele, que são montadas na imaginação do projetista. A capacidade de visualização tridimensional varia de pessoa para pessoa, e isso acarreta diferenças de interpretações e eventuais erros. O modelo BIM, por outro lado, baseia seu desenvolvimento projetual em um modelo virtual tridimensional, elaborado dentro de uma ferramenta digital. Sua vantagem inicial é justamente a visualização tridimensional (3D) do que está sendo projetado. Diferentemente dos modelos físicos, os modelos virtuais contêm informações que podem ser analisadas de diversas formas, como simulações e verificação de inconsistências ou interferências. A análise estética, fundamental nas fases de concepção, é grandemente facilitada, por permitir a rápida elaboração de alternativas formais no modelo, em contraposição aos modelos físicos. 3 Figura 1 – A visualização tridimensional nos sistemas BIM permite uma rápida avaliação estética e funcional do objeto arquitetônico, bem como as interferências dos sistemas prediais e estruturais Fonte: Svjatoslav Andreich/Shutterstock. Na fase de projetos, a produção do modelo virtual BIM pode requerer um esforço e tempo inicialmente maiores que os modelos tradicionais em CAD, porém, como se vê no Gráfico 1, devido à sua capacidade e facilidade de se alterar o modelo e produzir documentação, impacta menos nas fases em que o custo das alterações é maior. Nos modelos em CAD, as mudanças realizadas nas fases posteriores do projeto requerem maior esforço e têm um custo maior de alteração. 4 Gráfico 1 – As curvas de esforço de mudanças no projeto e seu impacto no custo, no processo tradicional (linha 3) e BIM (linha 4) Fonte: Curt, 2007 Além disso, a documentação gerada a partir do modelo virtual nos sistemas BIM é mais íntegra e menos sujeita a erros. A atualização automática dos desenhos gerados, quando são feitas alterações de projeto, reduz consideravelmente o tempo de revisão e retrabalho, com envios de arquivos e documentação mais ágeis, tanto para outros profissionais como para o canteiro de obras. Outro ponto de vista interessante é que as regras definidas nos elementos construtivos podem gerar uma documentação mais rápida, no que se refere à integração de todos os projetos e a construção. Por exemplo, um vaso sanitário fornecido como biblioteca pela empresa Deca, já vem com especificações do dimensionamento da entrada de água e saída de esgoto, que será lida pelo software e facilitará o projeto hidráulico. 5 Figura 2 – Informações em um componente de uma família de objetos hidráulicos (como o vaso sanitário) orientam o projeto complementar Fonte: Elaborado pelo autor. Nas fases de estudo preliminar e anteprojeto, muitas decisões relacionadas a custo e tipo de produto a ser construído são facilitadas devido à rapidez com que as ferramentas BIM podem realizar o feedback. Alguns programas, como o Affinity da Trelligence, são capazes de gerar plantas baixas em ferramentas BIM com base no programa de necessidades. Como analisamos no Gráfico 1, as decisões tomadas nessas fases de projeto podem impactar consideravelmente nos custos de construção, porém com baixos custos de alterações de soluções de projeto. O uso do BIM tem uma grande vantagem quando se trata da integração do projeto arquitetônico com os sistemas prediais e as análises e simulações dela decorrentes. Geralmente essas análises são feitas por uma equipe de profissionais, e o BIM permite o trabalho simultâneo no modelo. Elas envolvem questões como o desempenho estrutural, iluminação e consumo de energia, acústica etc. que podem ser realizadas mesmo nas fases preliminares. A interoperabilidade garante o intercâmbio e a troca de informações entre diferentes softwares, que são necessários muitas vezes para as diferentes análises. TEMA 2 – O BIM NO CANTEIRO DE OBRAS O atual modelo de contratação e construção, que se baseia na sequência projeto/licitação/construção, limita, quase sempre, a participação do construtor apenas após a fase de licitação ou contratação. O conhecimento que o construtor 6 pode agregar ao processo de projeto é, de certa forma, desperdiçado e só é utilizado em fases em que normalmente as mudanças tendem a ter um custo considerável. O BIM pode contribuir significativamente no planejamento dos processos construtivos, reduzir o tempo de obra e economizar recursos. Porém, para isso, é necessário que o construtor participe do processo antecipadamente, na fase de projetos. Com isso, pode trazer os seguintes benefícios: • Detecção de interferências; • Levantamento de quantitativos e estimativa de custos; • Análise e planejamento da construção; • Integração com controle de custos e cronogramas e outras funções de administração; • Pré-fabricação externa; • Verificação, direção e rastreamento de atividades de construção. Mesmo no estágio atual de modelagem BIM, os modelos virtuais gerados com base no projeto arquitetônico e complementares não entregam todas as informações necessárias de que os construtores precisam. Dentre elas, podemos citar informações detalhadas da edificação, componentes temporários, especificações, análises de desempenho ou relatórios do andamento do projeto ou construção. Os construtores precisarão inserir essas informações no modelo virtual ou gerar seus próprios modelos. A grande vantagem para o construtor é o planejamento 4D, que diz respeito à sequência planejada da construção. Assim, ele pode acompanhar passo a passo o desenvolvimento da obra e repartir as informações entre os membros da equipe. Esse modelo permite, além de tudo, a descoberta de interferências entre os elementos construtivos, principalmente no que se refere aos sistemas prediais. A compatibilização nos processos tradicionais 2D ou 3D são demorados e requerem a atualização dos desenhos. Já nos processos BIM, as interferências são identificadas pelo próprio software, por meio das regras e atributos próprios dos objetos. Não obstante, para que isso aconteça, há a necessidade de que o modelo virtual seja construído corretamente. A detecção de interferências pode ser realizada dentro de uma única ferramenta BIM, no entanto pode ser limitada. Convém a integração com 7 ferramentas BIM específicas para essa tarefa, porém mesmo assim sujeitas à correta construção do modelo virtual. Em relação aos orçamentos, os sistemas BIM podem auxiliar de maneira considerável a tarefa do orçamentista. De forma alguma substitui essa função, porém o orçamentista, com o auxílio dos sistemas BIM, pode obter resultados demaneira mais rápida, visualizar, quantificar e mesmo otimizar os custos relativos aos serviços. Por meio da interoperabilidade, é possível a exportação para softwares específicos de orçamentação ou levantamento de quantitativos. Entretanto, essa é uma tarefa que necessita ser iniciada aos poucos, primeiramente por meio de algumas contagens e dentro do próprio software BIM. Assim, evitam-se erros nas exportações, e, à medida que o orçamentista vá tomando confiança, ele pode executar tarefas mais complexas. Para a análise e planejamento da obra e do seu canteiro, os processos tradicionais não conseguem fornecer uma visualização temporal e espacial mais próxima da realidade. Os gráficos Gantt, por exemplo, apenas demonstram a sequência dos serviços em um cronograma, por vezes aliados a custos, mas não fornecem as implicações espaciais no canteiro de obras. O modelo BIM 4D possibilita a compreensão da logística do canteiro de obras, a coordenação de todas as disciplinas, bem como uma melhor comparação do planejado e o que está efetivamente executado. 8 Figura 3 – Gráficos Gantt tradicionais fornecem uma visão parcial da sequência das tarefas no canteiro de obras, não possibilitando uma visão espacial dos serviços e os equipamentos necessários Fonte: Kemal Taner/Shutterstock. TEMA 3 – O BIM PARA PROPRIETÁRIOS E GERENTES DE INSTALAÇÕES Devemos entender, nesse tema, quem são os proprietários e os gerentes de instalações. Proprietários são os agentes ou organizações que iniciam ou financiam os projetos. São eles que movimentam a construção civil e deles depende parte do sucesso do empreendimento. Os gerentes de instalações, por sua vez, irão administrar a vida do edifício, de sua operação e sua manutenção. Uma das primeiras razões pelas quais os proprietários podem tirar grande vantagem dos processos BIM é a confiabilidade dos custos e quantitativos. Algumas pesquisas americanas informam que até dois terços dos construtores reportam custos acima do previsto (Eastman; Sacks, 2011) e que se aplica entre 5 e 50% sobre o custo em relação às estimativas, dependendo do tipo de projeto, para que não haja risco. Com o uso das ferramentas BIM, tanto no projeto quanto na elaboração de planilhas de custos, desde as fases iniciais, podem-se obter estimativas mais precisas de custos. Além disso, as alterações rápidas e a comunicação mais dinâmica entre os projetistas e orçamentistas contribuem para a precisão das estimativas. A redução do prazo para o lançamento ou conclusão do edifício também são fatores vantajosos para os proprietários. Em geral, as obras são financiadas e também podem, por excesso de prazo de construção, chegar ao mercado em 9 épocas de recessão, não possibilitando o retorno do investimento de forma adequada. Empreendimentos que fazem uso do BIM, por meio da elaboração de um modelo virtual paramétrico, da coordenação 3D e da pré-fabricação dos elementos construtivos, reduzem esses prazos e, quando coordenados em forma 4D (planejamento da obra), lidam melhor com as condições imprevistas do canteiro de obras. A complexidade das edificações, quer no campo das regulamentações, quer nos sistemas prediais de infraestrutura, cresceu em complexidade. Em relação à manutenção da edificação, a reposição de equipamentos e instalações ou mesmo o planejamento do espaço necessário para essa finalidade podem vir a ser problemas. O modelo virtual 3D, integrando e coordenando todas as disciplinas, facilita esse trabalho e possibilita a edificação estar de acordo com as normas e requisitos vigentes. Figura 4 – A manutenção e a renovação de tecnologias em uma edificação hospital são fundamentais. O modelo BIM pode facilitar a reposição de equipamentos e instalações, ou mesmo a substituição por tecnologias mais novas Fonte: Samunella/Shutterstock. As questões relacionadas à sustentabilidade e os edifícios “verdes” têm influenciado muitos proprietários a investir no sentido de reduzir o impacto ambiental. Não apenas pela redução do impacto energético dos custos operacionais da edificação, mas também pelo aumento da produtividade nos ambientes de trabalho. O aproveitamento da luz natural e o correto aquecimento dos ambientes, por exemplo, contribuem de forma considerável na produtividade das pessoas, ou mesmo do seu bem-estar. Assim, as análises e simulações com 10 base nos modelos BIM podem contribuir com os proprietários na melhoria das condições de sustentabilidade das edificações. TEMA 4 – O BIM PARA A INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL Quando se fala em indústria da construção civil, temos, de um lado, os subempreiteiros, fabricantes de elementos construtivos para as obras, que necessitam ser adaptados aos projetos, como no caso de estruturas pré- fabricadas, esquadrias etc. Por outro lado, também temos a indústria, que fornece outros elementos construtivos padrão, em produção industrial, por exemplo, luminárias, fechaduras, portas, metais etc. Para os primeiros, a tecnologia BIM traz como benefícios a redução do tempo entre detalhamento e produção, por se poder intercambiar os dados do projeto com a interoperabilidade de softwares. Também se consegue reduzir os erros de compatibilização, visto que o modelo BIM já traz todas as referências de dimensões, o que não ocorria nos sistemas 2D (CAD). Nos sistemas 2D, havia uma necessidade constante de atualização da documentação (desenhos), necessários ao detalhamento das partes construtivas, o que poderia levar a incorrer em erros na fabricação. Muitas vezes as construtoras possuem também seus próprios prazos de entrega, que podem ser curtos, mas a redução do tempo de detalhamento por meio dos sistemas BIM com certeza pode criar alternativas construtivas favoráveis em relação à pré-fabricação e pré-construção. A integração entre os projetistas, decorrentes da tecnologia BIM, tende a reduzir os erros de compatibilização nos sistemas prediais, onde normalmente ocorrem grandes conflitos e o custo de qualquer alteração, em fase de obra, é com certeza alto e exige retrabalho. Se não há coordenação e compatibilização de projetos em obras, situação comum no Brasil, com certeza há conflitos de trabalho e instalação entre os diversos subempreiteiros. Softwares BIM, como o Naviswoks, facilitam a coordenação de projeto e a detecção de possíveis interferências e incompatibilidades entre os sistemas prediais. Figura 5 – Software BIM Naviswork da Autodesk auxilia na compatibilização de projetos 11 Fonte: Autodesk, 2019. Outro aspecto importante a se frisar é a redução da necessidade de documentação em papel do detalhamento para a produção dos elementos construtivos. O envio dos projetos pode ser feito por meio de documentação digital e eletrônica, e com isso quebram-se as barreiras de distância quando se fala em terceirização dos serviços. Mesmo na produção técnica de detalhamento construtivo, hoje existem excelentes profissionais freelancers que trabalham globalmente para a indústria da construção. Segundo Eastman e Sacks (2011), uma das grandes vantagens para subempreiteiros é a redução de custos de engenharia e detalhamento. Os autores nos apresentam três principais razões pelas quais isso ocorre: • por meio do aumento da utilização de automação no projeto e software de análise; • produção quase totalmente automatizada de desenhos e levantamentos de material; • retrabalho reduzido devido ao controle de qualidade e à coordenação de projeto. Isso se deve ao fato de que os sistemas BIM já possuem elementos ou objetos “inteligentes”, que automaticamente podem ser identificados e conectados entre si. As análises estruturais, por exemplo, podem ser feitas diretamente nos softwares BIM, que já identificam cargas, lajes, pilares, vigas etc. e podem apresentar resultados com o uso da inteligência artificial.Em muitos casos, as rotinas incorporadas aos sistemas BIM permitem que os projetos possam ser realizados num nível mais geral, sendo o detalhamento 12 realizado pelo próprio software. No caso das estruturas de aço pesado, os sistemas de conexões entre as peças podem ser detalhados de forma automática, por meio de rotinas preexistentes nos softwares, dispensando a produção de desenhos executivos, que podem consumir muitas horas de trabalho. Ainda em relação à pré-fabricação, devido à automação e à redução da necessidade do desenho de detalhes construtivos, as ferramentas BIM podem permitir uma maior variedade na produção de diferentes peças, adaptadas às necessidades do projeto. A alteração de uma peça padrão requer, com a utilização do BIM, pouco esforço de trabalho, diferentemente dos sistemas CAD. Isso acontece também porque se reduz o risco de as peças novas não se encaixarem perfeitamente. Figura 6 – Com os sistemas BIM, a fabricação de elementos pré-fabricados diferenciados pode produzir soluções construtivas mais flexíveis e com menos riscos de problemas de encaixes e construção Fonte: Bogdanhoda/Shutterstock. No que se refere à produção industrial, com o desenvolvimento do BIM, as experiências anteriores da indústria aeronáutica e automotiva trouxeram resultados e referências para a indústria da construção civil. Uma das vantagens da utilização do BIM na indústria é certamente o controle de qualidade. As informações geradas pelos modelos BIM servem de referência para a comparação com os produtos gerados, realizadas por meio de tecnologias como as varreduras a laser. Atualmente, boa parte da indústria 13 voltada à construção civil também disponibiliza modelos de sua linha de produção para download e utilização nas diversas ferramentas BIM existentes. Além de ser um poderoso meio para ampliar o marketing de seus produtos, visto que a facilidade de escolha nas bibliotecas se mostra agradável aos olhos dos projetistas, também contém informações essenciais no que se refere à especificação do produto. Figura 7 – Página da web do fabricante Docol, contendo toda a linha e plug-ins para download da sua linha de produção para diversos softwares BIM Fonte: Docol, 2019. TEMA 5 – ADOÇÃO E DIFICULDADES DO USO DO BIM Percebe-se pelo que foi exposto nos temas anteriores que o uso do BIM vai muito além da simples aquisição e uso de um software e treinamento de funcionários, pois envolve a adoção de uma nova metodologia de trabalho, que passa pela reestruturação da equipe, inclusive com a diminuição de funcionários, e se reflete em todos os processos de produção da empresa, quer seja ela na área de projetos, quer de construção. Para que não haja desmotivação, os funcionários devem ser realocados para outras atividades que possam tornar a adoção do sistema BIM mais produtiva. Entre essas atividades, podem estar inclusas as tarefas de gerenciamento dos projetos realizados na plataforma, ou a elaboração de uma biblioteca própria do escritório, que contenha objetos BIM e as informações pertinentes ao perfil da empresa. Isso trará mais produtividade ao longo do tempo. 14 Entretanto, algumas dificuldades para a adoção do BIM devem ser enfrentadas, tanto pelas características inerentes ao comportamento do ser humano quanto pelo perfil da empresa ou mesmo pela cultura do país. Podemos citar as seguintes barreiras: • Rejeição ao desconhecido e dificuldade em realizar mudanças: são aspectos inerentes ao ser humano. A maioria das pessoas tem dificuldade de alterar suas rotinas de vida, e, de fato, muitos não pretendem alterar. Isso se reflete no trabalho em suas empresas, quer sejam patrões, quer sejam empregados; • Dificuldade em se compreender a tecnologia BIM: por não se tratar apenas da aquisição de um software, mas sim da reestruturação de todo o processo projeto/construção, é natural que não se consiga inicialmente entender todos os benefícios e implicações que a adoção da nova tecnologia possa trazer; • Necessidade de se investirem recursos para a implementação BIM: levando-se em consideração a dificuldade em se compreenderem todos os benefícios da tecnologia BIM, a motivação para se investirem recursos, que não são baixos, para a adoção do BIM pode ser prejudicada. O BIM requer esforço, aprendizado e investimento. O retorno financeiro que ele pode trazer não pode ser facilmente calculado; • Remuneração baixa de projetistas: aliado aos fatores anteriores, no Brasil a remuneração de grande parte dos projetistas é baixa. Isso significa que a capacidade de investimento em TI e em treinamento das empresas de projeto, sejam de arquitetura ou complementares, é limitada. Os riscos devem ser bem calculados para que não haja perdas, desmotivação ou frustração; • Soluções rápidas e baratas na construção civil: esse é um perfil típico da construção no Brasil. Acredita-se que a adoção de novas metodologias e de tecnologias não traz necessariamente uma redução de custos e sim o contrário. Não se valoriza o planejamento e, em consequência disso, procura-se resolver erroneamente os problemas no canteiro de obras; • Falta de locais de capacitação BIM: comparativamente ao ensino do CAD, ainda há poucos locais em que se possa aprender de modo adequado a tecnologia BIM. Até mesmo nas universidades, onde o treinamento na ferramenta BIM deveria estar sendo implementado, há uma 15 velocidade muito baixa de adoção. Isso ocorre não só devido à falta de visão dos benefícios, mas também à resistência de alguns professores, que têm muita inércia em aprender novas tecnologias e ensinar algo diferente do que aprenderam em sua formação; • Margens de lucros altas nas empresas de construção: historicamente isso ocorre muito pelos erros e desperdícios na construção civil, que já incorpora essas perdas em seus custos. Em consequência disso, não se vê grande interesse em adotar tecnologias que possam melhorar essas questões. Por essas razões, o trabalho de compatibilização de projetos é feito ou feita de modo parcial ou improvisado nas empresas; • Falta de interesse em trabalho colaborativo: as metodologias de trabalho atuais não incentivam o trabalho colaborativo. Cada profissional tem interesse em resolver a sua parte o mais rápido possível, e ter que trabalhar em equipe significa atualmente um tempo maior de elaboração do trabalho e também retrabalho de projetos; • Falta de incentivo e exigências do BIM por parte dos investidores, proprietários e governo: somente a partir do momento em que as fontes que alimentam a construção tomarem consciência dos benefícios trazidos pelo BIM é que poderemos ter uma mudança significativa de uso da tecnologia. O governo brasileiro assinou em 2017 um decreto de incentivo ao BIM, porém levará muito tempo até que a adoção chegue ao nível das licitações de obras públicas. Com relação aos investidores (e incluam-se também as instituições financeiras), somente com base no entendimento é que a tecnologia BIM poderá ser um processo mais transparente e eficaz para termos um grande estímulo à adoção do BIM. FINALIZANDO Pudemos compreender nesta aula a maneira como o BIM pode se inserir em todas as fases da vida da edificação e quais os benefícios e dificuldades da adoção da nova tecnologia. Em nossa próxima aula, poderemos entender com mais propriedade os objetos BIM e seus níveis de desenvolvimento, o trabalho colaborativo que a tecnologia permite, bem como aspectos dos softwares disponíveis e sua interoperabilidade. REFERÊNCIAS 16 AUTODESK. Navisworks – software de revisão de projetos para os profissionais AEC. Autodesk, 2019. Disponível em: <https://www.autodesk.com.br/products/navisworks/overview>. Acesso em: 31 maio 2019. CAMPOS NETTO, C. Autodesk Revit Architecture 2016: conceitos e aplicações. São Paulo: Erica, 2016. CBIC – CâmaraBrasileira da Indústria da Construção. Coletânea Implementação do BIM. Partes 1 a 5: Implementação do BIM para construtoras e incorporadoras. Brasília: CBIC, 2016. DOCOL. Disponível em: <https://www.docol.com.br/pt/profissionais/downloads>. Acesso em: 31 maio 2019. EASTMAN, C; SACKS, R. A guide to building information modeling for owners, managers, engineers and contractors. Hoboken, N.J.: John Wiley and Sons Inc., 2011. MANZIONE, L. Proposição de uma estrutura conceitual de gestão de processo de projeto colaborativo com o uso de BIM. Tese (doutorado em Engenharia) Universidade de São Paulo. São Paulo, 2013. Disponível em: <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-08072014- 124306/publico/TESE_LEONARDO_MANZIONE.pdf>. Acesso em: 31 maio 2019. THE FUTURE of BIM will not be BIM—and it's coming faster than you think. Autodesk University, 23 nov. 2016. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=xq6yKyauu-o>. Acesso em: 31 maio 2019.
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