ASPECTOS METODOLÓGICOS RELACIONADOS AO AS-IS BIM

Nesta seção, são abordados aspectos metodológicos relacionados à geração de modelos BIM a partir de "nuvens de pontos". São apresentados métodos relatados em artigos, e

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Rhinoceros é um programa desenvolvido pela empresa Robert McNeel & Associates, muito difundido e utilizado atualmente para modelagem de formas complexas, especialmente para as áreas de design (diversos ramos), arquitetura e engenharia mecânica.

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Midas é um programa desenvolvido pela MIDAS Information Technology, muito utilizado internacionalmente para análise estrutural, inclusive de formas complexas.

discutidos aspectos observados, em pesquisas realizadas ao longo dos últimos anos, sobre processos e ferramentas específicas para auxílio à modelagem BIM a partir de "nuvens de pontos". Depois, são tratadas as principais etapas envolvendo esse tipo de modelagem, desde a fase de aquisição de dados até a modelagem e verificação do modelo. Ao final, são apresentadas diferentes abordagens sobre nível de detalhe associado à documentação de edificações existentes, e discutida a importância na definição clara dos objetivos do modelo BIM para determinação dos níveis de detalhe e de precisão adequados.

5.3.1 Panorama de processos para geração de modelos AS-IS BIM

Os processos mais comuns de criação de modelos as-is BIM são através de: (1) uso das informações representadas em desenhos já existentes, correspondentes à fase de projeto; (2) realização de levantamento cadastral por medição direta (ALVES; OLIVEIRA, 2010). A grande limitação desses processos refere-se à simplificação da representação de formas mais complexas e irregulares. Além disso, é comum haver inconsistências e falta de correspondência entre os elementos representados e suas formas reais.

O uso de tecnologias para captura de "nuvens de pontos" tem permitido acelerar o processo de aquisição dos dados geométricos das edificações, e aumentar a precisão e nível de detalhe do levantamento. Apesar das vantagens da utilização das "nuvens de pontos", observou-se que na grande maioria dos artigos pesquisados, esses modelos são usados de modo indireto ou subutilizados111. É comum a importação da "nuvem de pontos" em ferramentas CAD tradicionais (com auxílio de plugins específicos, como Cloudworxs) e sua utilização como referência para geração de desenhos (BRUMANA et al., 2013), para conferência de informações de registros já existentes (ATTAR et al., 2010; GIUDICE; OSELLO, 2013) ou para modelagem de trechos mais complexos da edificação (WOO; WILSMANN; KANG, 2010).

As maiores dificuldades citadas nesses trabalhos referem-se a: modelagem de formas irregulares através das ferramentas BIM, importação de objetos complexos gerados em outros programas, determinação do nível de detalhe adequado do modelo, associação de

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Acredita-se que o uso indireto ou a subutilização do modelo de "nuvens de pontos" para geração de modelos BIM deva- se à falta do estabelecimento de métodos adequados de trabalho para manipulação/utilização desse tipo de modelo diretamente na ferramenta BIM, aliado à possibilidade, relativamente recente (desde a versão 2012 do Revit), de inserção da "nuvem de pontos" no software BIM mais difundido e utilizado atualmente, o Revit da Autodesk.

atributos semânticos aos elementos construtivos e falta de famílias de componentes adequados às edificações existentes, especialmente as históricas. Os processos mais comuns encontrados na literatura com relação à modelagem BIM a partir de "nuvens de pontos" são:  desconsideração das irregularidades dos elementos (como paredes fora de prumo e com "barrigas") e simplificação da representação de objetos complexos e detalhados, para utilização das famílias existentes na biblioteca do programa;

 criação e utilização de uma biblioteca de objetos paramétricos (HBIM), baseado em tratados de arquitetura;

 modelagem dos objetos de formas mais complexas em modeladores geométricos ou em programas específicos para processamento de "nuvem de pontos", para a posterior importação na ferramenta BIM112.

O primeiro processo é o que permite maior rapidez na modelagem, mas é o que apresenta maiores limitações de precisão e nível de detalhe.

A criação e utilização da biblioteca HBIM, proposta pelos pesquisadores do Dublin Institute of Technology (DIT) na Irlanda (DORE; MURPHY, 2012, 2014), representa uma forma de gerar modelos detalhados de modo mais automatizado, no ArchiCAD. No entanto, a biblioteca de elementos e os parâmetros relativos à composição de fachadas são adequados a estilos arquitetônicos comuns no centro histórico da Irlanda, o que não é realidade para todos os países.

O terceiro processo (importação de formas complexas) parece mais adequado para a modelagem dos objetos complexos, considerando as irregularidades e deformações dos objetos existentes, uma vez que os programas de modelagem complexa e específicos para manipulação de "nuvens de pontos" apresentam mais recursos de modelagem. O grande problema desse método está relacionado à interoperabilidade entre os programas, para não somente evitar a perda de informações, como para permitir que a geometria seja transformada em elemento construtivo existente na ferramenta BIM.

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Alguns autores relatam os problemas de importação de objetos modelados fora da ferramenta BIM, uma vez que não conseguem associá-los aos elementos construtivos, sendo utilizados somente para a visualização da geometria.

De modo geral, verifica-se que o processo de criação de modelos BIM a partir de "nuvem de pontos", conhecido como "Scan to BIM"113, é ainda bastante interativo, apesar de alguns avanços ocorridos nos últimos cinco anos. A seguir, um breve relato sobre as técnicas utilizadas nos últimos anos, começando pelas mais antigas e que demandavam maior tempo de trabalho e/ou mais recursos:

 geração interativa de modelos de superfície (sejam primitivas tridimensionais ou malha triangular irregular) em programa para engenharia reversa, ou no AutoCAD com auxílio de plugins, somente para permitir a importação dos objetos tridimensionais na ferramenta BIM e, assim, possibilitar uma nova modelagem com os elementos construtivos próprios da ferramenta BIM (processo de dupla modelagem interativa);

 surgimento de programas mais automatizados para modelagem, como o EdgeWise da ClearEdge3D, para o reconhecimento e geração automática de faces a serem importadas na ferramenta BIM, para a realização uma nova modelagem (agora interativa), tomando-se as faces como referência (MAUCK; GEE, 2010);

 lançamento do plugin ScanToBim (Imaginit Technologies), que possibilitou a importação direta da "nuvem de pontos" no Revit;

 possibilidade de importação direta da "nuvem de pontos" a partir da versão 2012 do Revit e do AutoCAD. Esse fato, junto ao desenvolvimento dos recursos de modelagem do módulo de criação de massas (Conceptual Mass), facilitou a criação de formas mais complexas dentro da própria plataforma Revit;

 surgimento de novos programas para processamento junto ao Revit, como o CloudWorks (Leica) e VirtuSurv (Kubit), bem como novas versões do Scan to BIM, com mais possibilidades para manipulação e modelagem sobre a "nuvem de pontos";  lançamento do Autodesk Recap Pro, para importação, manipulação e exportação de

"nuvens de pontos" para diversos programas, especialmente os da Autodesk.

Desses fatos, destacam-se a possibilidade de importação de "nuvens de pontos" diretamente no Revit e os plugins Scan to BIM e o VirtuSurv.

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O termo Scan to BIM está associado também a um plugin da Imaginit Technologies e a uma empresa que gera modelos BIM a partir "nuvens de pontos".

O Scan to BIM permite modelar de modo semiautomático elementos construtivos como paredes, pilares, pisos e tubulações a trechos selecionados da "nuvem de pontos". Apresenta recursos que facilitam a visualização da "nuvem de pontos", permite a comparação entre o modelo BIM e a "nuvem de pontos", visando a detecção de interferências e a verificação da precisão do modelo gerado (através de gráficos ou planilhas com os valores dos desvios detectados).

Figura 103 - Visualização do modo de trabalho com o VirtuSurf: à esquerda realiza-se a seleção dos elementos construtivos sobre o panorama e à direta visualiza-se no Revit os elementos sendo modelados

Fonte: Disponível em: <http://www.kubit-software.com/CAD/Products/VirtuSurv/3D_Laser_Scanning_ VirtuSurv_Revit.php. Acesso em: 5 jul. 2014.

O VirtuSurf permite a modelagem dos elementos construtivos (como paredes, pilares, janelas e portas) a partir da seleção de pontos sobre o panorama gerado na varredura a laser. É um programa do tipo standalone, entretanto, trabalha integrado ao Revit desde 2013, apresentando uma interface de janelas (Figura 103) para visualização simultânea dos dois programas (VirtuSurf e Revit). A versão de 2014 permite a criação de famílias de componentes diretamente a partir da seleção de pontos sobre o panorama e possibilita a inserção de "nuvens de pontos" no editor de famílias do Revit, um avanço em relação aos outros plugins.

O Recap Pro permite importar "nuvens de pontos" em diversos formatos de arquivos, registrar diversas cenas, recortar trechos, apagar e limpar áreas selecionadas e exportar para formatos compatíveis com os programas da Autodesk. Seu uso é interessante, pois permite substituir, em muitos casos, a necessidade de programas para Engenharia Reversa, nas fases

de pré-processamento, que compreende tarefas como registro, limpeza e recorte da "nuvem de pontos".

Apesar desses programas acelerarem a modelagem, na medida em que apresentam uma série de recursos automatizados para associação dos elementos construtivos e visualização da "nuvem de pontos", eles limitam-se à utilização de famílias de componentes presentes na biblioteca do programa e não apresentam recursos para facilitar a modelagem de formas complexas e irregulares.

Figura 104 – Fluxo de trabalho com o GreenSpider: (a) "nuvem de pontos" de um trecho da edificação; (b) seccionamento da "nuvem de pontos"; (c) importação dos pontos com splines; (d) geração do modelo

paramétrico no ambiente de massa conceitual

(a) (b) (c) (d)

Fonte: adaptado de Garagnani e Manferdini (2013).

Garagnani e Manferdini (2013) propõem um novo método para facilitar a modelagem de formas complexas no Revit, conferindo maior precisão aos modelos gerados a partir de "nuvens de pontos". Eles apresentam algumas experiências realizadas com o plugin GreenSpider114, desenvolvido para o Revit visando superar a sua limitação de não permitir a seleção precisa (snap) de pontos específicos da "nuvem de pontos", e da exigência em se trabalhar com planos de referência para criar e/ou modificar os contornos dos objetos. O processo inicia-se com o seccionamento da "nuvem de pontos" através de planos paralelos em programas para Engenharia Reversa (Figura 104b), visando reduzir a quantidade de dados, mas, ao mesmo tempo, garantindo a precisão requerida. Para cada seção deve ser gerado um arquivo em formato ASCII. Com o GreenSpider, esses arquivos são importados no Revit no ambiente de modelagem de massa conceitual, visando sua visualização ou seleção

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O GreenSpider pode ser baixado gratuitamente no website <http://www.tcproject.net/pivotx/?e=149>. Na versão atual é possível executar somente dois comandos: GSpoints, para importação dos pontos da nuvem, e o GScurves, para traçar uma curva do tipo spline a partir da conexão dos pontos.