2.2.1.OCONCEITO
Os primeiros passos na área do Building Information Modeling (BIM) foram dados no final dos anos 70 por Charles M. Eastman, quando este apresentou as suas teorias sobre modelação de dados de produtos da construção. A partir desta época o interesse neste tema por parte da IC tem vindo a acentuar-se, muito devido aos bons resultados obtidos com métodos semelhantes em outros setores da indústria. [22] O BIM é uma tecnologia avançada que constitui uma Information Technology (IT), consistindo num modelo de informação digital para a construção, formado pelos elementos que constituem a obra e que pode ser acedido e ampliado ao longo do ciclo de vida da construção. A informação atribuída aos elementos permite aos profissionais da construção gerirem de forma organizada e partilhada os seus projetos, auxiliando e facilitando o trabalho das diferentes especialidades envolvidas no processo construtivo. [23]
Esta IT, tem por base a modelação paramétrica e a interoperabilidade suportada por ficheiros de padrão aberto, e é devido às relações paramétricas contidas no modelo que toda a informação se interliga e conduz a atualizações automáticas e em tempo real de todas alterações realizadas. [22]
Em BIM tudo se processa em redor do modelo tridimensional do edifício, que poderá ser criado através da utilização de diversos programas de modelação BIM. Estas ferramentas de modelação vão além dos modelos puramente geométricos realizados por exemplo em CAD. Em BIM os modelos são paramétricos, isto é, representam um conjunto de informações e propriedades definíveis pelo utilizador. Isto permite fornecer dados como o tipo de materiais ou o tempo de construção da obra, representando de forma mais rigorosa as etapas de construção da mesma. Para isso, os elementos do modelo virtual estão representados por objetos, que posteriormente são catalogados por ordem de semelhança em famílias e bibliotecas.
BIM é um processo constituído por várias etapas e não apenas um determinado programa, e para a sua utilização ser bem-sucedida requer que pessoas e tecnologia trabalhem colaborativamente. Um modelo BIM poderá estar em constante evolução ao longo do ciclo de vida de um edifício, enriquecendo-se e atualizando-se constantemente o modelo. [25]
2.2.2.EVOLUÇÃO DOS BIM
Como anteriormente descrito, o acrónimo BIM surge do inglês Building Information Modeling, porém, devido à vastidão de implicações inerentes à aplicação do mesmo, uma determinada empresa dizer que irá adotar BIM, em concreto, significará muito pouco. De forma a contornar esta situação, foram criados quatro níveis de desenvolvimento, que consistem num conjunto de guias e standards específico para cada um dos mesmos. [6]
Na figura 26 encontram-se ilustrados os quatro níveis de desenvolvimento de BIM, sendo estes baseados no nível de tecnologia usada na modelação do projeto e no nível de colaboração envolvido no processo. Nível 0: consiste no processo tradicional de troca de informação através de representações CAD
bidimensionais ou tridimensionais, porém apenas com uso de objetos vetoriais e sem a inserção de informações relevantes para o projeto.
Nível 1: corresponde ao nível mais aplicado nos dias de hoje e consiste na utilização de formatos bidimensionais em CAD para a apresentação de documentos no formato tridimensional para a conceção de projetos, não sendo, contudo, incentivada a colaboração entre os participantes do processo construtivo.
Nível 2: cada equipa desenvolve o seu projeto em modelos tridimensionais em BIM, contudo estes modelos são individuais, não existindo um modelo único e partilhável entre equipas. Contudo, a informação criada por uma dada equipa, pode ser consultada pelas restantes através de um ambiente de trabalho comum. Para que tal ocorra é necessário garantir a interoperabilidade entre diferentes plataformas BIM, ou seja, garantir a troca de informação entre equipas independentemente dos programas utilizados. Isto é conseguido através do uso de um formato aberto de exportação e importação de ficheiros como o IFC (Industry Foundation Classes).
Este nível de evolução é também conhecido como BIM colaborativo, e desde 2016 que é obrigatório no Reino Unido em todos os projetos de construção financiados pelo governo com o objetivo de modernizar o setor da construção, melhorando a qualidade e reduzindo os custos e o tempo de construção.
Nível 3: este é o nível de máximo desenvolvimento do BIM, consistindo num processo aberto e integrado, em que todos os participantes do processo construtivo podem aceder e fazer alterações a modelos partilhados disponíveis numa plataforma online, sendo desta forma eliminado o risco de existirem projetos conflituosos entre si. [22]
2.2.3.DIMENSÕES DO BIM
O conceito de Dimensões do BIM é diferente do anteriormente apresentado de Níveis de Desenvolvimento, referindo-se o primeiro à forma especifica como diferentes tipos de informação se conjugam. Desta forma, o entendimento do projeto tenderá a aumentar à medida que se adicionam dimensões extra de informação ao mesmo. [26]
Estas dimensões, são então categorizadas, de acordo com o conjunto de informação que a partir delas pode ser acedido. Cada uma das mesmas, fornece informação distinta, mas complementar, tendo-se nos últimos anos popularizado os termos BIM nD e Modelo nD.
Por definição, cada dimensão contém em si mesma as dimensões numericamente inferiores a si. Por exemplo, a partir de um modelo 4D pode ser extraída uma representação 3D de um determinado elemento.
De seguida será apresentado o conjunto de informação que cada dimensão pode fornecer, e que são designadas de: 3D, 4D, 5D, 6D e 7D.
Figura 27 – Dimensões de BIM (Fonte:[27])
BIM 3D: esta é a dimensão de BIM mais simples e mais utilizada. Com o BIM 3D é possível obter uma representação gráfica tridimensional do edifício em estudo, permitindo desde cedo a colaboração entre equipas e participantes do processo construtivo, gerar cortes e plantas automaticamente a partir do modelo, realizar clash detection, entre outras funcionalidades.
BIM 4D: esta dimensão de BIM relaciona o modelo 3D com o tempo, de modo a obter o planeamento de tarefas. A possibilidade de realizar animações 4D que representam o decorrer da construção, permite melhorar o planeamento de tarefas, resultando num melhor encadeamento dos trabalhos, e na melhor gestão do espaço de estaleiro.
BIM 5D: esta dimensão de BIM relaciona os custos com o modelo 3D e o seu planeamento, permitindo realizar estimativas de custos reduzindo muito o tempo consumido em tarefas de quantificação de elementos.
BIM 6D: esta dimensão está diretamente relacionada com a sustentabilidade na IC e engloba todo o ciclo de vida de um edifício. Ao incorporar a sustentabilidade no modelo BIM, os projetistas passam a conhecer a pegada de carbono associada a um dado edifício e poderão realizar avaliações ao consumo energético das soluções. Desta forma, o BIM 6D poderá contribuir para validar as decisões tomadas na fase inicial de projeto.
BIM 7D: esta dimensão de BIM está diretamente relacionada com o Facility Management (FM), que é um conceito que engloba tarefas como: gestão financeira, limpeza e manutenção dos sistemas de mecânica, de eletricidade, de canalização e de segurança contra incêndios. O objetivo passa por reduzir os custos com energia, prolongar o tempo de vida útil dos edifícios, melhorar a satisfação dos utilizadores e diminuir os custos operacionais. [28]
2.2.4.LOD
LOD é um acrónimo utilizado para dois conceitos, Level Of Detail (Nivel de Detalhe) e Level Of Development (Nível de desenvolvimento), sendo que o primeiro mede a quantidade de informação inserida para caracterizar um objeto e o segundo reflete o grau de confiança que os utilizadores do modelo poderão ter na informação contida no mesmo.
O conceito de Level Of Detail representa uma medida de quantidade onde se admite que toda a informação inserida é correta e com relevância para o projeto, encontrando-se os diferentes níveis de detalhe ilustrados e exemplificados para um objeto na figura 28. [28]
Quanto ao Level of Development, é de referir que este conceito não mede a quantidade de informação ou o grau de realismo da representação gráfica, uma vez que a aparência é apenas uma das características de um determinado objeto e normalmente a menos importante. [28] Na figura 29 encontram-se ilustrados e exemplificados para um objeto em concreto os vários níveis de desenvolvimento.
Figura 29 – Level Of Development (Fonte: [27]) 2.2.5.PROGRAMAS BIM
O mercado de programas BIM disponíveis no mercado é muito alargado, sendo o Autodesk Revit o mais utilizado entre os profissionais da IC. De seguida serão apresentados e descritos alguns dos softwares BIM com maior relevância para o decorrer desta dissertação.
Revit: é uma plataforma BIM desenvolvida pela Autodesk vocacionada para a criação de modelos tridimensionais de estruturas, MEP (Mechanical, Electrical and Plumbing), construção e arquitetura. Os participantes do processo construtivo poderão utilizar esta plataforma com o objetivo de facilitar o seu próprio trabalho e de extrair e partilhar informações relevantes.
Esta é uma plataforma multidisciplinar que envolve arquitetos, engenheiros e profissionais diretamente relacionados com a construção, promovendo a comunicação e a colaboração no setor. Navisworks: é uma plataforma BIM desenvolvida pela Autodesk. A diferença entre Navisworks e
Revit é que a primeira se vocaciona mais para a revisão de projetos e para o planeamento, permitindo realizar Clash Detection, animações walk-through e animações 4D que ilustram a construção do projeto de acordo com o planeamento de tarefas escolhido, corrigindo-se numa fase prévia à construção muitas das falhas dos projetos.
Vehicle Tracking: é uma plataforma BIM desenvolvida pela Autodesk, vocacionada para analisar detalhadamente os itinerários possíveis para o trajeto de veículos, otimizando a escolha dos mesmos com base no trânsito, na largura e nas limitações de altura das vias, revelando-se especialmente importante aquando da necessidade de transportar elementos de grandes dimensões. [22]
Dynamo: é uma plataforma BIM desenvolvida pela Autodesk, lançada em 2011, que pode ser corrida sozinha ou como plug-in do Revit. O seu principal propósito passa por criar representações gráficas de geometrias complexas através de programação em code blocks (blocos de código). [29]
2.2.6.PROCESSO DE IMPLEMENTAÇÃO DE BIM
Como já anteriormente referido, na última década o BIM tem vindo a popularizar-se a grande ritmo, sendo, contudo, o nível de implementação do mesmo diferenciado em cada país. No Reino Unido, a adoção desta metodologia foi realizada com base numa abordagem top-down, uma vez que a mesma foi imposta por lei em 2011, declarando a obrigatoriedade de utilização de BIM Nível 2 em todas as obras públicas até 2016, e implicando assim uma formação acelerada de técnicos especializados. [27]
De acordo com o “NBS National BIM Report 2017”, 90% dos utilizadores de BIM no Reino Unido concordam que a sua implementação requer alterações nos seus processos e procedimentos de trabalho, contudo apenas 4% desejaria voltar atrás com a decisão de o ter implementado. As empresas que não adotaram o BIM apresentam dois tipos de barreiras para o não terem realizado: internas, tais como falta de técnicos especializados, tempo ou fundos disponíveis; e externas, especialmente a não exigência do cliente e o facto de os projetos serem demasiados pequenos para necessitarem da utilização do BIM. [30]
A exemplo do Reino Unido, outros países têm vindo a adotar uma abordagem top-down, recorrendo para isso iniciativas governativas de legislação e regulamentação. Em Portugal, tem-se privilegiado a abordagem bottom-up, em que a própria IC se organiza de forma a estudar o melhor plano de adoção de BIM, sendo exemplo disso o BIMForum Portugal que é uma entidade constituída por projetistas, empresas de construção, instituições de ensino superior e empresas de software que procura incentivar a implementação de BIM na IC. [27]
2.2.7.VANTAGENS E CONSTRANGIMENTOS
A implementação de BIM e o consequente controlo global de toda a informação relevante para um determinado projeto, conduzirá a uma redução de custos e prazos assim como a uma melhoria da qualidade e segurança dos projetos realizados. Contudo, a adoção desta metodologia exige às empresas uma reorganização dos seus processos de trabalho e a formação ou contratação de profissionais especializados. Estes fatores, corresponderão a um custo para as empresas que tenderá a ser avultado com a aquisição de hardware e licenças de utilização de software. [27]
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