UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
JEZRAEL WENDERSON MOURA DE SOUZA
PROPOSTA DE FLUXO DE COORDENAÇÃO 3D BIM: ESTUDO DE CASO EM UMA EMPRESA DE SANEAMENTO
NATAL–RN 2020
JEZRAEL WENDERSON MOURA DE SOUZA
PROPOSTA DE FLUXO DE COORDENAÇÃO 3D BIM: ESTUDO DE CASO EM UMA EMPRESA DE SANEAMENTO
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil.
Orientadora: Profa. Ma. Laise Kelley Lemos Barbosa
Coorientador: Prof. Dr. Reymard Sávio Sampaio de Melo
NATAL–RN 2020
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede Souza, Jezrael Wenderson Moura de.
Proposta de fluxo de coordenação 3D BIM: estudo de caso em uma empresa de saneamento / Jezrael Wenderson Moura de Souza. - 2020.
89 f.: il.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil, Natal, RN, 2020.
Orientadora: Profa. Ma. Laise Kelley Lemos Barbosa. Coorientador: Prof. Dr. Reymard Sávio Sampaio de Melo.
1. BIM - Monografia. 2. CAERN - Monografia. 3. GPR - Monografia. 4. Gerência de projetos - Monografia. I. Barbosa, Laise Kelley Lemos. II. Melo, Reymard Sávio Sampaio de. III. Título.
RN/UF/BCZM CDU 65.011.8 Elaborado por Ana Cristina Cavalcanti Tinoco - CRB-15/262
JEZRAEL WENDERSON MOURA DE SOUZA
PROPOSTA DE FLUXO DE COORDENAÇÃO 3D BIM: ESTUDO DE CASO EM UMA EMPRESA DE SANEAMENTO
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil.
Aprovado em: ______/______/______
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________ Profa. Ma. Laise Kelley Lemos Barbosa
Orientadora
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
__________________________________________________ Prof. Dr. Reymard Sávio Sampaio de Melo
Coorientador
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
___________________________________________________ Prof. Dr. Luiz Alessandro Pinheiro da Câmara de Queiroz
Membro interno
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
___________________________________________________ Me. Salatiel da Rocha Venâncio
Membro externo
Dedico este trabalho, esta conquista, primeiramente а Deus, que me iluminou, fortaleceu e encorajou durante toda esta longa caminhada, e à minha família, que foi o alicerce fundamental em todas as minhas conquistas.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pois Ele esteve comigo em todos os momentos difíceis, e me deu ânimo e coragem para sempre seguir em frente.
À minha avó, Vicentina Marques, que embora não esteja mais entre nós, abraçou os meus sonhos e sonhou junto comigo, sempre fazendo mais por mim do que a ela própria. Por toda minha serei grato e levarei comigo os seus ensinamentos.
À minha mãe, Selma Cristina Silva de Moura, e à minha tia, Marly Pereira Moura, que além de serem a base da minha educação e vida, sempre me apoiaram e incentivaram a minha jornada acadêmico-profissional.
Aos meus irmãos, Hiago e Jared, por serem refúgio nos momentos adversos, e auxílio nos momentos de necessidades.
Ao meu tio Antônio Vaz e à minha tia Maria Batista que me apoiaram de perto durante todo o tempo da minha graduação.
À minha família, amigos e profissionais que contribuíram com cada etapa vivida que me fizeram alcançar este objetivo. Sou grato a Deus por cada pessoa que Ele colocou na minha vida, pois sem o apoio de cada um, nada alcançaria.
Ao professor Reymard Sávio Sampaio de Melo que me auxiliou na germinação das ideias e durante todo o processo de desenvolvimento deste trabalho, sendo sempre solícito e conselheiro.
À professora Laise Kelley Lemos Barbosa pela sua atenção e tempo dedicado ao longo de todo o projeto da minha monografia.
Aos profissionais da CAERN que contribuíram com o desenvolvimento desde trabalho, sendo sempre prestativos e atenciosos. Sem eles, este trabalho não poderia ter sido realizado.
RESUMO
Uma metodologia capaz de transformar a indústria da construção civil é o Building Information
Modeling (BIM), ou Modelagem da Informação da Construção, que consiste numa metodologia
capaz de melhorar substancialmente a acurácia de projetos, reduzir o surgimento de incompatibilidades entre diferentes projetos de uma mesma edificação e reduzir imprevistos durante a obra, além de proporcionar extração de quantitativos e relatórios automáticos, o que aumenta a produtividade da equipe e demanda menor número de pessoal para diversas atividades. O Brasil instituiu o Decreto Presidencial de nº 9.983, de 22 de agosto de 2019, como estratégia de disseminação do BIM, estipulando metas e prazos para a implementação gradativa e progressiva dessa metodologia em diversos órgãos públicos. O decreto atinge, direta ou indiretamente, todo o setor da indústria da construção civil brasileira que, certamente, se adequará integralmente à essa inovação. A disseminação do BIM no Brasil ainda é incipiente, e o setor do saneamento ambiental, comparando-se com outros setores, encontra-se ainda mais principiante nesta questão. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo principal propor um Fluxo de Processos para a implementação do BIM na Gerência de Projetos (GPR) da Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN) visando o design autoral e a coordenação espacial 3D, de modo que possa subsidiar a concessionária com a tarefa de implementar o BIM nos seus respectivos processos. A caracterização da atual forma de projetação da GPR foi fundamental para a identificação dos principais inconvenientes de projetos enfrentados pela gerência, o que subsidiou a elaboração e a análise do fluxo proposto, que se demonstrou como conteúdo potencialmente eficiente para a implementação do BIM na GPR para os fins mencionados.
ABSTRACT
A methodology capable of transforming the civil construction industry is the Building Information Modeling (BIM), which consists of a methodology capable of substantially improving the accuracy of projects, reducing the appearance of incompatibilities between different projects of the same building and reducing unforeseen circumstances during the work, in addition to providing quantitative extraction and automatic reports, which increases the team's productivity and demands less staff for various activities. Brazil instituted Presidential Decree No. 9,983, of August 22, 2019, as a strategy for the dissemination of BIM, stipulating goals and deadlines for the gradual and progressive implementation of this methodology in various public agencies. The decree affects, directly or indirectly, the entire sector of the Brazilian construction industry, which, certainly, will fully adapt to this innovation. The spread of BIM in Brazil is still incipient, and the environmental sanitation sector, compared to other sectors, is even more new to this issue. In this way, the present work has as main objective to propose a Process Flow for the implementation of BIM in the Project Management (GPR) of the Water and Sewage Company of Rio Grande do Norte (CAERN) aiming design authorial and 3D spatial coordination , so that it can subsidize the concessionaire with the task of implementing BIM in its respective processes. The characterization of the current form of GPR design was fundamental for the identification of the main drawbacks of designs faced by management, which supported the preparation and analysis of the proposed flow, which proved to be potentially efficient content for the implementation of BIM in GPR for the purposes mentioned.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Imagem 3D renderizada, gerada por software BIM, representando parte das
instalações de ar condicionado de uma edificação ... 19
Figura 2 – Representação gráfica de parede, janela e peitoril e suas possíveis regras de comportamento que podem ser programadas e ajustadas em softwares BIM para garantir a coerência construtiva de uma solução projetada ... 20
Figura 3 – Quadro com as informações integradas a um objeto virtual BIM (conexão flangeada para tubulações) ... 20
Figura 4 – Localização e classificação automática de interferências geométricas, realizadas por um software BIM ... 23
Figura 5 – Os 25 casos de usos BIM publicados pela PennState University em 2009 ... 25
Figura 6 – Resultados de pesquisa específica, realizada pela PennState University, sobre frequência de uso e benefícios percebidos, em empresas americanas ... 26
Figura 7 – Representação do ciclo de vida de um empreendimento típico da construção civil ... 27
Figura 8 – Modelo BIM desenvolvido especificamente para projetos autorais e planejamento 4D, estudo dos processos construtivos, gestão dos processos de uso e manutenção ... 28
Figura 9 – Ilustração do ciclo de vida de uma obra militar sob responsabilidade da DOM ... 30
Figura 10 – Capa do livreto publicado pelo MDIC em 2018 ... 33
Figura 11 – Resumo do escalonamento da implementação do BIM no Brasil ... 33
Figura 12 – Objetivos específicos elencados na Estratégia BIM BR ... 36
Figura 13 – Fundamentos do BIM ... 40
Figura 14 – Ilustração demonstrando os principais passos para um projeto de implementação BIM ... 41
Figura 15 – Descrição de métodos e protocolos de intercâmbio de informações entre softwares BIM ... 44
Figura 16 – Fluxo básico em uma etapa de projeto ... 48
Figura 17 – Fluxograma específico desenvolvido pela PennState University. Caso de uso BIM 1: Modelagem de Condições Existentes ... 49
Figura 18 – Os 5 diferentes níveis de LODs publicados pela AIA – American Institute of Architects, com seus correspondentes usos autorizados ... 51
Figura 19 – Tipos de verificações de qualidade de projetos ... 52
Figura 21 – Recorte da planilha de levantamento de seleção do referencial teórico para
fundamentar e conduzir o Estudo ... 57
Figura 22 – Desenvolvimento da análise, triangulação e síntese dos dados levantados. ... 61
Figura 23 – Escopo do diagnóstico da CAERN ... 63
Figura 24 – Estrutura organizacional da CAERN ... 64
Figura 25 – Gerências da Diretoria de Empreendimentos da CAERN. ... 64
Figura 26 – Layout da GPR da CAERN. ... 66
Figura 27 – Layouts avaliados por Addor e Santos (2017) ... 67
Figura 28 – Metodologia de Estudos, Projetos e Orçamentos genérica da GPR. ... 70
Figura 29 – Unidades da CAERN que podem auxiliar na elaboração de projetos da GPR .... 70
Figura 30 – Fases genéricas da concepção de projetos efetuadas pela CAERN. ... 71
Figura 31 – Fundamentação dos requisitos de sistema para processamento do Revit quanto à configuração mínima necessária, ao custo-benefício e ao desempenho. ... 73
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Principais benefícios e funcionalidades da implementação do BIM listados pela
CBIC em 2016 ... 22
Quadro 2 – Possíveis interferências encontradas no processo de compatibilização de disciplinas (projetos) ... 23
Quadro 3 – Escalonamento da exigência do BIM proposto pelo MDIC. ... 33
Quadro 4 – Relação de reuniões sucedidas no âmbito deste Estudo. ... 59
Quadro 5 – Equipe da GPR. ... 65
Quadro 6 – Necessidades dos usuários das salas BIM ... 67
Quadro 7 – Pacote de softwares e seus complementos comprado pela CAERN ... 68
Quadro 8 – Levantamento do hardware da GPR ... 69
Quadro 9 – Requisitos computacionais para o processamento adequado de alguns softwares da Autodesk ... 74
Quadro 10 – Sugestão de configuração padrão para máquinas processarem diversos softwares da Autodesk. ... 76
LISTA DE TABELAS
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA ... 15 2. OBJETIVOS ... 17 2.1. OBJETIVO GERAL ... 17 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 17 3. FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA ... 17 3.1. SOBRE O BIM ... 18 3.1.1. O que é o BIM ... 18 3.1.2. Benefícios do BIM ... 21
3.1.2.1. Identificação automática de interferências ... 22
3.1.2.2. Ensaio da obra no computador ... 24
3.1.2.3. Geração de documentos mais consistentes e mais íntegros ... 24
3.1.3. Usos do BIM ... 24
3.1.3.1. Ciclo de vida dos empreendimentos... 26
3.2. BIM NO BRASIL ... 29
3.2.1. Petrobras ... 29
3.2.2. Exército brasileiro ... 30
3.2.3. BIM na esfera legislativa brasileira ... 31
3.2.3.1. Resultados esperados e objetivos específicos da Estratégia BIM BR ... 35
3.3. BIM NO SANEAMENTO ... 36
3.4. IMPLEMENTAÇÃO DO BIM ... 38
3.4.1. Plano de Execução BIM – PEB ... 38
3.4.2. Infraestrutura e tecnologia ... 41
3.4.3. Trabalho colaborativo ... 42
3.4.3.1. Interoperabilidade... 43
3.4.3.1. Viabilização do trabalho colaborativo... 44
3.4.3.2. Diretrizes de modelagem ... 47
3.4.4. Fluxo de trabalho ... 47
3.4.5. Requisitos de modelagem ... 49
4. MÉTODO DE PESQUISA ... 52
4.1. MÉTODO DE PESQUISA – ESTUDO DE CASO ... 52
4.1. DELINEAMENTO DA PESQUISA ... 56
4.1.1. Definição do tema ... 56
4.1.2. Objetivos e questões da pesquisa ... 56
4.1.1. Levantamento e seleção do referencial teórico e revisão inicial da literatura...56
4.2. DESENHO DA PESQUISA ... 58
4.2.1. Definição do caso ... 58
4.2.2. Verificação da utilidade prática junto à Companhia ... 58
4.2.3. Protocolo de intenções ... 58
4.2.4. Planejamento das atividades ... 58
4.3. PREPARAÇÃO E COLETA DOS DADOS ... 60
4.3.1. Coleta de dados primários e secundários ... 60
4.3.2. Organização dos dados ... 61
4.4. ANÁLISE DO CASO E PREPARAÇÃO DO RELATÓRIO ... 61
4.4.1. Análise e síntese dos dados levantados ... 61
4.4.2. Elaboração de Fluxo de Processos ... 62
4.4.3. Validação e ratificação ... 62
4.4.4. Elaboração do relatório final ... 62
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 63
5.1. CARACTERIZAÇÃO DA GPR ... 63
5.1.1. Estrutura organizacional da GPR ... 63
5.1.2. Levantamento da equipe e layout do espaço físico da GPR ... 65
5.1.2.1. Layout da Gerência de Projetos ... 65
5.1.3. Mapeamento dos softwares e hardwares ... 68
5.1.3.1. Softwares ... 68
5.1.3.1. Hardwares... 69
5.1.4.1. Coleta de informação para o projeto ... 70
5.1.4.2. Concepção do projeto ... 70
5.1.4.3. Elaboração do projeto básico ... 71
5.1.4.4. Elaboração do orçamento ... 71
5.1.5. Objetivos da GPR para o BIM ... 72
5.2. AQUISIÇÃO E MANUTENÇÃO DE MÁQUINAS ... 72
5.3. ORGANIZAÇÃO E BASE DE DADOS ... 77
5.4. PROPOSTA DE FLUXO DE PROCESSOS PARA O CENÁRIO BIM NA GERÊNCIA DE PROJETOS DA CAERN ... 77
6. CONCLUSÕES E SUGESTÕES ... 84
1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
A Indústria da Construção atinge uma extensa lista de setores que impactam na economia do país. São afetados desde os ramos de serviços ou que produzem os materiais utilizados em obras, passando pelos projetos e alcançando a execução das obras e o descomissionamento das edificações.
Ao passo que tal indústria representa parcela expressiva do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro, demonstra-se, por vezes, altamente onerosa. Nesta assertiva, cita-se a construção civil do setor público brasileiro que se caracteriza como cheia de irregularidades e desperdícios, o que é comprovado pelo Tribunal de Contas da União, que apresenta, segundo Matos (2016), projetos deficientes ou desatualizados como o segundo maior causador de irregularidades em obras públicas. Isso evidencia que os erros ou incompatibilidades de projetos são um dos pontos críticos na incorporação de obras.
Para Sarcinelli (2008), a indústria da construção civil sempre foi alvo de críticas em decorrência dos altos custos e da baixa produtividade. Esta indústria, no contexto brasileiro, consiste-se como um setor de processos obsoletos, pouco produtivo e com grande desperdício. Além de inconvenientes na projetação e na execução de obras, outra atividade deveras importante e que, quando mal executada, repercute em problemas na construção, retrabalho e/ou atrasos no cronograma é a gestão dos projetos e da própria construção. O que corrobora a necessidade das empresas brasileiras de inovarem e melhorarem os seus sistemas de produção, “pois apresentam grandes deficiências no sistema de gestão dos seus intervenientes do processo de produção, tais como informações, fornecedores e mão de obra, o que acarreta em atrasos da obra, cada vez mais evidentes” (BRUM, 2015).
Tratando-se do setor privado ou de instituições de economia mista, a situação é semelhante. Segundo Mayr (2000), o desperdício está incorporado na edificação, bem como a baixa produtividade e o elevado nível de patologia. O autor afirma, ainda, que a sobrevivência do projeto ao processo construtivo depende da consistência de suas informações e da conformidade na execução da obra, de forma que “verificar a sobrevivência do projeto é verificar se o objeto construído corresponde fielmente ao objeto projetado, ou, considerando a questão da comunicação, é verificar se a resposta dada pela execução da obra é a esperada pelo projetista” (MAYR, 2000).
Nesse contexto, o Building Information Modeling (BIM), ou Modelagem da Informação da Construção, apresenta-se como uma metodologia que possui o potencial de melhorar substancialmente a indústria da construção, pois retorna melhor conformidade dos
projetos, reduz o surgimento de incompatibilidades entre os modelos e de imprevistos durante a obra, além de proporcionar extração de quantitativos e relatórios automáticos, o que aumenta a produtividade da equipe e demanda menor número de pessoal para diversas atividades.
O BIM é um conjunto de políticas, processos e tecnologias que se coalescem numa metodologia que se aplica a todo o ciclo de vida de um empreendimento, desde a sua concepção até a construção, a ocupação e a desocupação. Segundo Eastman et al. (2011), o BIM é uma tecnologia que oferece suporte ao projeto ao longo de suas fases, possibilitando uma melhor análise e controle dos projetos do que os processos convencionais manuais. Assim, os modelos gerados por computador contêm geometria e dados precisos necessários para o apoio às atividades de construção, fabricação e aquisição por meio das quais a construção é realizada.
No âmbito legislativo, o Brasil instituiu um Decreto Presidencial de nº 9.983, de 22 de agosto de 2019, que “dispõe sobre a estratégia nacional de disseminação do Building
Information Modelling e institui o comitê gestor da estratégia do Building Information Modelling”. Além disso, publicou, em 2018, a Estratégia BIM BR, que especifica que
determinados órgãos públicos deverão implementar o BIM, definindo prazos e serviços escalonados, para que a implementação seja gradativa e progressiva.
Desta maneira, espera-se que a indústria brasileira da construção, de modo geral, adeque-se à tecnologia BIM. O que se suscita necessário que a CAERN planeje a sua implementação nas diversas atividades oportunas da estatal, de modo a alcançar um maior nível de qualidade em projetos e obras, reduzir os desperdícios e dispêndios, bem como atender à legislação brasileira quanto ao assunto.
O BIM ainda possui sua disseminação incipiente no Brasil, e se tratando da área do saneamento básico, está ainda mais atrasado na sua implementação quando comparada com o setor da construção ligada a outros tipos de edificações. Os manuais brasileiros mais conhecidos que tratam da implementação do BIM são voltados para a iniciativa em construtoras, o que, apesar de servir como material teórico válido para a implementação em uma companhia que atua com sistemas de abastecimento de água, esgotamento sanitário e drenagem, necessita de diversas adaptações.
Face a esse panorama e haja vista a necessidade de uma reestruturação dos processos para uma eficiente implementação do BIM na CAERN, de modo que exista uma maior colaboração entre os projetistas, é que se insere o presente Estudo. A pesquisa busca diagnosticar os atuais processos de trabalho da CAERN e formular uma estratégia de
implementação que, fundamentada nas boas práticas da literatura e em experiências semelhantes, responda aos anseios da companhia de forma eficaz e planejada.
Tendo como produto final um fluxo de processos que subsidie a CAERN em uma futura implementação do BIM para os usos de design autoral e coordenação espacial 3D. Com isso, a CAERN se tornará uma das pioneiras companhias estaduais que trabalham no ramo do saneamento com uma implantação consolidada e de acordo com as necessidades da concessionária.
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
Propor um Fluxo de Processos para a implementação do BIM na Gerência de Projetos (GPR) da CAERN visando o design autoral e a coordenação espacial 3D.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Levantar a estrutura organizacional, a equipe e o layout do espaço físico da GPR; • Identificar os softwares e os hardwares da GPR;
• Caracterizar a metodologia atual de projetos da GPR;
• Identificar os objetivos da GPR com a implementação do BIM.
3. FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA
Junto à evolução científica e ao progresso tecnológico, o Building Information
Modeling (BIM) surgiu não apenas como uma nova abordagem à elaboração de projetos de
engenharia, mas, também, como um instrumento que possui potencial de transformar toda a cadeia produtiva do setor da construção civil.
Com o objetivo de integrar e modelar as informações da indústria da construção, o BIM atua em todas as fases de uma obra, partindo, pois, da fase de pré-obra e chegando até a fase de pós-obra. Surgiu como uma metodologia capaz de contornar os inconvenientes do modelo tradicional da indústria da construção, que, segundo EASTMAN et al. (2014), desencadeiam situações suscetíveis à falha, inconsistência, insegurança e, por muitas vezes, produções repetitivas. Tais situações fazem com que haja perda considerável do valor das informações do projeto.
A Câmara Brasileira da Indústria da Construção – CBIC (2016, p. 22) define o BIM como:
um conjunto de políticas, processos e tecnologias que, combinados, geram uma metodologia para gerenciar o processo de projetar uma edificação ou instalação e ensaiar seu desempenho, gerenciar as suas informações e dados, utilizando plataformas digitais (baseadas em objetos virtuais), através de todo seu ciclo de vida.
Ainda que, no Brasil, a adoção do BIM seja incipiente, “especialmente se avaliarmos as questões jurídicas e contratuais” (CBIC, 2016), o BIM não é um conceito novo, uma vez que foi descrito primeiramente por Eastman et al. (1974), sendo a princípio denominado Building
Description System (BDS), ou Sistema de Descrição da Construção. Eastman et al. (1974)
afirmam que o “BDS foi concebido inicialmente para mostrar que uma descrição de um edifício baseada em computador poderia replicar ou melhorar todas as forças atuais dos desenhos como um meio para o projeto, a construção e a operação, além de eliminar a maioria de suas fraquezas atuais”, uma vez que “muitos dos custos de operação de projeto, construção e processos construtivos derivam da dependência de desenhos como a descrição do registro do edifício” (EASTMAN ET AL., 1974).
3.1. SOBRE O BIM
3.1.1. O que é o BIM
Embora existam muitas definições para o BIM, quando se trata do âmbito de projetos, todas elas concorrem para o mesmo princípio, de que ele consiste em mais do que apenas um modelo virtual 3D, de modo que soluções que somente possibilitam a modelagem e sua respectiva visualização gráfica em 3D não são consideradas soluções BIM.
Assim, “o BIM é uma tecnologia baseada em objetos virtuais, paramétricos e inteligentes. Os modelos 3D BIM de edificações e instalações são desenvolvidos a partir de objetos virtuais, que correspondem aos componentes previstos e necessários para a futura construção real” (CBIC, 2016).
A Figura 1 apresenta uma imagem renderizada gerada por software BIM, demonstrando um resultado possível de visualização de projetos em 3D.
Figura 1 – Imagem 3D renderizada, gerada por software BIM, representando parte das instalações de ar condicionado de uma edificação
Fonte: CBIC (2016).
Paramétrico, no contexto BIM, significa, segundo a CBIC (2016), que os objetos modelados oferecem ao usuário a possibilidade da alteração das medidas e demais características das suas partes constituintes, de modo que é possível inserir e gravar novos dados nos próprios objetos, que funcionam como contêineres ou pastas de arquivo. Por exemplo, quando se desenha uma janela em um software BIM, é possível associar espessuras e tamanhos ao objeto projetado (bem como outras informações), como é exemplificado na Figura 2. Desse modo, tal informação pode ser utilizada, futuramente, para extração de quantitativos e geração de relatórios.
A Figura 3 apresenta o exemplo de uma caixa de informações de um objeto virtual BIM, onde existem, além de propriedades geométricas (o desenho propriamente dito), informações qualitativas que podem ser alteradas de acordo com a necessidade ou interesse do projetista. No exemplo da Figura 3, o usuário pode alterar várias características do objeto (conexão flangeada para tubulações), dentre elas, as medidas de suas partes constituintes e o material da peça.
Figura 2 – Representação gráfica de parede, janela e peitoril e suas possíveis regras de comportamento que podem ser programadas e ajustadas em softwares BIM para garantir a coerência construtiva de uma solução projetada
Fonte: CBIC (2016).
Figura 3 – Quadro com as informações integradas a um objeto virtual BIM (conexão flangeada para tubulações)
Fonte: CBIC (2016).
Já o atributo “inteligente” da tecnologia BIM se dá porque, segundo a CBIC (2016), além de um objeto BIM conter todas as informações importantes sobre si mesmo, pode ter informações sobre a sua relação com outros objetos e componentes de um modelo.
Na prática, isso se concretiza quando são integradas informações que especifiquem, por exemplo, para um objeto janela que ele deve ser instalado em uma parede blindada e, desta forma, o software de modelagem reconhece se a parede onde foi instalado o objeto virtual janela é, ou não, blindada. Tal reconhecimento de vínculo entre os objetos de um modelo virtual é o que caracteriza a chamada “inteligência” de um objeto BIM.
Assim, conclui-se que os objetos BIM são paramétricos e inteligentes porque tais objetos possuem informações sobre si mesmos e sobre a sua interação com outros objetos e com o ambiente onde se inserem.
3.1.2. Benefícios do BIM
A utilização do BIM aprimora muitas práticas do setor da construção e traz diversos benefícios à indústria da construção, tanto para os que participam da cadeia de produção (oferta) quanto para os proprietários e contratantes (demanda).
Os benefícios da utilização do BIM também são percebidos pelos compradores, incluindo-se o Poder Público. O BIM, além de proporcionar uma maior aderência da execução da obra ao orçamento, também auxilia no cumprimento do prazo estimado, uma vez que reduz a incidência de erros e imprevistos, viabilizando uma maior transparência no processo de compra e conferindo maior qualidade às obras.
O BIM possui diversos benefícios, posto que se aplica em todas as fases do ciclo de vida da construção, de sorte que “as informações agregadas ao modelo virtual proporcionam ao proprietário eficiência na gestão e manutenção de ativos” (BRASIL, 2018).
A CBIC elencou, no volume 1 de sua coleção-guia de implementação do BIM, 19 dos principais benefícios e funcionalidades BIM, os quais são relacionados no Quadro 1.
Quadro 1 – Principais benefícios e funcionalidades da implementação do BIM listados pela CBIC em 2016
Principais benefícios e funcionalidades BIM 1. Visualização 3D do projeto
2. Ensaio computacional da obra 3. Extração automática de quantitativos 4. Realização de simulações e ensaios virtuais
5. Identificação automática de interferências (geométricas e funcionais) nos projetos
6. Geração de documentos mais consistentes
7. Capacitação das empresas para a execução de obras mais complexas
8. Viabilização e intensificação do uso da industrialização 9. Complemento do uso de outras tecnologias
10. Preparação das empresas para cenário futuro 11. Análise de construtibilidade
12. Desenvolvimento de maquetes eletrônicas
13. Registro e controle visual de diferentes versões dos modelos
14. Verificação das condições de acesso para manutenção e Human Factor Engineering – HFE
15. Coordenação e controle de contratados 16. Rastreamento e controle de componentes
17. Utilização de modelos BIM para embasar processos de gestão de ativos
18. Fabricação digital
19. Verificação de locações e níveis da obra, baseadas em modelos BIM, realizadas por um único indivíduo
Fonte: Adaptado de CBIC (2016).
A seguir, serão abordados alguns dos benefícios discorridos na “Coletânea Implementação do BIM para construtoras e incorporadoras” da CBIC, publicada no ano de 2016. Aponta-se que apenas os benefícios menos diretos de compreensão apresentados no Quadro 1 serão discorridos a seguir.
3.1.2.1. Identificação automática de interferências
Uma grande aliada dos profissionais que trabalham com projetos é a funcionalidade conhecida como clash detection que é a localização automática de interferências entres os objetos que compõem um modelo ou entre disciplinas, ou seja, projetos específicos, como o arquitetônico e o estrutural, ou o estrutural e o de instalações hidrossanitárias etc.
Os relatórios das interferências localizadas em um modelo BIM em desenvolvimento podem ser extraídos automaticamente e compartilhados com as equipes responsáveis
por cada uma das diferentes disciplinas. Alguns softwares oferecem formatos padronizados de listas de interferências que já incluem a imagem do problema e referências da sua localização no modelo. Isso e bastante útil nos casos de modelos muito extensos ou complexos, em que há muitas repetições de trechos de instalações (CBIC, 2016, p. 33).
Os tipos de interferências que podem ser identificados no processo de compatibilização são soft clash, hard clash e time clash, que, conforme Oliveira (2019), podem ser definidos de acordo com o Quadro 2.
Quadro 2 – Possíveis interferências encontradas no processo de compatibilização de disciplinas (projetos)
Conflitos Definição
Soft clash
Componentes que não respeitam uma distância exigida em relação a outro
elemento ou sistema, ou seja, uma interferência funcional Hard clash Componentes que se sobrepõem
Time clash
Elementos que podem se colidir ao longo do tempo, como durante a construção ou o
uso do edifício Fonte: Adaptado de Oliveira (2019).
Ressalta-se, ainda, que algumas soluções, além de detectarem as interferências, classificam-nas como leves, moderadas ou críticas, conforme apresentado na Figura 4.
Uma interferência leve seria o caso em que, por exemplo, uma tubulação de pequeno diâmetro interfere em outra também de pequeno diâmetro. Ou seja, seria uma interferência de fácil solução, porque não é muito difícil desviar uma tubulação de pequeno diâmetro, que, na maioria das vezes, pode ser feita utilizando conexões padronizadas.
Já a interferência de uma tubulação de grande diâmetro com um componente da estrutura, por exemplo, um pilar ou uma viga estrutural, seria considerada como critica (CBIC, 2016, p. 34).
Figura 4 – Localização e classificação automática de interferências geométricas, realizadas por um software BIM
3.1.2.2. Ensaio da obra no computador
Uma das funcionalidades da plataforma BIM é a Construção Virtual ou, no inglês,
Virtual Design & Construction – VDC. Tal função permite o ensaio de uma obra no
computador, antes do início real da construção, experimentando-se as diversas etapas da obra propriamente dita, sequenciando as atividades.
É possível, ainda, criar uma animação em 3D da evolução da construção, de acordo com o cronograma planejado. “Esses recursos podem gerar economia e redução de descontinuidades e ´surpresas´ durante a execução da obra, quando a flexibilidade para tomada de decisão já é muito reduzida, elevando a qualidade do planejamento e seu nível de precisão” (CBIC, 2016).
3.1.2.3. Geração de documentos mais consistentes e mais íntegros
Como discutido anteriormente, no BIM, os objetos são paramétricos e inteligentes e “percebem”, “interpretam” e “reagem” automaticamente aos demais objetos com que se relacionam em um projeto, bem como ao seu “ambiente”.
Desta forma, a integridade e consistência dos documentos gerados não dependem exclusivamente da atenção humana de, por exemplo, quando necessário alterar um elemento arquitetônico, como uma janela, alterar todas as vistas, cortes e documentos que apresentam informações sobre a respectiva janela manualmente. Isso torna os documentos gerados mais consistentes e confiáveis.
3.1.3. Usos do BIM
Notadamente, o BIM possui diversos usos. Dentre os seus usos, a Pennsylvania State
University publicou, em 2009, um estudo onde foram mapeados, descritos e documentados 25
dos principais usos do BIM. Tais usos foram agrupados em cada uma das fases do ciclo genérico do desenvolvimento de projeto, conforme apresentado na Figura 5.
Figura 5 – Os 25 casos de usos BIM publicados pela PennState University em 2009
Fonte: CBIC (2019).
A Pennsylvania State University classificou, também, no seu estudo, a frequência com que cada um dos 25 usos mapeados por ele é utilizado por empresas americanas que atuam no ramo da arquitetura e construção. A pesquisa se baseou, quantitativamente, nas respostas que as empresas retornam ao estudo às seguintes perguntas: (i) com que frequência a empresa utilizava cada um dos 25 usos do BIM? Podendo responder 0,5%, 25%, 50%, 75%, 95% e 100%; e (ii) qual o benefício que a organização atribui a cada um dos 25 usos do BIM? Podendo optar por muito negativa, negativa, neutra, positiva e muito positiva. O resultado do estudo é apresentado na Figura 6.
Figura 6 – Resultados de pesquisa específica, realizada pela PennState
University, sobre frequência de uso e benefícios percebidos, em empresas
americanas
Fonte: CBIC (2016) apud PennState University (2009).
A partir da Figura 6, é possível perceber que a PennState University constatou que os principais usos do BIM se relacionam à modelagem de projetos, à coordenação e à revisão de modelos. Tais usos são os que mais retornam benefícios para as empresas. Aponta-se, ainda, que os usos voltados ao planejamento e ao controle também importam em benefícios para quem lança mão deles.
3.1.3.1. Ciclo de vida dos empreendimentos
O ciclo de vida de um empreendimento típico da construção civil passa por diversas etapas. Segundo a CBIC (2016), um empreendimento possui o ciclo de vida conforme apresentado na Figura 7.
Figura 7 – Representação do ciclo de vida de um empreendimento típico da construção civil
Fonte: CBIC (2016).
Em cada fase do ciclo de vida de um empreendimento típico da indústria da construção, são gerados diferentes modelo BIM. É importante identificar em quais fases desse ciclo de vida a empresa que implementará o BIM atua, para, então, conhecer e se aprimorar nas atividades concernentes a cada uma dessas fases em que se insere.
Os modelos gerados na etapa de projeto (modelos autorais das diferentes disciplinas ou projetos) são modelos de projeto e modelos de construção, que são utilizados para coordenação/documentação do projeto e planejamento da execução e do orçamento da obra, respectivamente. Tais modelos objetivam definir o ‘objeto construído’ em si. São usados, dentre outras finalidades, para a realização de análises e simulações de desempenho e para a coordenação das disciplinas.
Já na etapa de construção, os modelos gerados visam estudar a divisão das etapas construtivas, auxiliar no dimensionamento das equipes e realizar o planejamento 4D de uma obra. “Nestes modelos BIM podem ser incluídos e simulados todos os recursos e equipamentos necessários para viabilizar a construção, mas que não serão incorporados a ela, como gruas, elevadores de obra, bandejas de proteção” (CBIC, 2016).
Finalmente, para as etapas de ‘uso e operação’ e ‘manutenção e monitoramento’, os modelos BIM desenvolvidos podem ser utilizados como base de dados e referências para a gestão do uso, da operação e da manutenção de um objeto já construído.
A Figura 8 ilustra os principais modelos gerados em cada uma das etapas citadas anteriormente.
Figura 8 – Modelo BIM desenvolvido especificamente para projetos autorais e planejamento 4D, estudo dos processos construtivos, gestão dos processos de uso e manutenção
3.2. BIM NO BRASIL
No Brasil, o uso do BIM ainda é pouco disseminado. Mesmo quando se fala no setor privado, apenas algumas empresas iniciaram sua implantação. Já no setor público, conforme FIESP (2016), “há algumas iniciativas isoladas, com destaque para a Engenharia do Exército. Segundo pesquisa da Abramat, ainda existe desconhecimento sobre o que é o BIM e, portanto, necessidade de capacitação e disseminação da informação”.
O retardo da disseminação do BIM no Brasil pode ser decorrente das grandes mudanças que a implementação da metodologia BIM provoca em uma organização, uma vez que “a adoção do BIM implica na reorganização da estrutura produtiva da empresa, rompendo com os processos de produção tradicionais e permitindo melhor integração entre as várias disciplinas envolvidas nos projetos” (FIESP, 2016).
Embora o BIM ainda não esteja amplamente adotado no território nacional, existem marcos importantes e iniciativas tomadas por bancos e agências públicas, tais como o Banco do Brasil, a Caixa Econômica Federal e o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT). Já no setor privado, “Método Engenharia, CCDI, Odebrecht, Gafisa e Sinco estão entre as empresas pioneiras em relação ao BIM no país” (CBIC, 2016).
3.2.1. Petrobras
A Petrobras é uma empresa de capital aberto (sociedade anônima), que possui como acionista majoritário a União (Governo do Brasil), caracterizando-se, então, como uma estatal de economia mista. A empresa atua no segmento de energia, principalmente na exploração, produção, refino, comercialização e transporte de petróleo, gás natural e seus derivados, e, atualmente, está presente em 19 países espalhados internacionalmente.
No Brasil, a Petrobras foi uma das pioneiras a utilizar o BIM. Tendo, conforme Mota e Rodrigues (2012), o objetivo de automatizar os processos de engenharia, ela utiliza nos seus projetos o modelo 3D inteligente, hoje chamado de BIM, há mais de duas décadas, tanto para suas plantas industriais on-shore quanto off-shore.
A seguir, estão relacionadas algumas experiências da Petrobras com a utilização do BIM:
• 1989: Plataforma P-20 – Campo de Marlim;
• 2004: Plataforma de Rebombeio Autônoma (PRA-1) – Estudos para instalação
off-shore e projeto de arquitetura 3D;
• 2009: Projeto da Sede da Petrobras em Santos.
3.2.2. Exército brasileiro
Constituindo o Exército Brasileiro, há o Departamento de Engenharia e Construção (DEC), que é o Órgão de Direção Setorial (ODS) do Comando do Exército. Este órgão possui como missão assegurar o efetivo e regular emprego da Engenharia Militar, em benefício do Exército e do Estado Brasileiro, realizando a gestão de obras, patrimônio, meio ambiente, material e operações de engenharia.
Dentre as diretorias do DEC, há a Diretoria de Obras Militares (DOM), que é o órgão de apoio técnico-normativo do DEC, incumbido de superintender, no âmbito do Exército, as atividades de construção, ampliação, reforma, adaptação, reparação, restauração, conservação, demolição e remoção de instalações, relacionadas a obras militares, e de controlar o material de sua gestão.
A estrutura de Obras Militares do Exército é formada por um conjunto de macroprocessos finalísticos sob responsabilidade normativa e gerencial da DOM, conforme a Figura 9. Estes macroprocessos mapeiam todo o ciclo de vida de uma Obra Pública sob responsabilidade do Exército.
Figura 9 – Ilustração do ciclo de vida de uma obra militar sob responsabilidade da DOM
Dentro das obras militares sob competência da administração do DEC, existem 650 unidades, em que “é preciso acompanhar a manutenção e construção de um total de 75.787 edificações e responder por, aproximadamente, 10.470 solicitações de obras simultaneamente” (BROCARDO, 2017 apud DOM, 2015).
Apesar de ser referência na Gestão de Obras Públicas no Governo Federal, segundo o Ministério da Defesa (2007), a DOM não dispunha de um Sistema Informatizado de Gestão que desse suporte para suas atividades. A ausência de um Sistema dificultava a comunicação com mais de 650 Organizações Militares espalhadas por todo território nacional. As Organizações Militares não tinham como obter de forma clara e precisa o andamento do Processo de Solicitação de Obras.
Segundo Pellanda, Nascimento e Ferreira (2015), desde o ano de 2009, a DOM tem estimulado seu corpo técnico a utilizar a tecnologia BIM em seus projetos, principalmente em relação a novas construções, com o intuito de melhorar a qualidade dos projetos.
Pela implementação do BIM representar uma mudança cultural em todos os níveis de gestão e de processos de uma organização, a introdução do BIM no exército não foi tarefa fácil. Quanto a isso, Pellanda, Nascimento e Ferreira (2015, p. 61) afirmam que o:
envolvimento da alta direção é crucial, a ela deve estar plenamente convencida de que a decisão de investir em BIM é acertada e que os custos adicionais valem a pena, ou seja, o retorno do investimento é compensador. Não é suficiente somente a equipe técnica estar convencida; sem o apoio da alta gestão é inviável implantar uma estrutura de tecnologia BIM.
Pellanda, Nascimento e Ferreira (2015) afirmam, ainda, que foi necessário que o exército estabelecesse uma estratégia de execução BIM para a sua implementação, estruturada em ações básicas para sua assimilação gradativa e incremental.
3.2.3. BIM na esfera legislativa brasileira
O Brasil experimenta a transição gradativa dos modos de projetação e construção, começando a inserir o BIM na indústria da Construção. Um marco importante para esta transição foi o estabelecimento do chamado Decreto do BIM, Decreto Presidencial nº 9.983, de 22 de agosto de 2019, que “dispõe sobre a estratégia nacional de disseminação do Building
Information Modelling e institui o comitê gestor da estratégia do Building Information Modelling”. O referido decreto revogou o antigo Decreto nº 9.377, de 17 de maio de 2018, que
Outrossim, corroborando a instituição do Decreto do BIM, anteriormente mencionado, o Governo Federal criou, em 2017, para o gerenciamento da Estratégia BIM BR, o Comitê Gestor (CG-BIM), “incumbido de implementar a Estratégia e gerenciar suas ações e desempenho, monitorando o seu progresso, verificando o cumprimento das metas e, caso necessário, promovendo iniciativas de correção ou aprimoramento” (BRASIL, 2018).
Na mesma esteira, foi criado, também em 2017, o Comitê Estratégico de Implementação do Building Information Modelling – CE-BIM, com o intuito de promover a modernização e a transformação digital da construção.
O CE-BIM foi composto por representantes de sete Ministérios, a saber:
• Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços, que exerceu a Presidência;
• Casa Civil da Presidência da República; • Ministério da Defesa;
• Ministério do Planejamento, Desenvolvimento e Gestão; • Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações; • Ministério das Cidades;
• Secretaria-Geral da Presidência da República.
O CE-BIM ficou responsável por “formular uma estratégia que pudesse alinhar as ações e iniciativas do setor público e do privado, impulsionar a utilização do BIM no país, promover as mudanças necessárias e garantir um ambiente adequado para seu uso” (BRASIL, 2018).
Desta forma, o Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC) publicou, no ano de 2018, um livreto com o escalonamento da exigência do BIM conforme a Estratégia BIM BR (Figura 10), estabelecida pelo CE-BIM. A iniciativa enseja que o Poder Público estimule o mercado brasileiro, propondo atos normativos que estabeleçam parâmetros para que as compras e contratações públicas sejam com uso do BIM.
Figura 10 – Capa do livreto publicado pelo MDIC em 2018
Fonte: Brasil (2018).
O escalonamento proposto pelo CE-BIM possui 3 (três) fases, com metas estabelecidas para os anos de 2021, 2024 e 2028, conforme apresentado na Figura 11. Inicialmente, devem participar destas fases apenas o Ministério da Saúde, o Ministério da Defesa (por meio do Exército Brasileiro) e o Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil (por intermédio das atividades coordenadas e executadas pela Secretaria Nacional de Aviação Civil e pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – Programas Piloto).
Figura 11 – Resumo do escalonamento da implementação do BIM no Brasil
Fonte: Autor (2019).
Uma síntese do escalonamento da exigência do BIM definida pelo MDIC é exposta no Quadro 3 a seguir.
Quadro 3 – Escalonamento da exigência do BIM proposto pelo MDIC
Ano Etapa Foco Exigências
2021 Fase 1
Projetos de arquitetura e de engenharia para construções
novas, ampliações ou reabilitações, quando consideradas de grande
relevância para a disseminação do BIM
Elaboração dos modelos de arquitetura e de engenharia referentes às disciplinas de estrutura,
de hidráulica, de AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) e de elétrica, na
detecção de interferências e na revisão dos modelos de arquitetura e de engenharia, na extração de quantitativos e na geração de documentação gráfica, a partir desses modelos
2024 Fase 2
Etapas que envolvem a obra, como o planejamento da
execução da obra, para construções novas, reformas,
ampliações ou reabilitações, quando consideradas de
grande relevância
No mínimo, nas atividades previstas na primeira fase e, de modo adicional, na orçamentação, no
planejamento da execução de obras e na atualização do modelo e de suas informações
como construído (“as built”)
2028 Fase 3
Todo o ciclo de vida da obra ao considerar atividades do
pós-obra
No mínimo, nas construções novas, reformas, ampliações ou reabilitações, quando consideradas de média ou grande relevância, nos
usos previstos na primeira e na segunda fases e, além disso, nos serviços de gerenciamento e de
manutenção do empreendimento após sua conclusão
Fonte: Adaptado de MCID (2018).
O trabalho de formulação da Estratégia mobilizou profissionais de diferentes áreas e de instituições públicas e privadas. Além dos Ministérios integrantes do CE-BIM, tem-se as seguintes entidades envolvidas:
• ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial; • Anatel – Agência Nacional de Telecomunicações;
• Abramat – Associação Brasileira da Indústria de Materiais de Construção; • BCB – Banco Central do Brasil;
• BB – Banco do Brasil;
• BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social; • CEF – Caixa Econômica Federal;
• CBIX – Câmara Brasileira da Indústria da Construção; • CAU – Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Brasil; • CONFEA – Conselho Federal de Engenharia e Agronomia; • DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes; • Infraero – Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária; • MS – Ministério da Saúde;
• CGU – Ministério da Transparência e Controladoria Geral da União; • MTPA – Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil;
• PRF – Policia Rodoviária Federal;
• Sebrae – Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas; • Senai – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial;
• Sinaenco – Sindicato Nacional das Empresas de Arquitetura e Engenharia Consultiva.
Dessa forma, apesar das Exigências do BIM não atingirem todos os âmbitos dos setores público, privado, ou de economia mista diretamente, os atingem de forma indireta, uma vez que algumas dessas entidades possuem programas de financiamento para projetos e obras de grandes orçamentos. A este respeito, cita-se o Programa Pró-Saneamento da CEF, voltado para ações de saneamento e que é implementado por meio da concessão de financiamentos aos estados, ao Distrito Federal, aos municípios ou a empresas estatais não dependentes, sendo o FGTS a fonte dos recursos.
3.2.3.1. Resultados esperados e objetivos específicos da Estratégia BIM BR
Com a disseminação do BIM no Brasil, o Governo Federal objetiva atingir resultados que retratem benefícios com a aplicação dessa nova metodologia. Segundo o livreto Estratégia BIM BR (2018), tais resultados esperados são:
• Assegurar ganhos de produtividade ao setor de construção civil; • Proporcionar ganhos de qualidade nas obras públicas;
• Aumentar a acurácia no planejamento de execução de obras proporcionando maior confiabilidade de cronogramas e orçamentação;
• Contribuir com ganhos em sustentabilidade por meio da redução de resíduos sólidos da construção civil;
• Reduzir prazos para conclusão de obras;
• Contribuir com a melhoria da transparência nos processos licitatórios;
• Reduzir necessidade de aditivos contratuais de alteração do projeto, de elevação de valor e de prorrogação de prazo de conclusão e de entrega da obra;
• Elevar o nível de qualificação profissional na atividade produtiva;
A Estratégia BIM BR tem nove objetivos, que buscam orientar as ações, as iniciativas e os projetos necessários para que se atinjam os resultados esperados citados anteriormente. Tais objetivos são apresentados na Figura 12.
Figura 12 – Objetivos específicos elencados na Estratégia BIM BR
Fonte: Brasil (2018).
3.3. BIM NO SANEAMENTO
A partir do levantamento de trabalhos publicados em anais de diversos eventos nacionais para uma série histórica que parte de 2008 e chega a 2019, percebe-se que o BIM já está presente no Brasil, mesmo que de forma incipiente. Tratando-se da sua difusão e aplicação do saneamento, ele é ainda mais recente.
Foram encontrados trabalhos referentes ao BIM a partir do ano de 2010, já para essa metodologia aplicada ao saneamento, só foi identificado trabalho publicado no ano de 2016, em evento específico para a área do saneamento, conforme apresentado na Tabela 1.
Tabela 1 – Levantamento de publicações sobre BIM no Brasil
Anais Ano Nº de trabalhos
sobre BIM Nº de trabalhos sobre BIM no saneamento Encontro Técnico AESabesp1 + FENASAN2 2011 0 0 2012 0 0 2013 0 0 2014 0 0 2015 0 0 2016 1 1 2017 2 2 2018 0 0 2019 1 1 ENTAC3 2008 0 0 2010 4 0 2012 11 0 2014 12 0 2016 24 0 SIBRAGEC4 2015 5 0 TIC5 2015 27 0 SIBRAGEC6 + I SBTIC7 2017 0 0 TOTAL 87 4 Fonte: Autor (2020).
Percebe-se, ainda, que a quantidade de trabalhos que relacionam o BIM com o saneamento ainda é ínfima, mesmo se comparada com a quantidade de trabalhos publicados sobre essa nova metodologia no Brasil. Como é possível constatar pela Tabela 1, que apenas 4 trabalhos, dos 87 levantados, abordam a questão agora discutida, o que representa um percentual de apenas 4,6%.
A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) foi uma das instituições pioneiras na implementação do BIM aplicado ao setor do saneamento. Ela utiliza a metodologia desde o ano de 2013, quando lançou mão desse novo procedimento a elaboração do projeto da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) de Perus.
1 Encontro Técnico AESabesp – Congresso Nacional de Saneamento e Meio Ambiente. Disponível em: <http://evolvedoc.com.br/aesabesp/ate-logo>.
2 A Feira Nacional de Saneamento e Meio Ambiente (FENASAN) ocorre no Congresso Nacional de Saneamento e Meio Ambiente.
3 O Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ENTAC) é realizado pela Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC) bienalmente. Disponível em: <http://www.infohab.org.br/entac/>.
4 Simpósio Brasileiro de Gestão e Economia da Construção. Disponível em: <http://www.infohab.org.br/sibraelagec2015/anais.html>.
5 VII Encontro de Tecnologia de Informação e Comunicação na Construção - Edificações, Infra-estrutura e Cidade: Do BIM ao CIM. Disponível em: <https://www.proceedings.blucher.com.br/article-list/tic2015-256/list#articles>. 6 Disponível em: <https://marketingaumentado.com.br/sibragec/sibragec2017_artigos.html>.
Segundo Fujii e Nucci (2019, p. 3), a ETE de Perus foi projetada para:
atendimento de uma capacidade nominal de tratamento de 715 L/s de esgotos predominantemente domésticos, com configuração para remoção biológica melhorada dos nutrientes nitrogênio e fósforo, com separação de sólidos por membranas de ultrafiltração. Os reatores biológicos foram concebidos como valos de oxidação, incorporando os compartimentos anaeróbios e anóxicos para as reações dos processos de remoção de nutrientes.
A decisão de utilizar o BIM para o projeto da estação teve como justificativas a complexidade do projeto e o curto prazo que dispunham. Com a conclusão da tarefa em prazo recorde e os benefícios da implementação do novo método, a Sabesp ampliou a utilização do BIM e, atualmente, utiliza-o para as etapas de projeto, construção e racionalização dos processos de construção.
Embora a Sabesp já possua certo grau de afinidade e expertise com a modelagem BIM, ainda é comum que a equipe de projeto da companhia gere projetos em 2D, para que as empreiteiras compreendam o que está sendo proposto. Entretanto, ela exige que alguns serviços contratados, como os projetos as builts, gestão de interferências e extração de documentação técnica sejam realizados no padrão BIM, objetivando estimular a indústria.
3.4. IMPLEMENTAÇÃO DO BIM
3.4.1. Plano de Execução BIM – PEB
A utilização do BIM promove diversos benefícios à organização, entretanto, a sua implementação se mostra uma tarefa muito complexa, pois altera a, até então, estrutura de trabalho convencional da equipe, tanto no âmbito processual quanto no modo de comunicação entre os diversos entes responsáveis pelo empreendimento.
Segundo as boas práticas, um projeto de implementação BIM deve ser estabelecido formalmente, documentado e controlado, sendo gerido por técnicas específicas de gestão de projetos. Dessa forma, é importante que a equipe responsável pela implementação do BIM, acompanhada de todos os envolvidos da respectiva organização, elabore um planejamento minucioso para a implementação. Esta tarefa pode significar o sucesso ou o insucesso da iniciativa em sua forma mais congruente com os objetivos pretendidos. Quanto a isso, a CBIC (2016, p. 20) considerou:
Para efetivamente integrar a plataforma BIM no processo de entrega de projetos, é muito importante que a equipe faça um planejamento minucioso para a sua
implementação. Ele deve delinear a visão global e incluir os detalhes da implementação que a equipe irá seguir ao longo de todo o empreendimento. Portanto, o desenvolvimento do plano BIM se faz necessário nos estágios mais iniciais de um trabalho, prosseguindo continuamente sempre que novos agentes participantes surgirem, sendo monitorado, atualizado e revisado quando necessário.
Mesmo com os inúmeros benefícios da utilização do BIM, a complexidade de sua inserção em uma organização institui um risco intrínseco a essa iniciativa. Desta forma, é importante que a equipe desenvolva um plano estratégico, com as definições de objetivos esperados, prazos e recursos que irão dispor para a sua implementação. Além disso, “É fundamental a participação da alta direção da organização, pois é o seu engajamento que dará a segurança de continuidade a todos os participantes, refletindo na motivação e nos resultados” (ABDI, 2017).
Assim, é importante um planejamento preliminar, que será contido no Plano de Execução BIM, onde o propósito deste planejamento é minorar os riscos intrínsecos à adoção de uma nova tecnologia, “uma vez que as equipes são heterogêneas e o grau de familiarização com o processo não é o mesmo” (ABDI, 2017, p. 10).
Por conseguinte,
“Uma vez estabelecida a estratégia, deve ser elaborado o Plano de Implantação BIM, um roteiro pormenorizado de todas as ações nas quatro dimensões a serem desenvolvidas: o processo, a infraestrutura tecnológica, a qualificação e motivação das pessoas e a documentação ou consolidação das boas práticas.
Mas não basta planejar, é preciso implantar as ações e monitorá-las para que tenham sucesso, com ajustes necessários para se alcançar as metas estratégicas, realizando o gerenciamento do plano de implantação. Após o início das operações, é preciso consolidar todo o novo processo e acompanhar as primeiras operações, de modo a otimizar cada vez mais todo o ciclo” (ABDI, 2017).
Conforme a ABDI (2017), a implantação da metodologia BIM se baseia em três dimensões fundamentais, sendo elas: tecnologia, pessoas e processos, concatenados entre si por Procedimentos, Normas e Boas Práticas, conforme a Figura 13.
Figura 13 – Fundamentos do BIM
Fonte: ABDI (2017) apud SUCCAR, disponível em: <www.bimframework.info>.
Segundo a ABDI (2017), um Plano de Execução BIM, nos diversos países onde a filosofia está sendo implementada, possui sempre os mesmos objetivos, a saber:
• Organizar os processos BIM ao longo do empreendimento; e
• Definir, em maior ou menor grau de detalhe, as responsabilidades e produtos associados e o modelo de comunicação e implementação para todos os participantes do empreendimento, em todas as fases de seu ciclo de vida. A ABDI (2017) pontua, ainda, que “o Plano de Execução BIM explicita as responsabilidades de cada equipe, que deve ainda se comprometer com os seguintes procedimentos”:
• Compreender e comunicar os objetivos da implementação BIM no projeto; • Entender seus papéis e responsabilidades específicas na implementação; • Propor um Plano de Execução BIM adequado às práticas de negócios de cada
membro e propor fluxos de trabalho coerentes;
• Prever recursos adicionais (aplicativos, tecnologia de comunicação etc.), treinamento e demandas específicas para obter sucesso no uso do BIM como tecnologia;
• Fornecer referências para descrever o processo aos futuros participantes que aderirem ao projeto;
• O Plano de Execução BIM deve estabelecer metas para as diferentes equipes. É importante ressaltar que, para a implementação do BIM em toda e qualquer organização, é satisfatório que ela esteja atenta às boas práticas já identificadas em experiências de outras empresas, como uma espécie de benchmarking, que possivelmente servirá como um atalho para o processo de implementação.
A CBIC (2016) dividiu o processo de implementação do BIM em 10 principais passos, afirmando que um projeto de implementação BIM deve ser formalmente estabelecido, documentado e controlado, com a aplicação de técnicas de gestão de projetos. Os 10 passos elencados pela CBIC (2016) são apresentados na Figura 14.
Figura 14 – Ilustração demonstrando os principais passos para um projeto de implementação BIM
Fonte: CBIC (2016).
3.4.2. Infraestrutura e tecnologia
Com a inserção de uma nova visão de trabalho – no caso, o uso do BIM, há também a necessidade de infraestrutura que suporte não só a implementação da metodologia, mas que também deve ser mantida para assegurar a realização continuada das atividades em BIM.
Quanto a isso, a CBIC (2016) afirma que a definição do hardware e do software que serão utilizados é um dos passos mais fundamentalmente relacionados ao sucesso ou fracasso de uma implementação BIM. Frisa-se que tal definição somente deve ser feita após a identificação dos casos de usos que serão desenvolvidos e o seus entregáveis (produtos ou projetos).
Assim, é preciso definir a plataforma tecnológica para a realização dos casos de uso do BIM identificados e pretendidos pela organização que está implementando o BIM, bem como os formatos dos arquivos que serão gerados para viabilizar a transferência de informações de modo conveniente.
Já quanto ao hardware, idealmente, a organização deve garantir que as configurações das máquinas possuam capacidade de bom desempenho para os usos que mais demandam dos processadores de computador. Observando para que as máquinas nunca sejam substituídas por outras de menor potência, para que isso não impacte de forma negativa a produtividade da equipe, podendo acarretar em majoração do tempo de entrega de projetos.
Para a CBIC (2016, p. 58),
Dentre outros aspectos, deve-se garantir que o utilizado em fases mais a jusante do ciclo de desenvolvimento de um projeto baseado em BIM não seja de padrão e capacidade inferior ao utilizado em fases antecessoras, nas quais as informações foram criadas. Na escolha da sua especificação, deve-se considerar quais os casos de usos BIM que precisarão ser realizados, e identificar, dentre todos, aqueles que exigirão maior capacidade de processamento dos equipamentos.
3.4.3. Trabalho colaborativo
Um empreendimento típico da indústria da construção envolve diversos e diferentes agentes e organizações, dos quais muitos atuam em fases diferentes do empreendimento, uma vez que apenas partes dos processos são realizadas dentro de uma mesma empresa. Desta forma, é importante que a equipe responsável pela implementação do BIM busque formas eficazes de comunicação e informação entre os diversos envolvidos.
Assim, conforme a CBIC (2016, p. 26),
Além de decidir quem fará o quê, em quais momentos e seguindo qual sequenciamento, a equipe responsável pela implementação BIM precisará identificar e detalhar todas as interfaces de informações que existirão entre os vários agentes envolvidos nos fluxos de trabalho previstos.
O detalhamento deverá incluir não apenas a listagem das próprias informações que serão trocadas, mas também, e especialmente, a maneira como as trocas de dados serão realizadas. Além disso, os objetivos de cada uma das principais fases dos processos de trabalho previstos precisarão ser considerados para o planejamento e o
detalhamento das interfaces de intercâmbio, assim como os softwares e soluções que serão utilizados por cada uma das partes envolvidas.
Nesta fase, é importante que sejam gerados regras e diretrizes de modelagem, com o intuito de orientar o desenvolvimento dos trabalhos. Ressalta-se que outro papel da equipe de implementação do BIM é assegurar que todos os participantes estejam cientes de tais regras e diretrizes.
3.4.3.1. Interoperabilidade
Como mencionado anteriormente, um empreendimento genérico da indústria da construção envolve diversas pessoas, equipes e empresas. Assim, é indispensável que a organização que está implementando o BIM especifique soluções que garantam a interoperabilidade entre as diversas tecnologias adotadas pelos diferentes envolvidos nas atividades.
Naturalmente, dois softwares desenvolvidos por empresas distintas, ainda que possuam aplicabilidades semelhantes, possuem formatos de arquivos nativos diferentes, incompatíveis, não possibilitando a intercomunicação de seus arquivos com outros concorrentes.
O Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos – IEEE8 define interoperabilidade como sendo a capacidade de dois ou mais sistemas ou componentes trocarem informações e poderem usá-las.
Segundo os manuais de implementação do BIM da CBIC publicados em 2016, os métodos e protocolos de intercâmbio de informações entre softwares BIM são divididos em três grupos, sendo eles:
• Formatos proprietários;
• Formatos públicos para segmentos específicos, como, por exemplo, o CIS/2; • Formatos abertos e públicos, como, no caso, o IFC.
A Figura 15 apresentada as principais características de cada grupo de intercâmbio citados anteriormente.
8 Institute of Electrical and Electronics Engineers do Earth Science Information Partners. Disponível em: <https://www.esipfed.org/background>.
