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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Civil Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções
Mestrado Profissional em Construção Metálica
Building information modelling na manutenção predial e reformas de edificações
hospitalares existentes
Ouro Preto – MG 2019
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Civil Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções
Mestrado Profissional em Construção Metálica
Carlos Magno Herthel de Carvalho
Building information modelling na manutenção predial e reformas de edificações
hospitalares existentes
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Construção Metálica da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Construção Metálica.
Orientadora: Prof. Cláudia Maria Arcipreste, D.Sc. Coorientador: Prof. Eduardo Marques Arantes, D.Sc.
Ouro Preto 2019
Catalogação: www.sisbin.ufop.br C331b Carvalho, Carlos Magno Herthel de.
Building Information Modeling na manutenção predial e reformas de edificações hospitalares existentes [manuscrito] / Carlos Magno Herthel de Carvalho. - 2019.
145f.: il.: color; grafs; tabs.
Orientadora: Profª. Drª. Cláudia Maria Arcipreste. Coorientador: Prof. Dr. Eduardo Marques Arantes.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Engenharia Civil. Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções.
Área de Concentração: Construção Metálica.
1. Building Information Modeling - BIM. 2. Hospitais - Projetos e construção . 3. Arquitetura de hospitais. 4. Hospitais Manutenção e reparos. 5. Edifícios -Reformas. I. Arcipreste, Cláudia Maria. II. Arantes, Eduardo Marques. III. Universidade Federal de Ouro Preto. IV. Titulo.
AGRADECIMENTOS
É com muito orgulho e com muita felicidade que eu tenho a oportunidade de agradecer à todas as pessoas que me ajudaram a concretizar uma das mais importantes conquistas da minha vida. Todos que caminharam comigo nesses anos foram base para eu me tornar quem sou agora, tanto profissionalmente como pessoalmente. Em especial, agradeço minha mãe Fátima Herthel, por sempre me motivar e dar apoio em todas as áreas da minha vida, ela foi minha estrutura e uma das pessoas fundamentais para meu êxito. Gostaria de agradecer também ao meu Pai Carlos Magno que sempre esteve presente e me deu grande apoio. Ao meu irmão, Pablo Herthel, agradeço por toda ajuda e dedicação, ele foi muito mais que irmão, ele foi meu melhor amigo e conselheiro. À minha Avó Glorinha Herthel, agradeço por todo carinho e acolhimento que ela me proporcionou e fizeram com que os momentos de tribulação se tornassem mais suaves. Não poderia me esquecer de agradecer também aos tios Dênis, Gicélia, Sara, Cláudio, Kátia, Tânia, Margarida, Hildebrando, Jussara, Jackson e Maria Helena; por estarem sempre comigo e por me proporcionar apoio e cuidado. Quero agradecer também em especial a Renata Ribeiro, pelo amor, carinho, dedicação e cuidado que me proporciona todos os dias. Agradeço aos meus primos por caminharem junto comigo e serem tão presentes na minha vida. Agradeço a todos meus professores que me incentivaram e foram espelho durante todo tempo, em especial, agradeço à minha orientadora Dra. Cláudia Maria Arcipreste, que me motivou e me ajudou a concluir essa caminhada com êxito. Ao meu coorientador Dr. Eduardo Marques Arantes por todas as orientações e conhecimento profissional passados e, por fim e não menos especial, agradeço aos profissionais das instituições hospitalares presentes nessa pesquisa pelo apoio no desenvolvimento do trabalho, sem vocês nada disso seria possível. Concluo então com sinceros agradecimentos a todos vocês!
RESUMO
Este estudo objetiva analisar a implantação do Building Information Modelling (BIM) na etapa de manutenção predial e reformulação de edificações hospitalares existentes, e propor um Plano de Implementação BIM, integrando e dinamizando o trabalho dos profissionais envolvidos por meio de uma melhor organização e utilização de dados. Como objetos de estudo, optou-se por dois hospitais de nível terciário, caracterizados por grande complexidade de seus processos de operação, ambos localizados na cidade de Belo Horizonte – Minas Gerais. A pesquisa baseou-se no método Design Science Research e a coleta de dados foi realizada por meio de entrevistas semiestruturadas com os profissionais responsáveis pelas edificações, com reconhecida experiência no setor, buscando-se entender de que maneira o histórico das edificações (planejamento, projeto e construção) e seus sistemas construtivos poderiam interferir na implementação do BIM, para apoio aos processos de manutenção predial e reformulação de edificações hospitalares. A partir desses dados foi elaborado um artefato nomeado de “Proposta de Plano de Implementação e Execução BIM para Edificações Hospitalares Existentes”, voltado para edificações assistenciais de saúde; o qual foi apresentado aos entrevistados a fim de levantar as opiniões dos profissionais acerca de sua real viabilidade e potencial de utilização. Como principais resultados destaca-se: (a) a necessidade de coordenadores internos às instituições de assistência a saúde para garantir a compatibilização de projetos e as necessidades dos hospitais junto aos prestadores de serviços terceirizados, (b) a necessidade de se desenvolver um planejamento flexível, que possa ser utilizado em edificações de diferentes sistemas construtivos e gerenciais, (c) e a constatação de que o BIM ainda é entendido como uma ferramenta de representação gráfica pela grande maioria dos profissionais, não considerando suas mudanças culturas e de processos no desenvolvimento de empreendimentos, (d) a necessidade da alteração contratual, sendo a primeira mudança necessária quando se opta pela implementação do BIM.
Palavras chave: BIM - Building Information Modelling, Arquitetura e Engenharia
ABSTRACT
This research aims to analyze the implementation of Building Information Modeling (BIM) in built hospitals, and propose a BIM Implementation Plan, focusing on the maintenance and refurbishment of the buildings by integrating and streamlining professional workers, through better organization and use of data. Two tertiary level hospitals were selected as case studies, due to its complex operational process, both located at the city of Belo Horizonte – Minas Gerais, Brazil. Design Science Research was selected as the research methodology, and semi structured interviews with key staff members with good knowledge of their field and being responsible for the maintenances of both buildings, was used to gathering information, seeking to understand how would the history of the buildings (planning, design and construction) interfere in the implementation of BIM in regards to the maintenance and refurbishment processes. An artifact named “Implementation and Execution BIM Plan Proposal for Built Hospitals” was developed based on the data collected in the interviews and bibliographic research. The artifact was than presented to the professionals in order to be analyzed and to get an opinion on its potential use. The requirement of BIM Managers, linked with the hospitals, capable of ensuring the compatibilization of projects and requirements of both institution and outsourced service providers was highlighted as a main feature, followed by the need for a flexible artifact that can be used in different buildings with different management and construction solutions. It became clear that BIM is still understood as a tool for many professionals in the civil construction, not being considered as a methodology that entirely changes the way of developing planning, design, construction and the maintenance a building. Consequently, this research showed that service contracts should be redeveloped according to the requirements of the hospitals, and as such should be considered key to the implementation of BIM.
Key words: BIM - Building Information Modelling, Hospital Architecture and
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Hierarquia do processo de projeto sequencial. ... 12
Figura 2 - Processo de projeto simultâneo (Ciclo do empreendimento). ... 15
Figura 3 - Modelo Paramétrico ... 21
Figura 4 - Quantidade de informações contidas no modelo 3D de acordo com seu desenvolvimento ... 23
Figura 5 - Retroalimentação de dados ... 25
Figura 6 - Rede de dados e fluxo de informações ... 28
Figura 7- Agentes envolvidos no planejamento de um empreendimento hospitalar ... 47
Figura 8 - Etapas do projeto executivo ... 74
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nível de Desenvolvimento (Level of Development) ... 22
Tabela 2 - Ranking de sucesso na utilização do BIM ... 29
Tabela 3 - Contratos da construção e suas implicações no desenvolvimento do empreendimento. ... 44
Tabela 4 – Hospitais (Dados Gerais) ... 59
Tabela 5 - Hospitais (Sistemas construtivos) ... 60
Tabela 6 - Hospitais (Manutenção) ... 61
Tabela 7 - Hospitais (Reformas e ampliações recentes) ... 61
Tabela 8 - Lista de entrevistados ... 65
Tabela 9 - Funções dos coordenadores BIM ... 69
Tabela 10 - Organização de projetos para coordenação ... 97
Tabela 11 - Organização de projetos arquitetônicos ... 98
Tabela 12 - Organização de projetos estruturais ... 99
Tabela 13 - Organização de projetos hidráulicos ... 100
Tabela 14 - Organização de projetos elétricos ... 101
Tabela 15 - Organização de projetos mecânicos ... 102
Tabela 16 - Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Arquitetura) ... 103
Tabela 17 - Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Estrutura) ... 106
Tabela 18 - Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Hidráulica) ... 109
Tabela 19 - Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Elétrica) ... 112
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABDEH Associação Brasileira para o Desenvolvimento do Edifício Hospitalar
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABDI Agencia Brasileira de Desenvolvimento Industrial
AEC Arquitetura, Engenharia e Construção
AECO Arquitetura, Engenharia, Construção e Operação
AF Água Fria
AIA American institute of Architects
ASBEA Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura
AQ Água Quente
BIM Building Information Modeling
CAD Computer Aided Design
CAU Conselho de Arquitetura e Urbanismo
CBIC Câmara Brasileira da Industria da Construção
COBIe Construction Operations Building Information Exchange
CME Central de Material Esterilizado
CTI Centro de Terapia Intensiva
DB Design Build
DBB Design Bid Building
GLP Gás Liquefeito de Petróleo
IFC Industry Foundation Class
IPD Integrated Project Delivery
ISO International Organization for Standardization
LAN Local Area Network
LOD Level of Development
NBR Norma Brasileira
PPP Parceria Público Privado
PA Project Alliance
SPE-IPD Single Purpose Entity Integrated Project Delivery
SUS Sistema Único de Saúde
TI Tecnologia da Informação
2D Duas Dimensões
3D Três Dimensões
SUMÁRIO CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO ... 1 1.1 Justificativa / Problematização ... 3 1.2 Objetivos ... 6 1.2.1 Objetivo Geral ... 6 1.2.2 Objetivos Específicos ... 6 1.4 Estruturação do Trabalho ... 8
CAPÍTULO 2. PLANEJAMENTO E PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL COM O USO DO BIM ... 10
2.1 Processo de Projeto ... 11
2.1.1 Processo de Projeto Sequencial ... 11
2.1.2 Processo de Projeto Simultâneo (Engenharia Simultânea) ... 14
2.2 Modelagem da Informação ... 17
2.2.1 Modelagem Paramétrica ... 20
2.2.1.1 Construction Operations Building Information Exchange (COBIe) ... 22
2.2.2 Interoperabilidade e Coordenação ... 25
2.2.3 Vantagens do Uso da Modelagem Paramétrica ... 28
2.2.4 Entraves do Uso da Modelagem Paramétrica ... 30
2.2.5 Implantação do BIM em Escritórios e Empreendimentos ... 31
2.3 Contratos na Construção Civil ... 35
2.3.1 Contratos Transacionais ou Tradicionais ... 36
2.3.1.1 Design Bid Building (DBB) ... 37
2.3.1.2 Design Build (DB) ... 38
2.3.2 Contratos Relacionais ... 39
2.3.2.1 Project Alliance (PA) ... 39
2.3.2.2 Integrated Project Delivery (IPD) ... 40
CAPÍTULO 3. MANUTENÇÃO PREDITIVA E REFORMAS DE EDIFICAÇÕES COMPLEXAS DE ASSISTÊNCIA A SAÚDE ... 45
3.1 Considerações sobre os processos de desenvolvimento de empreendimentos complexos ... 48
CAPÍTULO 4. MATERIAIS E MÉTODOS ... 54
CAPÍTULO 5. OBJTETOS DE ESTUDOS E SUJEITOS DA PESQUISA ... 59
5.1 Caracterização dos objetos de pesquisa ... 59
5.1.1 Hospital A (Público) ... 62
5.1.2 Hospital B (Privado) ... 63
5.2 Caracterização dos sujeitos da pesquisa ... 65
CAPÍTULO 6. DESENVOLVIMENTO DA PROPOSTA DE PLANO DE IMPLEMENTAÇÃO E EXECUÇÃO BIM PARA EDIFICAÇÕES HOSPITALARES EXISTENTES (ARTEFATO) ... 66
6.1 Determinações Contratuais ... 67
6.2 Determinação das Equipes ... 68
6.2.1 Determinação das Funções e Responsabilidades dos Coordenadores ... 69
Deve-se atentar ao fato de que mudanças de tecnologia e infraestrutura também serão requisitadas quando optado pela utilização de tecnologias paramétricas de suporte a metodologia BIM. ... 70
6.3 Determinação e Definição da Infraestrutura Necessária ... 70
6.3.1 Escolha dos Softwares ... 71
6.3.2 Definição dos Computadores ... 71
6.3.3 Definição da Rede de Dados ... 72
6.4 Determinação do Nível de Desenvolvimento do Modelo (LOD) ... 72
6.5 Organização dos Projetos para Equipes e Coordenação ... 73
6.5.1 Determinação de componentes a serem considerados em cada disciplina projetual ... 75
6.5.2 Organização da Biblioteca de Componentes ... 75
6.6 Construção Digital de As Built e Treinamento da Equipe ... 78
RESULTADOS ... 79
CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 85
REFERÊNCIAS ... 87
APÊNDICE A – Roteiro de Entrevista. ... 96
APÊNDICE B – Organização de projetos para coordenação. ... 97
APÊNDICE D – Organização de projetos estruturais. ... 99
APÊNDICE E – Organização de projetos hidráulicos. ... 100
APÊNDICE F – Organização de projetos elétricos. ... 101
APÊNDICE G – Organização de projetos mecânicos ... 102
APÊNDICE H – Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Arquitetura) ... 103
APÊNDICE I – Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Estrutura) ... 106
APÊNDICE J – Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Hidráulica) ... 109
APÊNDICE K – Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Elétrica) ... 112
APÊNDICE L – Setorização e detalhamento dos componentes BIM (Mecânica) ... 115
APÊNDICE M – Entrevistas semiestruturadas realizada com o Hospital A ... 118
APÊNDICE N – Entrevistas semiestruturadas realizada com o Hospital A (PPP) ... 131
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO
De longa data o mercado da construção civil brasileiro encontra-se em delicada posição. Scheer et al., (2007) apontam que no Brasil, a desigualdade social contribui para a falta de controle do setor construtivo, com profissionais mal ou raramente treinados para a fase de construção, falta de controle nos processos construtivos, e de reconhecimento das atividades de projeto, coordenação e supervisão. Isso acaba por contribuir para o desperdício de material e dinheiro no setor construtivo.
Tal cenário impõe a necessidade de estudos que busquem contribuir para tentar reverter essas questões de forma geral.
O campo da Arquitetura, Engenharia, Construção e Operação (AECO) vêm passando por alterações nos últimos anos, com a inserção de tecnologias paramétricas, e processos de planejamento que integram todo o ciclo de atividades (projeto, construção, operação e manutenção preditiva), como o Building Information Modeling (BIM).
O BIM pode proporcionar aos profissionais dados mais precisos e relevantes ainda nas fases de viabilidade e estudo preliminar da edificação, comparando-se aos projetos realizados com desenhos em duas dimensões (2D) por meio de ferramentas CAD. O BIM também possibilita a interação e a troca de informações entre todos os envolvidos, sejam eles clientes, projetistas, construtores, gerentes e administradores da edificação, o que o torna um diferencial quando se faz opção por processos de trabalho mais integrados.
No caso de obras públicas, projetos integrados tem potencial para viabilizar políticas de maior transparência e eficiência. Dessa maneira, é possível considerar de forma geral na construção civil que o avanço dos processos de projeto a partir de tecnologias de suporte ao projeto estão alterando de forma significativa o mercado da AECO.
Visto isso, edificações que demandam planejamento, projeto, construção, operações e manutenções complexas e constantes, como hospitais, aeroportos, portos, etc., podem ser amparadas por essas tecnologias e processos na busca de redução de custos e otimização de recursos.
A implementação de modelos e processos BIM em edificações complexas ainda é pouco estudada, principalmente em países em desenvolvimento econômico/social como o Brasil. (BIOTTO; FORMOSO; ISATTO, 2015)
Assim como na academia, a prática do uso do BIM no Brasil ainda é muito modesta, com poucas empresas e entidades se esforçando para permanecerem atualizadas nos processos voltados para a construção civil, com pouco amparo do governo.
Os estudos voltados para essas áreas têm sido mais abrangentes do que sua efetiva utilização por arquitetos e engenheiros em geral. Não pelo fato dessas tecnologias estarem ainda em fase de desenvolvimento inicial, haja visto que seus modelos estão cada vez mais ajustados para a necessidade pontual de cada empreendimento, mas pelas dificuldades de aceitação, pois seu uso pode acarretar completa mudança na infraestrutura dos escritórios, que necessitam de computadores e uma rede de dados capaz de lidar com grande quantidade de informações, assim como o treinamento das equipes para operá-los por meio dos processos de projeto e gestão simultâneo dos empreendimentos. (MONTEIRO; MARTINS, 2011)
Dessa forma, Ruschel; Andrade; Morais, (2013) apontam a necessidade do ensino de graduação nas universidades ir além da utilização de novas ferramentas, vinculando a utilização do BIM a toda dinâmica de atuação dos diversos setores da construção civil, levando o aluno a um entendimento completo do empreendimento e do potencial desta metodologia de trabalho.
A utilização do BIM na maioria das vezes é feita apenas como uma mudança de ferramenta de trabalho (softwares paramétricos), não o entendendo como uma nova metodologia que altera não somente as ferramentas, mas todo o processo de se projetar e pensar o empreendimento. Isso leva muitas empresas e profissionais a subutilizarem tanto o processo como a tecnologia, não alcançando os resultados esperados e, consequentemente, desistindo de sua utilização.
Países como Estados Unidos e Reino Unido já possuem estratégias que vinculam a atuação de escritórios da AECO com obras públicas por meio dessas novas metodologias para diminuição de gastos do governo. Após o ano de 2014, o governo do Reino Unido determinou que fosse requerido que todas as obras publicas fossem desenvolvidas por meio do BIM. (BRYDE; BROQUETAS; VOLM, 2012)
“Em suma, o BIM não apenas chegou à indústria da AEC, mas a literalmente tomou, o que é particularmente extraordinário em uma indústria que historicamente se mostrou resistente a mudanças.” (EASTMAN et al., 2011, p. VII, Tradução nossa) 1
Isso se dá também pela conscientização acerca dos impactos ambientais envolvidos em todo o processo de construção e operação das edificações, levando governos a focarem cada vez mais na qualidade e sustentabilidade ao longo do tempo de vida das edificações. (FABRICIO, MELHADO, 2002)
1 In short, BIM has not only arrived in the AEC industry but has literally taken it over, which is particularly
remarkable in an industry that has historically been notoriously resistant to change. (EASTMAN et al., 2011, p. VII, Original)
De acordo com Fabricio e Melhado (2002), o problema não é apenas dos processos de projeto, mas também está na própria valorização do trabalho de projeto que, por necessidade, depende de uma média mínima de tempo adequada para seu desenvolvimento. A concepção de projetos ainda é considerada apenas uma necessidade legal desvinculada da atividade de construção, reduzida a uma quantidade desprezível de tempo para o seu desenvolvimento, o que acarreta grandes problemas de concepção, obra e utilização.
A própria legislação brasileira voltada para obras públicas não enfatiza a qualidade do empreendimento, distanciando-se do objeto e buscando apenas resultados imediatos por meio de contratos transacionais, delimitando as funções dos projetistas envolvidos sem qualquer vinculação com os processos de projeto e construção, abrindo brechas para surgimento de muitos problemas, quando aceita a contratação baseada somente em anteprojetos arquitetônicos. (NARDELLI; TONSO, 2014)
“Ao invés de focar a contratação de projetos e obras pelo menor preço, o Estado brasileiro deveria contratar projetos e obras que permitissem construir edifícios e espaços públicos com alto desempenho durante toda a sua vida útil.” (NARDELLI; TONSO, 2014, p. 410)
O Conselho de Arquitetura e Urbanismo (CAU) vem reforçando a importância do projeto completo por intermédio da revisão da Lei de Licitações 8.666/1993, a fim de diminuir os gastos da construção e de criar estratégias contra a corrupção vinculada à construção civil. O Projeto de Lei 1292/50 busca substituir a Lei 8.666/1993 exigindo a contratação de projetos completos em obras públicas. (CONSELHO DE ARQUITETURA E URBANISMO DO BRASIL, 2019) Se o uso dessa metodologia fosse mais amplamente apoiado pelo poder público, maior transparência e controle dos processos de obras públicas poderiam ser alcançados.
Considerando que nos próximos anos a difusão de novas tecnologias e metodologias como o BIM tendem a ganhar cada vez mais mercado, e que os novos empreendimentos sejam realizados seguindo esses parâmetros, como poderíamos utilizar de suas vantagens em edificações de grande complexidade existentes, como aquelas voltadas para funções hospitalares?
1.1 Justificativa / Problematização
Na arquitetura e engenharia hospitalar – consideradas complexas devido as suas necessidades e exigências aos cuidados da vida – a manutenção preditiva e reformulação da edificação são fatores intrínsecos à qualidade do atendimento e ao êxito de suas funções. Um planejamento mal feito que não considera o empreendimento como um todo – projeto à
operação – pode onerar consideravelmente o empreendimento a ponto de sua utilização ser desconsiderada, levando a significativas perdas econômicas e sociais à sociedade.(LUCAS; BULBUL; THABET, 2013)
Edificações hospitalares passam por constantes reestruturações físicas e tecnológicas, muitas vezes consequências de alterações de normas, avanços tecnológicos no diagnóstico e tratamento dos enfermos, ou até mesmo pela própria definição assistencial. Bueno; Caixeta; Fabricio (2017) apontam que, no ano de 2005, de acordo com os dados da Associação Brasileira para o Desenvolvimento do Edifício Hospitalar (ABDEH), 90% das obras em edificações hospitalares foram de readequação ou ampliação, enquanto apenas 10% foram novas construções.
Reestruturações e ampliações de edificações assistenciais de saúde são mais complexas do que novas construções. As variáveis de projeto e de obra (implantação, morfologia, valores históricos, demolição, novos equipamentos, etc.) podem conflitar com a rotina do hospital (considerando que a atividade de amparo à saúde não é interrompida), alterando o fluxo de pacientes e de corpo técnico e, se mal planejado, podendo prejudicar a assepsia do ambiente. (BUENO; CAIXETA; FABRICIO, 2017 apud, CARVALHO; SALGADO; BASTOS, 2009)
Apesar de toda complexidade atrelada em empreendimentos hospitalares, o processo sequencial ainda é o mais utilizado, levando a perdas consideráveis de dinheiro e tempo, assim como baixa qualidade do projeto. Isso pode afetar consideravelmente o ciclo de vida do empreendimento, onerando seus custos de operação e manutenção preditiva. (CAIXETA; FIGUEIREDO; FABRÍCIO, 2009)
S. Russell-Smith, (2011) e Manning; Messner (2008) compartilham da ideia de que edificações voltadas para a assistência à saúde, devido à alta complexidade de suas instalações e ao auto custo construtivo e operacional, são exemplos onde o uso do BIM pode auxiliar nos processos, levando à melhoria das instalações e controle de gestão, o que consequentemente poderia levar a maior qualidade no atendimento e na recuperação dos pacientes.
O uso do BIM em edificações de assistência à saúde pode melhorar não apenas a qualidade do projeto e da construção, mas diminuir custos de operação e manutenção preditiva, assim como maximizar suas potencialidades de utilização. (TOLEDO, 2002, p. 3)
Eadie et al., (2013) apontam que, apesar do uso do BIM estar crescendo a nível mundial, sua utilização fica mais restrita as fases de projeto e construção, sendo apenas 8.82% do seu uso considerado nas fazes de operação e manutenção.
Estudos voltados para novas metodologias como o BIM e os sistemas de projetos integrados ganham bastante valor principalmente quando aplicados no mercado, a fim de levantar dados e estratégias para sua implantação.
Num país carente como o nosso, em que se morre por doenças já erradicadas em outras partes do mundo, que mantém péssimas estatísticas de saneamento básico, de criminalidade, de acidentes de trânsito e que ainda mantém má distribuição de renda, estudar aspectos de qualidade em saúde é sempre uma esperança, mesmo que sejam aspectos específicos de um agrupamento de hospitais.(BITENCOURT; COSTEIRA, 2014, p. 336)
A partir dessas considerações, este trabalho busca estudar implicações relacionadas à implementação de projetos e processos integrados assistidos pelo BIM em edificações hospitalares existentes, através de dados relevantes à manutenção preditiva e reformulação dessas edificações, e propor um Plano de Implementação e Execução BIM para edificações assistenciais de saúde.
1.2 Objetivos
A seguir são descritos o objetivo geral e os objetivos específicos da pesquisa.
1.2.1 Objetivo Geral
Este trabalho tem como objetivo geral analisar as implicações da implementação do BIM em empreendimentos existentes, de complexidade na elaboração de projeto, construção e operação, buscando-se desenvolver uma Proposta de Plano de Implementação do BIM para aumentar a qualidade dos processos de manutenção preditiva e adaptação das edificações.
1.2.2 Objetivos Específicos
Essa dissertação tem como objetivos específicos:
• Estudar o uso do BIM, identificando os pontos relevantes a serem considerados em sua implementação como suporte nos processos de manutenção preditiva e reforma de empreendimentos hospitalares;
• Levantar informações relevantes a cerca das edificações objeto de estudos, por meio de entrevistas semiestruturada com as equipes de manutenção predial e reforma; • Categorizar os sistemas construtivos das edificações hospitalares, para uso na
execução da implementação BIM;
• Desenvolver e estruturar uma proposta (artefato) de Plano de Implementação e Execução do BIM voltado para edificações hospitalares existentes;
• Identificar as vantagens e entraves na implantação do BIM em edificações existentes, para manutenção predial e reformas.
Espera-se que a elaboração de um Plano de Implementação e Execução que abranja os preceitos do BIM traga subsídios para o debate sobre a melhoria de qualidade na manutenção preditiva e reformas de edificações já construídas, servindo como um norteador para a implementação desses recursos na área hospitalar com possibilidades de ganhos significativos para todos os envolvidos – técnicos das áreas de engenharia e arquitetura, profissionais da área da saúde e usuários. Espera-se também que os resultados esperados possam contribuir para outras áreas da construção civil como aeroportuária, shopping centers, hotéis, etc.
Ressalta-se que nessa pesquisa não serão analisadas ferramentas de apoio ao BIM, ficando a investigação restrita aos desafios e considerações relativas a implementação desses processos nos empreendimentos estudados, de acordo com a metodologia descrita no Capítulo 4.
1.4 Estruturação do Trabalho
O trabalho está estruturado em seis Capítulos, indo da introdução ao artefato, seguido dos resultados obtidos e das considerações finais. A Introdução (Capítulo 1), discorre sobre o tema a ser apresentado e suas diretrizes de pesquisa acadêmica; a contextualização atual do mercado da construção civil no Brasil e no mundo, seguido de justificativa sobre o tema apresentado.
O Segundo Capitulo, “Desenvolvimento de empreendimentos”, discorre sobre a atividade de projeto, desde a elaboração via nanquim e papel vegetal, passando pelo desenho assistido em computador, até chegar na utilização de ferramentas de trabalho paramétricas. Descreve-se também os processos de projeto sequencial e simultâneo, sua utilização no mercado e suas perspectivas futuras, assim como a utilização desses processos nas fases de operação e manutenção preditiva de edificações. Abrange também os fundamentos da tecnologia BIM, seu embasamento em modelos paramétricos e a possibilidade de interoperabilidade entre os profissionais envolvidos no setor, assim como a necessidade da coordenação de projetos baseados na Engenharia Simultânea. Apresenta-se as vantagens e desvantagens de sua utilização, e as variáveis acerca da implantação dos processos de Engenharia Simultânea e do BIM em escritórios e empreendimento. São abordados os contratos jurídicos utilizados na construção no Brasil e o mundo, suas implicações nos processos licitatórios e da própria estruturação do gerenciamento dos projetos, passando de contratos transacionais para contratos relacionais, e suas vinculações e possibilidades de abranger pressupostos da engenharia simultânea e da tecnologia BIM.
O Terceiro Capitulo, “Manutenção e reformas de edificações complexas de
assistência a saúde”, discorre sobre as variáveis relacionadas a edificações complexas, em
especialmente edificações voltadas a assistência à saúde. O capítulo aborda problemas enfrentados em processos de planejamento, projeto, construção, manutenção preditiva e reformas de edificações complexas, assim como o impacto causados por elas no meio ambiente. Levanta também as possíveis vantagens nos processos de implementação da metodologia BIM assistida por contratos denominados Integrated Project Delivery (IPD) além de sua construção.
O Quarto Capitulo, “Métodos e Modelos”, descreve os procedimentos científicos adotados para a elaboração desse estudo, assim com defini os objetos de estudos a serem estudados.
O Quinto Capitulo, “Objetos de Estudos e Sujeitos da Pesquisa”, descreve os empreendimentos estudados, suas estruturações físicas e organizacionais voltadas para
manutenção preditiva e reformas das edificações, assim como descreve os grupos focais exploratórios e confirmatórios utilizados nas entrevistas semiestruturas e na analise do artefato. O Sexto Capitulo, “Proposta de plano de implementação e execução BIM para
edificações hospitalares existentes (Artefato)”, é o produto gerado através dos estudos
bibliográficos, entrevistas semiestruturadas com os grupos focais exploratórios, e analise pelos grupos focais confirmatórios. O capítulo discorre sobre as etapas necessárias para a implantação do BIM nas edificações estudadas, sendo considerado apenas uma proposta, que pode ainda ser validada com uma aplicação real em pesquisas futuras.
Em seguida são apresentados os resultados da pesquisa, assim como considerações
finais, que podem ser utilizadas como referenciais para próximas pesquisas que complementam
CAPÍTULO 2. PLANEJAMENTO E PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL COM O USO DO BIM
A representação gráfica tem um importante papel na transmissão de ideias no ambiente da arquitetura e construção. É através dela que a apresentação de um empreendimento antes de seu tempo construído é possível.
Antes do advento do “desenho assistido por computador” (Computer Aided Design – CAD), de forma geral, os desenhos representativos e técnicos eram feitos a mão, utilizando na grande maioria das vezes de papel vegetal, canetas nanquins e cópias heliográficas.
Na década de 70, o avanço na tecnologia computacional proporcionou mudanças consideráveis na atuação dos profissionais da AECO, transferindo os desenhos técnicos para o computador, o que trazia como principal vantagem o tempo salvo em projeto, pois os erros de desenhos agora eram facilmente corrigidos, evitando-se assim rasuras, imperfeições e refazimentos.
Contudo, essa tecnologia pode ser considerada apenas como uma mudança de ferramenta que otimizava o serviço, e não como uma mudança de processo, pois a “forma de desenhar”, compatibilizar e de relacionar com os parceiros de projeto ainda continuavam a mesma.
Com a constante queda do mercado da construção civil, e a elevada complexidade das “novas” edificações, assim como a crescente adoção de elementos industrializados na construção de edificações; a incorporação de sistemas de trabalho baseados na Engenharia Simultânea no campo da AECO tornou-se base de estudos para a reestruturação do mercado da construção civil a âmbito mundial.
Como apontado por Fabricio, Márcio M.; Melhado, (2002), a indústria de manufatura utiliza a anos os conceitos de Engenharia Simultânea para garantir um melhor controle de qualidade de seus produtos e lucro.
A modelagem da informação é utilizada desde os estudos preliminares dos produtos, passando pela produção, distribuição, manutenção preditiva e descarte. Isso faz com que o custo de projeto e produção sejam minimizados e o foco no êxito do empreendimento seja maior, assim como possibilita uma maior integração de equipes multidisciplinares e um reconhecimento da atuação de cada um para uma homogeneização do “ambiente” de trabalho.
A produção de um edifício envolve a criação, processo intelectual e intuitivo, e a execução, processo tecnológico e material. E nesses processos diversos profissionais estão envolvidos, e trabalham muitas vezes concomitantemente ou mesmo em sequência. A perfeita comunicação entre estes profissionais torna-se importante para a boa produção do espaço construído.(MENEZES et al., 2007, p. 3)
Pode-se definir dessa maneira que a atividade de projeto pode ser definida e estudada como um processo para se chegar em um determinado resultado ou “lugar”, essa definição é explorada no próximo subcapítulo.
2.1 Processo de Projeto
Define-se como “processo” um seguimento, decurso ou conjunto de manipulações para obtenção de um resultado; dessa maneira pode-se considerar o processo de projeto uma determinação hierárquica e temporal da forma como ocorre um empreendimento, de sua idealização e estudos primários à sua construção e operação.
Como apontado por Manzione et al., (2011) apesar do avanço da computação gráfica com a inserção de ferramentas CAD como forma de assistência ao profissional, os processos de projeto não foram alterados com a mudança dos desenhos manuscritos para os desenhos computadorizados. As mesmas formas de trocas de dados entre os profissionais atuantes permaneceram, assim como a compatibilização entre projetos.
Com a inserção no mercado de novas tecnologias de assistência ao projeto como
softwares de trabalho BIM, a reestruturação passa a ser mais complexa, exigindo novos
computadores, sistemas, redes, e uma nova abordagem na elaboração de projetos, com significativas mudanças de setores e processos.
A partir daí, pode-se definir duas variáveis acerca dos processos de projeto, sendo elas o processo de projeto sequencial, e o processos de projeto simultâneo (Engenharia Simultânea), a serem especificados a seguir.
2.1.1 Processo de Projeto Sequencial
A forma sequencial de desenvolvimento de projetos é a mais difundida, tanto no âmbito profissional quanto no ensino superior. Nesse processo o projeto é fragmentado, o que leva a perdas de tempo, material, recursos e dinheiro.
“A indústria da construção é intrinsecamente fragmentada e muitas vezes poluída com a duplicação de esforços que não agregam valor ao produto final.” (MANNING; MESSNER, 2008, p. 446, Tradução nossa) 2
2 The building industry is intrinsically fragmented and is often polluted with duplication of efforts that do not add
De acordo com Florio (2007), pode-se considerar o projeto sequencial (FIG.1) como uma manufatura baseada em modelos fordistas, onde cada profissional tem sua atuação determinada e que, apesar de dar subsídios aos trabalhos efetuados posteriormente, não se envolvem diretamente um com o outro como um complemento , com o intuito de melhorar a qualidade do produto final.
Figura 1 - Hierarquia do processo de projeto sequencial.
Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018.
Nesse processo, a base adotada para o desenvolvimento dos projetos denominados ‘complementares” em relação ao arquitetônico é o anteprojeto, que apesar de ainda aceitar modificações, contém informações volumétricas mais assertivas.
Todavia, deve ser notado que a denominação de projetos elétricos, hidráulicos, estruturais e mecânicos como “complementares” incentiva a hierarquização dos serviços, causando desmotivação dos envolvidos devido ao baixo reconhecimento do valor do serviço, assim como maiores falhas, retrabalhos e brigas.
Projeto Arquitetônico Estudos Preliminares Anteprojeto Projeto Legal Construção Projetos Complementares Estrutural Exec. Arq. Hidráulico Elétrico Mecânico Documentação Caderno de Encargos Memorial Descritivo Memória de Cálculo Quantitativos Orçamentos As Built
Os problemas relacionados frequentemente ocorrem no sistema tradicional de projeto, e configuram obstáculos para um trabalho colaborativo em um ambiente onde o BIM não existe, demonstrando a ineficiência do gerenciamento do processo de projeto, e aponta para a necessidade de evolução no gerenciamento de projetos. (MANZIONE et al., 2011, p. 258, Tradução nossa) 3
A metodologia sequencial na construção civil funcionou quando ainda não existiam tantas especializações e ramificações dos setores atuantes, onde todos os envolvidos, apesar de suas diferentes atuações, tinham um conhecimento mais generalista do projeto e do empreendimento, o que ajudava no reconhecimento dos valores das outras atividades vinculadas, levando a uma compatibilização mais intuitiva.
Como apontado por Novaes, (2001) a compatibilização dos projetos é fator essencial para o êxito do empreendimento, assim como a diminuição de custos e gastos durante o processo de construção e operação, evitando erros, desperdícios, retrabalhos em canteiro, e posteriormente, após o fim das obras, evitando patologias que podem aumentar o custo ao longo da vida do edifício.
Contudo, a compatibilização utilizando desenhos em duas dimensões é trabalhosa e passível de erros, já que o trabalho é feito através da sobreposição de desenhos com uma quantidade de variáveis consideráveis. Os erros na compatibilização podem elevar os custos do empreendimento e levar a processos judiciais.
Na maioria das vezes, os projetos complementares e executivos são desenvolvidos paralelamente a construção do empreendimento, o que acarreta grandes perdas e incompatibilizações nas obras. Dessa forma, o As Built também fica comprometido e os processos de operação e manutenção preditiva das edificações passam também a ser mais custosos.
A operação das edificações também é afetada quando da utilização de processos sequenciais e desenhos em duas dimensões, já que todas as informações são transmitidas em papel e, muitas vezes, essas informações são omitidas ou simplesmente desprezadas e não computadas, levando a maiores custos ao longo de vida da edificação. (EASTMAN et al., 2011; S. RUSSELL-SMITH, 2011)
3 The related problems occur frequently in the traditional design system, and they configure obstacles to collaborative work in an environment where BIM doesn’t exist, demonstrating the inefficiency of the design management process and pointing to the need for evolution in design management. (MANZIONE et al., 2011, p. 258, Original)
No Brasil, de maneira geral, o projeto ainda é considerado apenas uma burocracia em relação ao empreendimento, e não entendido como uma base para a construção que leva a valores e tempos mais assertivos, diminuindo os custos de construção, operação e manutenção preditiva, o que desvaloriza os serviços de arquitetura e engenharia.
A cultura de desvalorização do projeto é também apontada por Lima (2012) quando a própria legislação permite que as licitações sejam feitas baseadas em projetos ainda em fase de estudo preliminar ou anteprojeto, onde a precisão orçamentária ainda não existe.
O desenvolvimento e aprimoramento de ferramentas de trabalho BIM afloraram a discussão acerca de processos diferenciados como a Engenharia Simultânea, onde a abordagem da atividade de projetar deve ser alterada, passando-se a considerar a multidisciplinaridade e a interoperabilidade de informações como fator essencial para o êxito dos empreendimentos. Esse processo é descrito a seguir.
2.1.2 Processo de Projeto Simultâneo (Engenharia Simultânea)
A mudança no mercado da AECO a nível mundial passou a exigir mudanças tanto nos processos de projeto quanto nas ferramentas utilizadas.
A globalização dos serviços foi fator essencial no aprimoramento das ferramentas de trabalho colaborativo, que dão base a equipes em localidades diferentes (seja a nível municipal ou continental) a trabalharem em prol de um objetivo comum; o empreendimento. (COELHO; NOVAES, 2008)
O processo de projeto simultâneo (FIG. 2) – também conhecido como Engenharia Simultânea – preconiza que o desenvolvimento do empreendimento seja feito por meio de cooperação entre as partes envolvidas, de forma cíclica, a fim de diminuir os custos de maneira geral, levando assim ao sucesso do investimento. Como levantado por S. Russell-Smith (2011), deve-se incentivar constantemente a cooperação e a interoperabilidade de informações entre as equipes, para a constante diminuição de custos e riscos relacionados ao empreendimento.
Nesse caso, o entendimento da hierarquização do processo sequencial é desfeito e cada participante tem importantes contribuições a serem feitas, levando a uma mediação das atividades e decisões que favorecem o projeto, incentivam o trabalho em equipe, e motivam os projetistas. Como preconizado por Suzuki e Santos (2015) “um fator imprescindível de melhoria constitui-se no maior investimento em pessoal de maneira a viabilizar o processo como um todo.”
Dessa maneira, o papel do coordenador de projeto é fundamental para que o fluxo de informações seja continuo, e para que não exista incompatibilizações e decisões não assertivas.
“A forma como ele se relaciona com os demais agentes e de como estes se inter-relacionam depende da contratação comercial, que deve permitir a autonomia do coordenador para que este consiga efetivamente atuar na gestão do processo de projeto.” (LIU; OLIVEIRA; MELHADO, 2017, p. 64)
Durante o desenvolvimento de projetos que adotam o processo simultâneo, o fluxo de informações é incentivado de forma a acontecer diariamente, com o intuito de evitar um elevado número de informações a serem trabalhadas em reuniões esporádicas. Dessa maneira, evita-se horas em retrabalhos, já que todos os envolvidos estão cientes das alterações feitas no projeto quase que instantaneamente. (LICHTIG, 2005)
Figura 2 - Processo de projeto simultâneo (Ciclo do empreendimento).
Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018.
Plano de Desenvolvimento (programa) Estudo Preliminar Projetos Executivos Analises Documentação Fabricação Construção Logīstica Operação e Manutenção • Demolição Renovação
A própria visão do cliente mudou, exigindo mais precisão tanto no projeto como na construção, assim como o baixo custo de manutenção preditiva e operação das edificações, assegurando uma maior rentabilidade. Essas exigências alteram de forma significante os processos de projeto, que se fazem de forma linear ou sequencial, mas com todos os envolvidos trabalhando de forma a colaborar com o resultado final. (COELHO; NOVAES, 2008)
A colaboração entre os prestadores de serviços leva não apenas a melhorias relacionadas a edificação, mas também alteram o ambiente de trabalho e o reconhecimento do trabalho de diversos agentes envolvidos, criando assim uma rede de confiabilidade que gera futuras parcerias devido a confiança gerada no processo, assim como estimula a concorrência.
Ainda assim, como levantado por Lichtig (2005), a colaboração é elevada ao máximo quando existe uma visão conjunta e igualitária dos participantes, a fim de desenvolverem soluções viáveis aos problemas, o contrário de disputas internas, sejam elas hierárquicas ou de soluções.
O treinamento e desenvolvimento das pessoas envolvidas em equipes que trabalham de forma integrada lhes confere uma maior capacidade de entender o processo de trabalho de outros especialistas da equipe, ao mesmo tempo que partilha conhecimentos essenciais para o processo de trabalho colaborativo. (AMOR R., 2011, p. 2, Tradução Nossa) 4
Diferentemente do processo sequencial, a Engenharia Simultânea consegue também valorizar o próprio projeto, à medida que integra atividades e informações de uma forma mais eficiente e precisa, levando a economias na fase de obra, manutenção preditiva e operação, ainda mais quando assistida de ferramentas computacionais avançadas como o BIM.
“Isso tem um potencial de promover melhor eficiência e harmonia entre os participantes que, no passado, se viam como adversários.” (AZHAR, 2011, p. 242, Tradução Nossa) 5
Como levantado pelo Entrevistado 1(informação verbal)6 “outra coisa que não tem jeito de fazer é um projeto executivo ser seguido à risca (...) se você faz o laboratório antes de saber quem vai operar as máquinas dele você tem adaptação.”
4 The training and development of integrated team members gives them an ability to understand the work processes
of the other specialists on the team, along with the shared knowledge essential for integrated work processes.(AMOR R., 2011, p. 2, Original)
5 It has the potential to promote greater efficiency and harmony among players who, in the past, saw themselves as adversaries.(AZHAR, 2011, p. 242, Original)
6 1, Entrevistado. Entrevista [nov. 2018] Entrevistador: Carlos Magno Herthel de Carvalho. Belo Horizonte, 2018.
A modelagem da informação assessoria todo esse sistema de fluxo de informações, não apenas voltando dados para os projetistas – facilitando estudos de viabilidade do empreendimento – mas também possibilita alterações mais rápidas e automatizadas, devida a parametrização de elementos em três dimensões que carregam consigo informações referentes a tamanho, material, resistência, custo, etc.
Fabricio e Melhado (2002) apontam que o tempo e empenho desprendidos na criação de um novo projeto baseado na Engenharia Simultânea acrescem em relação aos processos sequenciais difundidos, mas que, em equivalência, o custo da construção decai, devido a maior precisão de projeto, levando a menos erros e incompatibilizações.
Como o próprio processo de projetar é alterado, com um maior e mais preciso controle das atividades e dos custos, a cooperação passa a exigir também diferentes abordagens contratuais que de certa maneira distribui os riscos e lucros do empreendimento para os colaboradores. De acordo com estudo desenvolvido por David Bryde (2012), dentre 35 estudos de caso da utilização do BIM, 60% apontaram redução ou controle nos custos estimados.
Apesar do processo simultâneo ou mais conhecido como Engenharia Simultânea não necessitar necessariamente do apoio de “ferramentas BIM”, a utilização dessas tecnologias pode dinamizar esse processo, facilitando a interoperabilidade das informações e a organização das disciplinas e profissionais necessários em edificações complexas, auxiliando no controle do tempo e custos e, consequentemente, aumentando a precisão do empreendimento, como mostrado a seguir.
2.2 Modelagem da Informação
Os softwares paramétricos BIM surgem da necessidade de um sistema mais dinâmico e automatizado de assessoria à construção civil, interferindo de forma visível na atuação dos profissionais envolvidos, alterando agora não somente a ferramenta utilizada, mas também todo o processo de desenvolvimento do projeto.
O projeto representado em apenas duas dimensões não mais acompanha a evolução e necessidade das edificações contemporâneas, que devido a sua alta complexidade na elaboração dos projetos e construção, necessitam de ferramentas capazes de demonstrar e analisar o empreendimento em 3 dimensões, gerando automaticamente dados que auxiliam as equipes de projeto na viabilidade das escolhas tomadas.
Como levantado por Bryde; Broquetas; Volm, (2012), a rápida análise proporcionada pelas ferramentas paramétricas e processos BIM possibilita aos projetistas a capacidade de
analisar diferentes possibilidades e performances do edifício ao longo de seu tempo de vida proposto.
De acordo com Sheth; Price; Glass, (2010) a sustentabilidade também é fator essencial para o desenvolvimento de novos processos de projeto como o BIM, funcionando como motivadora na utilização de novas tecnologias para diminuição dos custos de operação e dos impactos ambientais. Dessa maneira, não apenas o material, a logística e as tecnologias energéticas são fatores essenciais na determinação de uma escala da edificação considerada “sustentável”, mas também o próprio ciclo de vida do empreendimento, do berço ao tumulo, o que passa a ser levado em conta quando se utiliza o BIM.
“Considerando-se a característica de softwares baseados em BIM, esses podem ser utilizados em qualquer estágio do projeto, incluindo operação e manutenção preditiva, entretanto, são mais efetivos quando utilizados nos estágios iniciais do projeto.” (SHETH; PRICE; GLASS, 2010, p. 8, Tradução Nossa) 7
Como determinado por Coelho; Novaes, (2008) a parametrização dos modelos construtivos permitem que alterações e lançamentos sejam feitos de forma dinâmica, onde uma alteração na programação de um modelo, altera toda a documentação do projeto, seja ela representação gráfica, quantificação, resistência, material, precificação, etc.
Dessa forma, o projeto passa a ser enxergado não apenas como uma burocracia no desenvolvimento de novos empreendimentos, mas também como um elemento que altera a forma como o empreendimento se comporta ao longo de sua vida útil, e proporciona subsídios aos investidores para tomadas de decisões, sejam elas ainda em fase de projeto, ou até mesmo nos pós obra para dinamismo na operação da edificação.
A construção da edificação em modelos de três dimensões (3D) contendo informações não apenas volumétricas, mas de todos os sistemas nela envolvidos, e de toda a logística de sua construção e operação, passa a servir como documento de analise “diária” para os projetistas e investidores, sem considerar que propiciam um melhor entendimento do ambiente de trabalho para aqueles que irão “operar” a edificação, e não possuem um entendimento espacial quando comparado a projetos em duas dimensões.
7 Considering the characteristics of BIM based software’s, they can be used during any stage of the project including operation and maintenance however, they are very effective if used from the initial stages of a project.(SHETH; PRICE; GLASS, 2010, p. 8, Original)
“BIM é uma fonte de informações da edificação, formando uma base sólida para a tomada de decisões durante seu ciclo de vida, definido desde sua concepção até sua demolição.” (S. RUSSELL-SMITH, 2011, p. 579, Tradução Nossa) 8
O BIM consegue dessa forma, valorizar os profissionais envolvidos no desenvolvimento do empreendimento quando consideramos que suas aptidões devem ser consideradas na escolha das equipes de trabalho, dinamizar o processo de projeto, determinar orçamentos mais assertivos, diminuir gastos com erros e refazimentos, melhorar a dinâmica de funcionamento de edificações, e estender sua utilização na medida que é entendida como um “documento” de auxilio nos processos de projeto, construção, operação e manutenção preditiva.
Merschbrock; Munkvold (2014) apontam ainda que o fluxo de informações ajuda as equipes envolvidas a reconhecerem a importância e a tomada de decisões de cada profissional, criando um ambiente profissional respeitado entre os projetistas.
Talvez a mudança de perspectiva mais importante do BIM seja não uma ferramenta de automatização ou integração, mas uma ferramenta de maior especialização. Especialização é a chave para a divisão de tarefas, que resultam em um grande conhecimento, maior qualidade e mais criatividade. (TURK, 2016, p. 282, Tradução Nossa)9
Considerando-se também sua utilização nos processos de logística construtiva, pode-se prever também a diminuição dos acidentes em canteiro, já que se prognostica os impasses entre fluxos de maquinários e pessoal.
Manzione et al., (2011) argumentam que apesar do interesse das empresas em investir no BIM, sua aplicação é, na maioria das vezes, aplicada de forma errada e sem nenhum entendimento das alterações envolvidas, sejam elas envolvendo a Tecnologia da Informação (TI) ou os processos metodológicos.
Apesar de seus benefícios já bem definidos, o que ocorre regularmente é que não existe um conhecimento difundido das alterações que o BIM impõe aos escritórios que o adota, sendo, como apontado por Manzione et al., (2011) utilizado e entendido apenas como uma ferramenta, e não como uma alteração completa de todo o sistema de trabalho e dos processos utilizado.
8 BIM is a shared knowledge resource for information about a facility, forming a reliable basis for decisions
during its life-cycle; defined as existing from earliest conception to demolition.(S. RUSSELL-SMITH, 2011, p. 579, Original)
9 Perhaps the most important change of perspective of BIM is that it is not a tool of automation or integration but
a tool of further specialization. Specialization is a key to the division of labor, which results in greater knowledge, higher quality and more creativity. (TURK, 2016, p. 282, Original)
Isso muitas vezes ocorre porque existe uma separação entre os ambientes acadêmicos e os empresariais, levando a falta de conhecimento e troca entre os dois.
“É importante fomentar que o BIM não é apenas uma mudança de tecnologia, mas também uma mudança de processos.” (EASTMAN et al., 2011, p. VII, Tradução Nossa) 10
O BIM pode ser aplicado com diferentes aprofundamentos, indo desde um estudo de viabilidade técnica, até sua utilização na operação da edificação, podendo ser definida sua utilização a partir do modelo contratual de IPD definido no momento das negociações.
O que propicia ao BIM esse dinamismo é a possibilidade de se lidar com dados de uma forma mais dinâmica, sendo possível lançar de forma fácil alterações nos projetos e contar com o imediato retorno de suas implicações em relação ao resto do projeto. Isso se faz possível devido a possibilidade de parametrização dos elementos e das informações contidas, mais bem definidas a seguir.
2.2.1 Modelagem Paramétrica
A base de trabalho do BIM é voltada para a parametrização de elementos construtivos. Isso significa que cada elemento lançado em um projeto contém informações assertivas de suas características físicas, que auxiliam e facilitam o entendimento do empreendimento por parte dos projetistas, clientes e usuários.
Na parametrização, os elementos passam a ser considerados não mais em duas dimensões, mas sim como elementos espaciais onde informações como tamanho, coordenadas, material, resistência, custos e desenho técnico representativo passam a ser agregadas à sua programação da informação (FIG.3).
10 It is important to keep in mind that BIM is not just a technology change, but also a process change.(EASTMAN et al., 2011, p. vii, Original)
Figura 3 - Modelo Paramétrico
Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018 – Software Autodesk Revit – Modelo (família) desenvolvido por Gerdau.
As informações contidas dinamizam o processo de projeto alterando automaticamente todos os documentos referentes a ele, não sendo necessário revisa-lo a cada modificação feita por parte de alguns dos projetistas envolvidos; assim como possibilita análises energéticas e estruturais mais rápidas e assertivas. Essas informações ajudam também a equipe de projeto na compatibilização dos projetos e a tomar decisões acerca de sua viabilidade, seja técnica ou monetária.
O nível de precisão pode ser considerado relativo ao número de informações lançadas e ao número de análises rodadas no projeto. Considera-se como Nível de Desenvolvimento, ou
Level of Development (LOD), as informações contidas em cada elemento ou no projeto como
um todo; quanto mais parâmetros (dados) possuir o elemento/projeto, maior é o seu LOD, como mostrado na Tabela 1.
Tabela 1 - Nível de Desenvolvimento (Level of Development) LOD 100
Modelo Esquemático Massa conceitual da edificação com indicação de área, altura, volume, localização e orientação. LOD 200
Modelo de Desenvolvimento
Modelo com a localização dos sistemas integrantes do projeto com quantidade aproximada, tamanho, forma. Informações não geométricas podem também ser anexadas aos elementos/modelo.
LOD 300
Documentação para Construção Modelo desenvolvidos com precisão em quantitativos, tamanhos, forma, localização e orientação. Informações não geométricas podem também ser anexadas aos elementos/modelo.
LOD 400
Modelo de Construção Modelo preciso com informações completas de fabricação, montagem e detalhamentos. Informações não geométricas podem também ser anexadas aos elementos/modelo.
LOD 500
Modelo Construído (As Built)
Modelo com representação fiel a edificação construída, contendo todos os sistemas da forma exata a construída. Informações não geométrica podem também ser anexadas aos elementos/modelo.
Fonte: Adaptado pelo autor. (COMPUTER INTEGRATED CONSTRUCTION RESEARCH PROGRAM, 2013a, p.
23)
Contudo, trabalhar com uma grande variedade de informação pode alterar o tempo hábil para o desenvolvimento do projeto (devido ao tempo para a programação, lançamento de dados e análises) assim como pode sobrecarregar a capacidade de processamento de informações de computadores “convencionais”, o que acaba por aumentar os custos de projeto.
A quantidade de informação lançada em um elemento e consequentemente no projeto pode ser determinada por contrato de acordo com as necessidades do cliente e das equipes de projetistas. (BIOTTO; FORMOSO; ISATTO, 2015)
Essas informações podem também auxiliar na manutenção preditiva, dando uma base sólida de informações rápidas e assertivas aos profissionais responsáveis. O lançamento de dados em elementos parametrizados é ilimitado, podendo conter também informações sobre manutenção de equipamentos, partes de reposição, etc. Esse fluxo de informações dos modelos para os administradores e gerentes de edificações é comumente denominado de Construction
Operations Building Information Exchange (COBIe), descrito a seguir.
2.2.1.1 Construction Operations Building Information Exchange (COBIe)
Nos processos BIM, principalmente quando assistido por softwares paramétricos, considera-se o empreendimento em relação a todo seu ciclo de vida, e não apenas voltado para as fases de projeto e construção. Dessa forma, incluir no planejamento as fases de operação e
manutenção da edificação é fator primordial no planejamento e desenvolvimento do empreendimento.
A fase de operação e manutenção (O&M) de um edifício é a fase mais longa de seu ciclo de vida. Sempre envolvem interações sofisticadas entre os vários interessados, instalações, profissionais, e atividades de gerenciamento, assim como obras multifacetadas, como agendamentos, planejamento espacial, concertos, e gerenciamento emergencial. (PENG et al., 2017, p. 1–2, Tradução Nossa)11
Para isso, são considerados os dados lançados desde o início do projeto até a conclusão da obra, como documentação de as built e a retroalimentação de dados nas fases de manutenção preditiva e reformas (FIG.4).
Figura 4 - Quantidade de informações contidas no modelo 3D de acordo com seu desenvolvimento
Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018.
11 The operation and maintenance (O&M) phase of buildings is the longest phase within the lifecycle. It always
involves sophisticated interactions among various stakeholders, facilities, professionals, and management activities, as well as some multifarious works, such as scheduling, space planning, repairing, and emergency managing. (PENG et al., 2017, p. 1–2, Original)
Operação e Manutenção (Analise pós ocupação) Construção Projetos Executivos Anteprojeto Estudo Preliminar Programa
Independente do processo utilizado no desenvolvimento do empreendimento, ou até mesmo de tamanho e complexidade, é comum que toda a documentação referente a edificação (projetos executivos, memoriais, documentações legais, notas fiscais e manuais de operação) seja entregue aos proprietários.
Essas documentações são normalmente entregues de forma física, sem nenhum “amparo” tecnológico para a equipe de manutenção. Dessa forma, essa documentação muitas vezes não é atualizada ou acaba por ser esquecida, não sendo consultada ou usada como base para os procedimentos de manutenção preditiva e reformas.
Quando utilizado o BIM, o lançamento dos dados ao longo do planejamento do empreendimento pode ser utilizado de forma automática e precisa, auxiliando os profissionais, diminuindo os custos de manutenção, dinamizando o serviço e melhorando a qualidade do ambiente construído. Esse vínculo das informações do modelo foi padronizado e posteriormente denominado de COBIe.
Os profissionais responsáveis pela operação dos empreendimentos são conhecidos como Gerentes de Instalações, tradução direta do termo em inglês Facility Management. Faroni (2017) afirma que o gerenciamento dos espaços é facilitado pelo uso do BIM, pois as informações relacionadas ao modelo confederado, como: “número dos espaços, descrições, limites, áreas, perímetros, volumes, uso e status atual” são mais precisas e de fácil acesso.
Apesar da comum relação do COBIe como sendo apenas uma planilha gerada por meio de softwares BIM, deve-se entender que COBIe é na verdade os dados incorporados pelo modelo 3D, que podem ser transferidos para planilhas ou softwares de auxílio à operação.
O desenvolvimento de ferramentas paramétricas não é restrito apenas as fases de projeto e construção, sendo utilizados atualmente softwares de auxílio aos processos de operação das edificações, como o Archibus, que vincula os dados gerados nas fases de projeto e construção (COBIe) para servirem de base nas tomadas de decisões na operação.
Os dados são lançados de acordo com a necessidade ou etapa do planejamento do empreendimento, sendo mais completos à medida que o planejamento do empreendimento avance. As fases de manutenção e reformulação também são geradoras de dados que alimentam os modelos, aumentando de forma cada vez mais precisa as informações de base para gerentes e administradores, facilitando na tomada de decisões e na correção de falhas, manutenção de equipamentos, etc.
Figura 5 - Retroalimentação de dados
Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018.
A retroalimentação contínua de dados (FIG.5) também é fator importante para analisar o empreendimento como um todo.
Entretanto, a transferência dos dados depende de uma rede que, por vezes, pode não ser segura, ou não transmitir os dados por completo, levando assim a uma falta de confiabilidade na informação digital. Ainda assim, os dados são apenas transferidos da fase de projeto e construção para as fases de operação e manutenção, não havendo um norteamento para como esses dados devem ser utilizados nessas fases posteriores. (ANDERSON et al., 2012)
2.2.2 Interoperabilidade e Coordenação
O BIM e a tecnologia paramétrica alteram a forma de trabalho ao possibilitar a interoperabilidade entre profissionais, arquivos e softwares.
“Colaboração é um dos pontos centrais de estudo para melhoria do processo de projeto, mas é importante que olhemos para esse processo de forma mais precisa.” (MANZIONE et al., 2011, p. 256, Tradução Nossa) 12
A troca de dados e informações entre todos os projetos de um empreendimento devem ser cruzados e analisados para descartar possíveis incompatibilizações e gastos excessivos em obras, facilitando e otimizando o trabalho dos profissionais.
Os arquivos de extensão Industry Foundation Class (IFC), desenvolvidos pela organização 13BuildingSmart® são utilizados por todos os desenvolvedores de softwares baseados em BIM para possibilitar o constante fluxo de informação na construção civil.
12 Collaboration is one of the central issues in studies for improving the design process, but it’s important that we look at this concept more accurately. (MANZIONE et al., 2011, p. 256, Original)
13 Organização mundial anteriormente denominada de “International Alliance for Interoperabillity” criada em
Londres no ano de 1996 com o intuito de criar estratégias de interoperabilidade entre profissionais do setor construtivo e desenvolvedores de softwares.
