Instruções aos autores do Sibragec 2009

SUMÁRIO
CONSIDERAÇÕES SOBRE O BIM COMO AGENTE FACILITADOR
NA MANUTENÇÃO E RETROFIT DE OBRAS CIVIS
SÉLLOS, Lysio (1); SANTOS, Danillo Araújo (2); LONGO, Orlando Celso (3)
(1) Universidade Veiga de Almeida – UVA, +55 21 97131-1621, +55 21
99912-9809, e-mail: [email protected], (2) Universidade Federal Fluminense –
UFF, +55 21 98268-6396, e-mail: [email protected] , (3)
Universidade Federal Fluminense – UFF, +55 21 2629-5412, e-mail:
[email protected]
RESUMO
Este estudo apresenta considerações sobre o uso do BIM (Building
Information Modeling) como agente promotor de melhorias no processo
de gestão da manutenção da edificação, detecção e controle de
patologias e desenvolvimento de projetos de desmobilização,
readequação ou retrofit do empreendimento. Traça-se um breve
panorama do mercado de construção civil na última década e um
cenário da prática e ensino de BIM no Brasil apontando motivos de
resistência e soluções para o desenvolvimento desse conteúdo. Dadas
as possibilidades de utilização da base de informações consolidada, do
modelo paramétrico do projeto e da integração de sistemas
especializados, a contribuição para o ciclo de vida do
empreendimento (concepção – construção – operação –
readequação – desmobilização) são inúmeras e discutidas ao final do
artigo.
Palavras-chave: Retrofit, BIM, Gestão da Construção.
ABSTRACT
This study presents considerations about the use of BIM (Building
Information Modeling) as a promoter of improvements in the process of
maintenance management, detection and control of construction
pathologies and development of demobilization projects, readjustment
or retrofit. It shows a brief overview of the construction market in the last
decade and a scenario of practice and BIM education in Brazil pointing
resistance reasons and solutions to develop this content. Because of the
potential uses of consolidated information base, the parametric design
model and the integration of specialized systems, the contribution to the
project life cycle (design - construction - operation - adjustment demobilization) are numerous and discussed at the end of this article.
Keywords: Retrofit, BIM, Construction Management.
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO
Para MENDES JUNIOR et al. (2014) o BIM (Building Information Modeling)
é um conjunto de sistemas que capacita os usuários a integrar, reusar
informação na construção e obter domínio no conhecimento por todo
o ciclo de vida de uso do edifício que permite aos responsáveis pela
construção a simulação de etapas da construção, antevendo as
interferências entre projetos antes mesmo de sua execução.
As informações geradas por esse conjunto de sistemas produzem um
ganho significativo tanto para a fase de desenvolvimento do projeto
quanto para a fase de operação / manutenção e posterior
modernização / retrofit da edificação visto que a base informacional e
os conhecimentos mapeados da utilização do empreendimento serão
decisivos no diagnóstico de eventuais problemas e no processo de
tomada de decisão de usos futuros.
Segundo MANZIONE (2013) “os edifícios são estruturas complexas
resultantes de um longo processo de projeto, planejamento e
construção. As equipes de projeto multidisciplinares envolvem a
participação de variados agentes, em uma associação temporária,
com diferentes habilidades, estruturas de trabalho e necessidades de
informações diversas”.
Trabalhar de forma colaborativa levaria profissionais e empresas a obter
melhores resultados, interna e externamente ao ambiente das
empresas. Entretanto, ainda é um desafio para todos obter a efetiva
colaboração, conforme Akintoye e McIntosh (2000) apud MANZIONE
(2013)
Segundo MANZIONE (2013, p.35) “estamos nos estágios iniciais de uma
transformação na AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção) que irá
modificar profundamente a forma como o ser humano percebe e
interage com o meio ambiente construído. Essa mudança, que está
sendo impulsionada pelo advento crescente do BIM”.
Embora sendo um conceito rico em possibilidades, percebe-se que a
utilização do BIM ainda é insipiente no mercado de AEC brasileiro.
Deve-se isso ao fato deste conteúdo ainda não ser explorado
adequadamente dentro dos cursos de formação de engenheiros e
arquitetos.
2
JUSTIFICATIVA
Historicamente, a construção civil enfrenta um conjunto de dificuldades
inerentes ao seu processo (ainda) artesanal, o que insere no seu ciclo
de vida, da concepção do projeto à operação e manutenção da
edificação e futura desmobilização ou readequação de uso, um
crescente nível de desperdício e desorganização devido a complexa
rede de informações que essa atividade tem que estar exposta.
O resultado desse conjunto se materializa com orçamentos estourados,
prazos de obra dilatados, riscos não previstos, altos custos de
SUMÁRIO
manutenção, operação ineficiente e insatisfação, tanto de clientes
como dos demais stakeholders da cadeia produtiva.
A busca de processos racionalizados, controle mais eficiente e
inovação na construção é tema de um incontável número de trabalhos
acadêmicos, análises de mercado realizadas por organizações /
instituições especializadas e projetos de empresas do setor, o que
mostra a importância dessas iniciativas.
A realidade atual do mercado de construção no Brasil acrescenta mais
um desafio a esse, já complexo, cenário pois, além de comprometer
futuros projetos, adiciona um risco (devido a necessidade de economias
nos projetos já iniciados) à execução das obras em curso. Este risco, se
não controlado, trará problemas relacionados não só a patologias, mas
também, devido a priorização das necessidades de execução, a
elevados custos de manutenção e operação da edificação face a
prática de solução com visão de curtíssimo prazo, visando somente a
entrega do produto do projeto de construção.
Diferentemente da última década, onde a construção civil observou um
crescimento expressivo conforme apresentado na Figura 1. Hoje o
mercado encontra-se em forte recessão.
Figura 1 - Variação do PIB acumulada em 4 trimestres (%), Brasil e
Construção Civil
Fonte: IBGE
SUMÁRIO
Segundo a CNI (Confederação Nacional da Indústria) em reportagem a
revista EXAME (17/12/2014), "o desaquecimento da indústria da
construção se amplia" o que sugere uma postura de redução de custos
ainda mais agressiva por parte das empresas do setor.
Embora com redução, o número de empreendimentos entregues,
sejam comerciais, residenciais ou industriais, experimentou um
crescimento acentuado na última década consequentemente
incrementando as atividades relacionadas a manutenção e operação
dos produtos entregues e crescimento, em números absolutos, de
patologias características das construções.
Tais atividades, se realizadas da forma tradicionalmente adotada pelo
mercado brasileiro, não atenderão às necessidades prementes do
cenário atual do setor em função do momento delicado da economia
do país.
Novas abordagens devem ser consideradas para a gestão de todo o
ciclo de vida do empreendimento, desde sua concepção até sua
futura demolição / desmobilização e é neste contexto que o BIM trás
grande contribuição.
Figura 2 – Tempo de utilização do BIM nas Empresas do Setor de
Construção
Fonte: McGraw Hill Construction (2014)
A Figura 2 ilustra um panorama internacional analisado pela McGraw
Hill Construction que demonstra a consolidação da inclusão do BIM
como solução para o mercado de Arquitetura, Engenharia e
Construção.
SUMÁRIO
A posição do Brasil neste estudo indica, não um atraso em relação às
outras nações estudadas, mas sim um cenário de grandes
oportunidades para o desenvolvimento do tema e da adoção de
práticas consagradas em nossa indústria.
Figura 3 – Expectativa atual e futura das Empresas do Setor de
Construção para implementação dos níveis de BIM
Fonte: McGraw Hill Construction (2014)
De forma geral, o mesmo estudo apresenta a intenção crescente,
conforme Figura 3, de continuidade de uso do BIM nos projetos atuais e
futuros.
Figura 4 – Avaliação das Empresas do Setor de Construção em relação
a experiência em BIM como um fator importante na formação das
equipes
SUMÁRIO
Fonte: McGraw Hill Construction (2014)
A demanda das empresas do setor por profissionais e fornecedores com
aderência ao BIM além de significativa, é crescente em todos os países
(inclusive o Brasil) conforme apresentado na Figura 4.
Essa demanda justifica-se pelos diversos benefícios, em todas as suas
dimensões, trazido pelo BIM, não somente internos à organização, mas
também a toda a cadeia produtiva da indústria da construção civil
conforme apresentado na Figura 4
Segundo a análise de CALVERT (2013), pode-se classificar as 7 principais
dimensões do BIM como:
2D - Gráfico – DESENHOS tradicionais, em papel ou arquivo CAD,
representando graficamente o empreendimento.
3D - Modelagem – Visualização tridimensional do MODELO onde cada
componente 3D possui atributos e parâmetros que os caracterizam
como parte de uma construção virtual de fato.
4D - Planejamento – Adiciona-se a dimensão TEMPO ao modelo,
definindo as sequências e precedências de cada atividade,
identificando quando cada elemento será comprado, armazenado,
preparado, instalado e utilizado. Prevê também a gestão do canteiro
de obras, movimentação das equipes e dos equipamentos e outros
aspectos que estão cronologicamente relacionados.
5D - Orçamento – Adiciona-se a dimensão CUSTO ao modelo para a
elaboração do orçamento do empreendimento indicando a alocação
dos recursos, estratégias e controle de custos.
6D - Sustentabilidade – Adiciona a dimensão ENERGIA ao modelo,
avaliando e quantificando a energia necessária para a construção, em
paralelo a dimensão 5.
7D - Gestão de Instalações – Adiciona a dimensão de OPERAÇÃO ao
modelo, onde o usuário final pode extrair e gerenciar informações
SUMÁRIO
relacionadas ao funcionamento da edificação apoiando assim as
atividades de manutenção e gestão de facilidades.
Extrapolando a classificação apresentada, pode-se definir ainda outras
dimensões associadas ao BIM, como exemplo:
8D - Segurança – Adiciona-se dimensão de SEGURANÇA E PREVENÇÃO
DE ACIDENTES que segundo KAMARDEEN (2010) “consiste em três
tarefas: determinar os riscos no modelo, promover sugestões de
segurança para perfis de risco alto e propor controle de riscos e de
segurança do trabalho na obra para os perfis de riscos incontroláveis
através do modelo”.
O conjunto dessas dimensões oferece um cenário propício para ações
que tenham como foco a gestão da operação / manutenção e/ou
desmobilização / readequação / retrofit da edificação pois, a partir de
um modelo paramétrico e uma base de informações única, promove a
interoperacionalidade e otimização do conhecimento para a tomada
de decisão.
Não só o mapeamento e identificação de patologias, através do
monitoramento dos sistemas integrados, como a avalição de espaços e
fluxos, simulando virtualmente opções de utilização, torna o estudo das
soluções (recuperação ou retrofit) mais fácil e preciso, agregando valor
à gestão do ciclo de vida do empreendimento.
3
PRÁTICA DO MERCADO E ENSINO DE BIM NO BRASIL
Para BARISON (2015) somente a partir de 2003, com raras exceções
anteriores a esse período, algumas universidades no exterior
começaram a ensinar ferramentas relacionadas ao BIM, mas a maioria
somente começou a introduzir os conceitos de BIM entre 2006 a 2009.
Segundo GODOY et al. (2013) muitos estudantes e profissionais utilizam o
BIM apenas para representações gráficas, ignorando os recursos e
funcionalidades que a tecnologia possui (dimensões) o que demonstra
um descompasso entre esse pensamento e a necessidade das
empresas do setor em relação a profissionais capacitados no assunto.
Segundo SERRA (2010)
“o ensino de engenharia tem evoluído ao longo do tempo no
sentido de absorção das orientações pedagógicas de ensino
e aprendizagem e também no uso de novos objetos
educacionais mediados pelo uso de Tecnologias de
Informação e Comunicação (TIC). Esta nova abordagem é
principalmente
necessária
quando
se
considera
o
desenvolvimento de novos produtos e de projetos na
engenharia. Além da diversidade de programas existentes
nesta área, os mesmos foram evoluindo ao longo do tempo,
incorporando novas abordagens de concepção integrada
entre os diferentes projetistas, que trazem recentes
condicionantes para o processo de ensino”.
SUMÁRIO
Para AHN; CHO; LEE, (2013) apud BARISON (2015) “ensinar BIM na
graduação não só reduz o esforço das empresas no que diz respeito ao
ensino e treinamentos, como também, possibilita a formação de
profissionais que podem mudar o paradigma da indústria da
construção”.
Ainda para WU; ISSA (2013a) apud BARISON (2015) “além desses
benefícios, o ensino de BIM proporciona melhorias nos resultados de
aprendizagem dos graduandos” e consequente maior envolvimento no
processo global de formação de novos profissionais.
Nesse sentido, MANZIONE (2013) apud BARIZON (2015) “sugere que seja
feito um questionamento e um levantamento de como BIM já está
sendo ensinado nas escolas de Engenharia Civil e Arquitetura, pois,
segundo ele, é na graduação que o futuro Coordenador de Projetos
poderá adquirir conhecimentos básicos sobre BIM”.
NOME et al. (2010) acredita que “o universo de aplicação prática de
ferramentas BIM em cursos de graduação ainda seja restrito
configurando grandes possibilidades de avanço com pesquisas dessa
natureza, ou seja, que sigam os moldes já aplicados fora do país”.
Figura 5 – Percentual das Empresas do Setor de Construção citando
fatores que tiveram alto/muito impacto devido a implementação do BIM
na melhoria do ROI (Return on Investment)
Fonte: McGraw Hill Construction (2014)
SUMÁRIO
A Figura 5 serve como indicador de como a implementação do BIM por
profissionais qualificados pode contribuir para uma melhor performance
da indústria da construção, porém, também explicita que, para o Brasil,
ainda existe a percepção de pouca contribuição em relação ao custo
do projeto, fato relacionado a avaliação dos custos de hardware,
software e de treinamento de pessoal. O Brasil ainda carece de
profissionais com consistente formação em BIM pois esse conteúdo não
é trabalhado de forma abrangente nos cursos de graduação.
BARISON (2015) identifica algumas possíveis causas para o problema em
questão:

Professores desconhecem os conceitos de BIM e não estão
interessados em aprender e ensinar BIM;

Professores não estão dispostos a mudar suas práticas de ensino;

Currículos não estão estruturados para suportar o ensino de BIM;

Não há espaço, nos currículos, para a introdução de novas
disciplinas;

Faltam recursos para a aquisição de software BIM e hardware
compatíveis;

Não há uma metodologia consolidada para o ensino de BIM.
Mesmo sendo uma forma de trabalho que contempla um conjunto de
dimensões importantes para a gestão do empreendimento em todo o
seu ciclo de vida, a utilização do BIM ainda é insipiente na construção
civil brasileira, sendo a formação dos profissionais dentro das
universidades uma questão estratégica para a disseminação do BIM no
Brasil.
Segundo EASTMAN et al. (2014) em processos baseados em BIM pode-se
obter um retorno do investimento melhor (FIGURA 5) em decorrência da
melhoria do processo de projeto e da característica colaborativa do
BIM, no qual o valor da informação é aumentado ao longo do ciclo de
vida da edificação e o esforço necessário para produzi-la é reduzido.
Mesmo apresentando potencial ganho, percebe-se ainda uma postura
resistente na cadeia produtiva da indústria brasileira da construção
para uma utilização maior do BIM, devido, não só a falta de profissionais
capacitados, mas também relacionados a mudança de cultura do
processo de projeto e aos altos custo de investimento na tecnologia
(software e hardware).
4
CONTRIBUIÇÕES DO BIM NA MANUTENÇÃO E RETROFIT DE OBRAS
CIVIS
Uma característica que pode ser percebida logo de início em projetos
desenvolvidos com BIM é a possibilidade de coordenação da
infraestrutura da edificação com modelos 3D parametrizados
totalmente integrados com os sistemas prediais, com os de arquitetura e
SUMÁRIO
gestão de espaços / fluxos e com os de estrutura permitindo, além da
gestão de facilidades, construir uma base de conhecimento para
subsidiar a tomada de decisão futura quanto ao uso / readequação do
empreendimento.
Paralelamente a isso, questões direcionadas à eficiência energética,
uso da água, iluminação, climatização e demais itens relacionados a
sustentabilidade do edifício, que devem sem contempladas durante a
fase de projeto, podem, a partir do modelo, ser melhor gerenciadas e
entendidas gerando informações sobre performance dos sistemas,
alimentando a base informacional também com esses dados.
Segundo EASTMAN et al. (2014) em processos baseados em desenhos
(forma tradicional), as análises necessárias precisam ser feitas de modo
independente sem considerar a informação do projeto da edificação
de forma consolidada e global, muitas vezes exigindo entradas
repetidas, tediosas e propensas a erros. O resultado é a perda de valor
dos ativos informacionais ao longo das fases do ciclo de vida do
empreendimento e um maior esforço para produzir informação de
projeto. Consequentemente, tais análises podem ocorrer fora de
sincronia com a informação do projeto, levando a erros. A
exemplificação desse conceito pode ser observada na Figura 6.
Figura 6 – Ciclo de Vida da Edificação
Fonte: EASTMAN et al.(2014) adaptado
A – Processo tradicional de projeto-concorrência-construção, baseado
em papel
B – Processo tradicional de gerenciamento de facilidades via banco de
dados
SUMÁRIO
C – Processo colaborativo baseado em BIM
D – Configuração de banco de dados de Gerenciamento de
Facilidades
E – Integração do Gerenciamento de Facilidades com sistemas de
gestão empresarial
F – Utilização da documentação “as-built” para Retrotif
G – Automação do banco de dados de gerenciamento de facilidades
A integração do BIM a um sistema de manutenção predial torna essa
gestão mais robusta e colaborativa, pois não se limita ao
abastecimento de uma simples base de dados desconectada da vida
real do empreendimento. Essencialmente o modelo BIM, nesta fase,
torna-se uma ferramenta de análise em tempo real de todas as
condições dos sistemas prediais.
O modelo da edificação desenvolvido pode ser um repositório
atualizável de todas as informações da operação da edificação
contribuindo para a gestão dos espaços, avaliando em tempo real a
viabilidade das estratégias em análise, simplificando a gestão de
mudanças, tanto de operação como de utilização e ajudando a
identificar conflitos quando os requisitos ou propósitos são readequados.
Essa ação vale tanto para pequenas mudanças ao longo da fase de
utilização da edificação quanto para um redesenho global de sua
operação.
5
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como medidas de contingenciamento, no que diz respeito a produção
de empreendimentos civis, a empresas construtoras vem tomando
medidas cada vez mais austeras em relação a seus gastos, consumos e
aproveitamento da mão de obra.
Percebe-se, em todo Brasil, a paralização de diversos canteiros,
demissões em massa e uma busca incessante por:

Racionalização dos processos construtivos através de novas
tecnologias de construção e modelos de informação;

Manutenção dos melhores profissionais nos quadros das
companhias de forma a suprir a demanda dos serviços exigidos
frente a diminuição do efetivo da empresa;

Otimização dos projetos na intenção de eliminar/diminuir os riscos
da construção.
É nesse contexto que a utilização de BIM se aplica tanto para a gestão
da manutenção da edificação, detecção e controle de patologias e
desenvolvimento de projetos de desmobilização, readequação ou
retrofit do empreendimento.
SUMÁRIO
Deve-se pensar na utilização do BIM até o final do ciclo de vida do
empreendimento (ex: demolição) e não apenas até a entrega da
edificação.
Os ganhos para o comissionamento, recomissionamento e gestão das
facilidades é algo significativo na análise de custo / valor como um
todo, pois representa a maior fase do ciclo de vida do projeto, trazendo
transparência dos dados e colaboração entre os diversos stakeholders.
Pensar que BIM conduz a mais trabalho é enganoso, pois não há
duplicidade de informação ou retrabalho e sim uma forma mais
inteligente e integrada de trabalhar podendo ser utilizado em todos os
setores e portes de construção.
Não se trata de tecnologia e sim de processo colaborativo que dá foco
da concepção a pós-ocupação do projeto apoiando a coleta,
interpretação e análise de dados.
BIM é um campo emergente e o seu valor para a indústria da
construção ainda está por ser demostrado.
Por fim, para a gestão da manutenção da edificação, detecção e
controle de patologias e desenvolvimento de projetos de
desmobilização, readequação ou retrofit do empreendimento pode
oferecer ganhos reais de eficiência, pois se trata de um modelo
informacional de grande valor para toda a cadeia produtiva da
indústria da construção.
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SUMÁRIO
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