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ANDREW NÓBREGA BAPTISTA DE ARAÚJO
PROPOSTA DE UM FLUXO DE COORDENAÇÃO ESPACIAL
3D EM BIM: ESTUDO DE CASO EM UMA EDIFICAÇÃO
RESIDENCIAL UNIFAMILIAR
NATAL-RN
2018
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
2
Andrew Nóbrega Baptista de Araújo
Proposta de um fluxo de coordenação espacial 3D em BIM: estudo de caso em uma edificação
residencial unifamiliar
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade
Artigo Científico, 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.
Orientador: Prof. Dr. Reymard Savio Sampaio
de Melo
Natal-RN
2018
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Seção de Informação e Referência
Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede
Araújo, Andrew Nóbrega Baptista de.
Proposta de um fluxo de coordenação espacial 3D em BIM: estudo de caso em uma edificação
residencial unifamiliar / Andrew Nóbrega Baptista de Araújo. - 2018.
19 f.: il.
Artigo científico (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia,
Departamento de Engenharia Civil. Natal, RN, 2018.
Orientador: Prof. Dr. Reymard Sávio de Melo.
1. Engenharia civil - TCC. 2. BIM - TCC. 3. Coordenação espacial 3D - TCC. 4. Estudo de caso - TCC.
I. Melo, Reymard Sávio de. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 624:004
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Andrew Nóbrega Baptista de Araújo
Proposta de um fluxo de coordenação espacial 3D em BIM: estudo de caso em uma edificação
residencial unifamiliar
Trabalho de conclusão de curso na modalidade
Artigo Científico, 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 18 de abril de 2018:
___________________________________________________
Prof. Dr. Reymard Savio Sampaio de Melo – Orientador
___________________________________________________
Profa. Dra. Micheline Damião Dias Moreira – Examinador interno
___________________________________________________
Profa. Dra. Josyanne Pinto Giesta – Examinador externo
Natal-RN
2018
5
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
RESUMO
O uso do BIM para a coordenação espacial 3D é um dos usos mais beneficos e mais
utilizados de BIM, ainda assim, os profissionais que realizam tal atividade ainda o fazem de
maneiras diferentes, através de processos ainda não profundamente descritos. Para alcançar tal
objetivo é necessário confrontar a literatura já existente com os processos realizados pelos
profissionais da área, buscando barreiras e inovações, o que foi feito neste artigo, de maneira a
propor um fluxo de coordenação 3D de projetos que considere a construção virtual segmentada,
prática que vem se mostrando comum em empreendimentos que ainda possuem um baixo nível
de maturidade BIM. O resultado da pesquisa permite a continuação do debate do tema com foco
na prioridade entre disciplinas e a participação de membros da equipe executiva na etapa de
coordenação, o que converge com a metodologia de trabalho BIM.
Palavras-chave: BIM. Coordenação Espacial 3D. Fluxo. Estudo de caso.
ABSTRACT
The use of BIM for 3D design coordination is one of the most beneficial and most used
uses of BIM, yet the professionals who carry out such an activity still do so in different ways
through processes that are not yet as deeply described. In order to reach this goal, it is
necessary to confront the existing literature with the processes carried out by professionals in
the area, seeking barriers and innovations, what has been done this paper, in order to propose
a workflow of 3D coordination that considers the segmented virtual construction, a practice
that has proven to be common in projects that still have a low level of BIM maturity. The result
of the research allows the continuation of the debate of the theme focusing on the priority
between disciplines and the participation of members of the executive team in the coordination
stage, which converges with the methodology of work BIM.
Keywords: BIM. 3D Coordination. Workflow. Case study.
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1 INTRODUÇÃO
A Modelagem da Informação da Construção (BIM) atua um importante papel nas
melhores práticas de arquitetura, engenharia e construção (AEC), incorporando virtualmente a
informação necessária. (ABDIRAD, 2016).
No Brasil, observou-se no cenário acadêmico um crescimento de 74% no número de
publicações sobre BIM (anais de eventos, dissertações de mestrado, periódico e tese de
doutorado) de 2011 para 2015 (MACHADO et al, 2017), além de, segundo PINI (2013) os
dados de uma pesquisa on-line apresentaram 38% de adoção e 90% de expectativa de adoção
dentro de cinco anos no mercado nacional.
Existe a necessidade de frameworks para unir o abismo que separa os entendimentos do
meio "acadêmico" do "industrial" (SUCCAR, 2009), de maneira a estruturar os processos BIM
da teoria para a prática.
Os guias nacionais pretendem dar diretrizes da implantação do BIM, porém estes ainda
precisam ser mais desenvolvidos quanto aos usos, como conclui Carezzato et al (2016). Ainda
que alguns guias ofereçam sugestões de fluxos de processos para a coordenação espacial 3D,
estes ainda se mostram carente de detalhes, não descrevendo prioridade de disciplinas a serem
analisadas, por exemplo.
Definida como garantia da eficiência e harmonia do relacionamento de elementos
construtivos (KREIDER, MESSNER, 2013), a coordenação de projetos 3D é o uso do BIM
mais frequente, e de maior benefício, de acordo com Kreider, Messner, Dubler (2010).
Ainda assim, poucos trabalhos foram realizados focando nas ineficiências dos processos
BIM (MANDUJANO et al., 2015), menos ainda quando se fala de um uso específico do BIM.
Este artigo visa propor um fluxo de trabalho da coordenação espacial 3D a partir do
estudo de um empreendimento de uma residência unifamiliar classificada como padrão alto R-
1 pela Câmara Brasileira da Indústrida da Construção (CBIC), relacionando as sugestões e
fluxos de trabalho dos guias com os desafios encontrados desde a fase de projeto até a execução
da obra.
Um estudo de caso foi realizado durante o processo construtivo de uma edificação
residencial unifamiliar para adicionar uma perspectiva prática, contribuindo para a elaboração
do fluxo de coordenação. Como resultado, obteve-se o resumo dos guias na perspectiva da
coordenação 3D, a sugestão de um fluxo deste uso do BIM e a valorização da participação da
equipe de execução neste uso.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 A Modelagem da Informação da Construção
A Modelagem da Informação da Construção (BIM) é um conjunto de políticas,
processos e tecnologias interativas que geram uma metodologia de gestão de todas as fases do
processo construtivo (PENTTILÄ, 2006).
Kreider, Messner (2013), definem um “uso do BIM” como um método ou estratégia de
aplicar a modelagem da informação da construção durante o ciclo de vida de um
estabelecimento para alcançar um ou mais objetivos específicos.
É comum encontrar o termo Virtual Design and Construction (VDC) para referenciar
o processo de elaboração de modelos 3D para usos BIM, assim, nesta pesquisa, não se busca
_____________________________
Andrew Nóbrega Baptista de Araújo, graduando em Engenharia Civil, UFRN
Reymard Savio Sampaio de Melo, Prof. Dr., Departamento de Engenharia Civil da UFRN
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diferenciar o VDC da modelagem BIM, assim como trás a definição de Kunz e Fischer (2012),
em que VDC é o uso de modelos integrados de desempenho multidisciplinar de projetos de
construção para apoiar objetivos de negócios explícitos e públicos.
A especificação do Nível de Desenvolvimento (ND), também referido como Level of
Development (LOD), é uma ferramenta de referência sobre as características dos elementos nos
modelos (BIMFORUM, 2017), conforme quadro 1, no qual, a nível de design, varia entre 100
e 400, em que quanto maior o número, maior a quantidade de detalhes gráficos e informações
do elemento. Valores maiores que 400 referem a etapas pós executivas, e que não são escopo
desta pesquisa.
Quadro 1 – Descrição dos níveis de desenvolvimento (ND)
ND Conceito
100
O Elemento do Modelo pode ser representado graficamente no Modelo com um símbolo ou outra
representação genérica, mas não satisfaz os requisitos para LOD 200. Informações relacionados ao Elemento
do Modelo (isto é, custo por m² quadrado, tonelagem de HVAC, etc.) podem ser derivadas de outros
Elementos do Modelo
200
O Elemento do Modelo é representado graficamente no Modelo como um sistema genérico, objeto ou
montagem com quantidades aproximadas, tamanho, forma, localização e orientação. As informações não
gráficas também podem ser anexadas ao Elemento Modelo
300
O Elemento do Modelo é representado graficamente no Modelo como um sistema, objeto ou conjunto
específico em termos de quantidade, tamanho, forma, localização e orientação. As informações não gráficas
também podem ser anexadas ao Elemento Modelo
350
O Elemento do Modelo é representado graficamente no Modelo como um sistema, objeto ou conjunto
específico em termos de quantidade, tamanho, forma, orientação e interfaces com outros sistemas de
construção. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao Elemento do Modelo.
400
O Elemento do Modelo é representado graficamente no Modelo como um sistema, objeto ou conjunto
específico em termos de tamanho, forma, localização, quantidade e orientação com detalhes, fabricação,
montagem e informações de instalação. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao Elemento do
Modelo.
500 O Elemento do Modelo é uma representação verificada em campo em termos de tamanho, forma, localização,
quantidade e orientação. Informações não gráficas também podem ser anexadas aos Elementos do Modelo.
Fonte: Adaptado de BIMFORUM, 2017.
A organização dos processos de modelagem quanto à padronização e centralização dos
arquivos proporcionam dois tipos de gerenciamento de dados do modelo, podendo ser um
modelo integrado, no qual os arquivos podem estar em parte agrupados em um sistema
proprietário, que inclua diversas especialidades, internamente separadas por elementos
classificados em diferentes “sistemas”, cada um de sua especialidade, ou modelo federado, no
qual os arquivos são individualizados por disciplina (ABDI, 2017).
2.2 A Coordenação Espacial 3D
Dentre os 25 usos do BIM identificados pela Pennsylvania State University, (KREIDER; MESSNER, 2013), a coordenação espacial 3D é definida, no mesmo documento,
como um processo no qual o software de detecção de conflitos é usado durante o processo de
coordenação para determinar conflitos de campo, comparando modelos 3D de sistemas de
construção.
O objetivo da detecção de conflitos é eliminar as incompatibilidades espaciais do
sistema antes da execução. A coordenação representa uma das vantagens de simular os
processos em modo virtual, pois trabalha com a prevenção e correção de problemas antes da
etapa de obra, que acarreta na redução de custo e desperdício, e facilita o cumprimento do
cronograma da obra (ABDI, 2017).
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Percebeu-se que, nos documentos que abordam usos BIM, são sugeridos processos de
trabalho inteiramente realizados em BIM, porém, conforme Lee e Kim (2014) muitos dos
estudos anteriores na área não lidaram com o impacto de diferentes estratégias de coordenação
em um ambiente de projeto misto 2D e BIM, que é o caso mais comum hoje e provavelmente
continuará no futuro também. O que acarreta na falta de estratégias eficientes de coordenação
3D para a integração de processos de trabalho fragmentados.
2.3 Guias
No Brasil, a implantação do BIM para a produção e gestão de projetos e da obra ainda
é recente se comparado com os países pioneiros, tais como Inglaterra e Estados Unidos
(CAREZZATO et al, 2016) e, da mesma maneira são os documentos nacionais acerca do tema.
No quadro 1 são listados os guias nacionais investigados nesta pesquisa.
Quadro 2 – Principais documentos Brasileiros de BIM
Instituição Ano Sigla Documento
Associação Brasileira de Desenvolvimento
Industrial
2017 ABDI Coletânea Guias BIM
Associação Brasileira dos Escritórios de
Arquitetura de São Paulo
2013 e
2015
AsBEA-
SP
Boas Práticas em BIM, fascículos 1 e 2
Câmara Brasileira da Indústria da
Construção
2016 CBIC Coletânea Implementação do BIM para
Construtoras e Incorporadoras Fonte: Autor
Cada um destess documentos apresentam diretrizes para a implantação do BIM, nos
quais se pode encontrar sugestões de fluxogramas de processos de trabalho.
Porém, percebe-se que ainda não há um consenso sobre os momentos ideais para a
coordenação, nem sobre as peculiaridades de grandes projetos e o que se torna redundante para
os projetos de pequeno porte.
Além disso, os guias não referenciam a presença dos líderes das equipes de execução,
já que estes tendem a possuir um alto conhecimento prático que propicia um alto potencial
resolução de incompatibilidades.
2.3.1 Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura de São Paulo (AsBEA-SP) –
Boas Práticas em Bim, Fascículos 1 (2013) E 2 (2015)
Na apresentação da Coordenação 3D, no fascículo 1, referida no documento como
“compatibilização”, o documento revela a importância do trabalho colaborativo e da liderança
de um membro responsável, tendo este a compreensão de todos os subsistemas e processos
construtivos.
É também sugerido através de um fluxograma a divisão de tarefas por três equipes, a de
modelagem, responsável pela elaboração dos modelos, a de customização, responsável pelos
detalhes não gráficos dos modelos, e a equipe de compatibilização, responsável pela detecção
de incompatibilidades. Porém, percebe-se um fluxograma superficial, o que contradiz, USACE,
(2006) que afirma que um fluxo de trabalho deve ser detalhado para garantir a coordenação
Já no fascículo 2, sugere-se trabalhar com modelos com menos detalhes não gráficos
durante a coordenação, porém com a melhor representação gráfica possível dos elementos. É
sugerido também o planejamento das fases de inserção de informação no modelo, porém, o
documento não sugere um nível de desenvolvimento ideal para a coordenação.
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Quanto ao momento da coordenação, o documento sugere que seja realizada uma
coordenação com os projetos de arquitetura, estrutura e instalações na fase de anteprojeto, e de
todas as disciplinas na fase pré-executiva.
2.3.2 Câmara Brasileira da Indústria da Construção (CBIC) - Coletânea Implementação
do Bim Para Construtoras e Incorporadoras (2016)
A coletânea de BIM da CBIC traz diversas abordagens e menções sobre o processo de
coordenação espacial 3D, tanto através dos fluxogramas sugeridos quanto indicações de boas
práticas.
O fluxograma sugerido para a coordenação realça etapas importantes iniciais do
processo, tais como a definição de sistema de compartilhamento, locais de reunião, áreas de
coordenação, padrões de modelagem, cronograma e protocolo porém, sem grandes sugestões
individais para estas etapas.
Porém, nos fluxogramas de processos de projeto, indica-se que a coordenação seja
realizada com todas as disciplinas, em cada fase de projeto, seja conceitual (ND 100),
anteprojeto (ND 200) até o ND 400, o que se confirma com USACE (2006), que afirma que o
processo de coordenação torna-se menos benéfico se uma ou mais disciplinas ficarem para trás.
Dentre as boas práticas em BIM sugeridas, a coletânea afirma em diversos momentos a
importância de verificar, coordenar e resolver as interferências dentro da própria disciplina, já
que nesta podem ocorrer diversas especialidades, como por exemplo as instalações, que podem
conter elétrica, hidráulica, lógica, dentre outras.
2.3.3 Associação Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) – Coletânea Guias
BIM (2017)
A coletânia de guias da ABDI se mostra a mais aprofundada no conteúdo pelo nível de
detalhes abordados tanto sobre à implantação, definição de processos, tecnologias e
principalmente sobre a coordenação 3D.
Para uma maior produtividade, a coletânia sugere que ocorram várias coordenações ao
longo do processo de projeto, dado que modelos com ND 200 já permitem a verificação de
conflitos, apesar da sugestão da ABDI para uma análise de coordenação e compatibilização
mais precisas seja ND 350.
Para um modelo federado, é ideal o planjemento das coordenações em períodos
predefinidos, e a sugestão é que estas ocorram semanalmente, porém, é necessário a definição
das regras de acesso e inserção de arquivos neste modelo.
No Guia 6 é sugerido um fluxograma de atividades para elaboração do projeto
executivo, no qual expressa novamente a necessidade de coordenação durante cada etapa de
projeto com uma etapa final de coordenação após a elaboração da etapa final de todas as
disciplinas.
Espera-se a divulgação de fluxogramas mais detalhados no Anexo I, ainda não
publicado pela ABDI, dando mais especificidade com o tratar das análise de cada disciplina.
3 METODOLOGIA
Através do estudo de caso do empreendimento de uma obra de um edifício residencial
unifamiliar de área construída de aproximadamente 620 m², teve-se como unidade de análise o
fluxo de trabalho na coordenação 3D de projetos, analisando quando, como e que informações
foram utilizadas nas coordenações.
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Utiliza-se o estudo de caso como estratégia de pesquisa para contribuir com o
conhecimento que temos dos fenômenos individuais e organizacionais (YIN, 2015), sendo
principalmente útil para avaliar o que a literatura não apresenta sobre o fluxo de trabalho da
coordenação espacial 3D, além de diversas outras perspectivas que refletem tal uso do BIM,
como a perspectiva dos projetistas não envolvidos na modelagem, nas reuniões integradas de
projeto, a perspectiva executiva.
A empresa responsável pela coordenação de projetos foi escolhida devido a seu
envolvimento no empreendimento já descrito, cujo autor atuou como estagiário de obra,
permitindo assim a observação participante como uma das três fontes de evidência da pesquisa,
sendo a segunda a análise de documentação, que inclui todos os projetos da obra, relatórios de
incompatibilidade, contratos e quantitativos, e a terceira as entrevistas realizadas ao engenheiro
estrutural e engenheiro de instalações, que também foram responsáveis pela elaboração dos
modelos e coordenação destes, e com o engenheiro de obra.
O estudo de caso teve a duração de 6 meses, que teve início com as entrevistas sobre o
processo de coordenação 3D, enquanto o acompanhamento da obra teve a duração de 12 meses,
tempo total do empreendimento estudado.
Tal organização foi também analisada através da matriz de Perfil de Maturidade BIM,
da Penn State University (CICRP, 2013) possibilitando a identificação de pontos fortes e fracos
da empresa responsável pelo Uso de BIM analisado neste artigo.
Os dados obtidos na análise de fluxo de trabalho da empresa responsável pela
coordenação espacial 3D foram comparados às boas práticas fornecidas por diversos guias
nacionais e internacionais, e aos fluxos de trabalho encontrados nos guias analisados na seção
2.3 deste artigo.
O estudo do caso auxiliou a proposição de um fluxo de coordenação de projetos por
meio da observação das dificuldades enfrentadas pela equipe de obra, principalmente pelas
incompatibilidades entre as disciplinas de instalações, arquitetura e estrutura, cujas soluções
apresentadas pelas equipes de execução não foram levadas em conta na etapa de coordenação.
A estrutura do fluxo de coordenação 3D sugerida foi baseada principalmente na
comparação entre guias de BIM, levando em consideração boas práticas analisadas e o estudo
de caso.
4 RESULTADOS
O empreendimento foi executado por uma construtora com modelo de contratação por
administração, na qual esta realizou a contratação das disciplinas de estruturas e instalações já
em modelos 3D federados, elaboração do modelo da arquitetura baseado em CAD recebido de
outro escritório, e coordenação 3D destas três disciplinas.
Mudanças inesperadas podem ser evitadas através da análise das decisões de projeto
mais compreensiva nos estados atuais. Entretanto, o nível de engajamento da equipe executiva
precisa ser aumentada para alavancar a prática da construção virtual. (KAM et al, 2013). Além
disso, reuniões integradas de projeto BIM são críticas para o sucesso do projeto (KAM et al,
2013).
Dessa forma, o estudo de caso se mostrou essencial para a verificação das dificuldades
observadas na fase executiva, já que estas são pouco abordadas nos documentos analisados.
Através da análise de Perfil de Maturidade BIM, da Penn State University (CICRP,
2013) pôde-se perceber que, conforme gráfico 1, apesar de um bom nível de maturidade no
controle de informação e infraestrutura BIM, a empresa carece de mapeamento e controle de
processos e de desenvolvimento de uma estratégia para a melhoria contínua da tecnologia,
políticas e processos que permitam ampliar os benefícios do BIM.
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Apesar de que o baixo nível de maturidade observado se deu principalmente por se
tratar de uma empresa pequena que trabalha com poucos usos do BIM e com pouquíssimo
trabalho colaborativo com os participantes externos da empresa, notou-se a alta qualidade do
serviço de coordenação espacial 3D, aprovada pela empresa de execução da obra. O que sugere
que o desenvolvimento das categorias descritas como Usos BIM, Infraestrutura e Informação
são de alta importância para a realização de tal serviço.
Figura 1 – Perfil de Avaliação BIM da empresa de coordenação 3D
Fonte: Autor
4.1 Estado atual do processo de coordenação espacial 3D em BIM
O empreendimento cuja coordenação 3D de projetos foi avaliada, envolveu a construção
de um edifício residencial unifamiliar apresentado na figura 2.
Figura 2 – Imagem renderizada do modelo
Fonte: Autor
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Os projetos foram elaborados por cinco empresas diferentes, sendo a primeira para
arquitetura, a segunda para estrutura, instalações, modelagem da arquitetura e coordenação 3D,
a terceira para o projeto luminotécnico, a quarta para automação e segurança e a quinta para a
ambientação externa. Além destes, ocorreu a liderança por parte da empresa construtora.
As únicas disciplinas elaboradas em BIM foram a estrutura e instalações, enquanto todas
as outras foram recebidas em 2D, e destas, apenas a versão original da arquitetura foi modelada
em 3D. A figura 3 ilustra os processos do empreendimento.
Figura 3 – Mapa de processos do empreendimento
Fonte: Autor
As demais especialidades da arquitetura, tais como, projeto de forro, luminotécnico,
ambientação externa, automação e segurança, foram excluídos da coordenação, já que o escopo
da contratação da coordenação não os envolvia ou estes ainda não estavam detalhados na versão
modelada. Sendo assim, as alterações do projeto ao longo da obra geraram o retrabalho
tradicional de desenho, além de que, por motivos de incompatibilidade, algumas alterações não
puderam ser executadas. Esse tipo de ambiente de projeto misto 2D e BIM sempre apresenta
um desafio em termos de transição e coordenação entre os processos 2D e BIM (LEE, KIM,
2014).
O processo desde a modelagem da arquitetura, elaboração das disciplinas de estruturas
e instalações, junto a coordenação espacial dessas três disciplinas teve uma duração de 2 meses,
sendo estimado uma semana apenas para os trabalhos de coordenação 3D, conforme figura 4.
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Figura 4 – Modelo de coordenação entre disciplinas de instalações e estrutura
Fonte: Autor
O quadro 4 apresenta as etapas do processo de coordenação espacial 3D, apresentando
quando elas foram realizadas, em que ordem e quais disciplinas foram analisadas em cada
momento. O processo de coordenação não envolveu todas as disciplinas, o escopo da
contratação envolvia apenas arquitetura, estrutura e instalações.
Quadro 4 – Fluxo de coordenação espacial 3D presente N° QUANDO? O QUE?
1.1 Anteprojeto
(ND 200 a
300)
Arquitetura x Estrutura
1.2 Instalações x Estrutura
1.3 Arquitetura x Estrutura x Instalações
1.4 Reunião integrada de projeto com, arquiteta,
engenheiro estrutural (modelador), engenheiro
de instalações (modelador), e engenheiro de
obra
2.1 Projeto
Executivo
(ND 300 a
400)
Arquitetura x Estrutura
2.2 Instalações x Estrutura
2.3 Arquitetura x Estrutura x Instalações
2.4 Reunião integrada de projeto com, arquiteta,
engenheiro estrutural (modelador), engenheiro
de instalações (modelador), e engenheiro de
obra.
Fonte: Autor
O fluxo de trabalho apresentou boa efetividade na resolução das incompatibilidades das
disciplinas coordenadas, porém, a não inclusão de outros membros das equipes de trabalho,
além do engenheiro de obra, levou a algumas alterações das resoluções de incompatibilidades
na disciplina de instalações.
O processo de coordenação apresentado no quadro 4 apresenta a etapa durante fase de
projeto, que se mostrou a maior e mais longa parte do processo. Após o início da execução
poucas incompatibilidades foram coordenadas através do modelo devido principalmente a
alterações de projeto.
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A não inclusão de todas as disciplinas na coordenação 3D gerou diversas interferências
na fase executiva, tais como alterações de altura de forro, alterações de pontos elétricos devido
à ambientação externa, alteração de pontos da automação devido a conflito com estrutura já
executada.
Alguns conflitos inevitáveis, como encontro das instalações com elementos estruturais,
conforme figura 5, apresentam diversas resoluções, desde a concretagem com esperas de
tubulação até a realização de furos na estrutura.
Figura 5 – Identificação de conflitos entre instalações e estrutura
Fonte: Autor
No caso estudado, boa parte de tais conflitos foram resolvidos antes da concretagem,
porém, foram identificados 64 furos realizados após a concretagem, sendo 13 horizontais e 51
verticais, que totalizaram um custo extra de R$ 1.963,50.
A não atualização do modelo da arquitetura, apresentado na figura 6, gerou diversos
retrabalhos em detalhes construtivos, além de atraso de cronograma devido à erros de medição
de quantitativos, que poderiam ter sido evitados com a atualização do modelo a cada nova
versão do projeto 2D.
Figura 6 – Modelo de coordenação entre disciplinas de arquitetura, instalações e estrutura
Fonte: Autor
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Além disso, o processo de compartilhamento da informação, feito através da exportação
do arquivo em software 3D para arquivo em software 2D se mostrou ineficiente, já que no
software 2D os quantitativos podem ser alterados como texto, erro ocorrido no projeto estrutural
e que ocasionou um custo extra estimado de R$ 2.897,84.
4.2 Proposta do estado futuro do processo de coordenação espacial 3D em BIM
O quadro 5 apresenta a sugestão de fluxo de coordenação 3D, separando o processo em
etapas de projeto (Quando?), ordem de prioridade de disciplinas (N°), quais disciplinas devem
ser coordenadas (O Que?) e quem deve participar das reuniões integradas de projeto, ao final
de cada etapa de coordenação.
Quadro 5 – Fluxo de coordenação 3D proposto
N° QUANDO? O QUE?
1.1 Projeto
Conceitual
(LOD 100 a
200)
Arquitetura x Estrutura
1.2 Reunião integrada de projeto com modelador arquiteto, engenheiro
estrutural e engenheiro de obra
2.1 Anteprojeto
(LOD 200 a
300)
Arquitetura x Arquitetura
2.2 Arquitetura x Estrutura
2.3 Instalações x Instalações
2.4 Instalações x Estrutura
2.5 Arquitetura x Estrutura x Instalações
2.6 Reunião integrada de projeto com modelador, arquiteto, engenheiro
estrutural, engenheiro de instalações, engenheiro de obra e mestre de
obra.
3.1 Projeto
Executivo
(LOD 300 a
400)
Arquitetura x Arquitetura
3.2 Arquitetura x Estrutura
3.3 Instalações x Instalações
3.4 Instalações x Estrutura
3.5 Arquitetura x Estrutura x Instalações
3.6 Demais disciplinas x Demais Disciplinas
3.7 Arquitetura x Estrutura x Instalações x Demais Disciplinas
3.8 Reunião integrada de projeto com modelador, arquiteto, engenheiro
estrutural, engenheiro de instalações, engenheiro de obra, mestre de
obra, arquitetos e engenheiros responsáveis pelas demais disciplinas e
líderes das equipes de execução.
Fonte: Autor
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Na fase Conceitual, como os elementos ainda estão com baixa definição geométrica a
coordenação entre a mesma disciplina não apresenta grande efetividade. A participação dos
responsáveis dos projetos se mostrou suficiente para a resolução de incompatibilidades.
Já na fase de Anteprojeto, várias incompatibilidades já podem ser coordenadas, de
maneira a reduzir o tempo de trabalho na próxima etapa de projeto e coordenação. O
envolvimento dos responsáveis pelos projetos é essencial, e o mestre de obra apresenta
potencial de contribuição.
Para o Projeto Executivo, as incompatibilidades finais surgem no alto nível de detalhe
do modelo, logo, todos os envolvidos tem alto potencial para resolução de incompatibilidades.
Além disso, percebeu-se que a resolução de algumas incompatibilidades podem gerar outras
incompatibilidades, o que reforça a necessidade da coordenação nas etapas iniciais de projeto.
O envolvimento dos responsáveis pelos projetos é essencial, e líderes de equipes de trabalho
cujas disciplinas apresentam incompatibilidades se mostraram de grande potencial de
contribuição para a tomada de decisões.
Além disso sugere-se o layout da figura 7 para as reuniões integradas de projeto de
acordo com avaliação de Addor e Santos (2017), que apontam para uma boa interação entre a
equipe e boa vizualização do conteúdo apresentado.
Figura 7 – Layout para reuniões integradas BIM
Fonte: Addor e Santos, 2017.
Percebe-se que a coordenação de algumas disciplinas não aparecem até a etapa final,
pois buscou-se priorizar os elementos construtivos primeiramente executados na obra, já que,
apesar de não ser uma boa prática, algumas obras começam antes da conclusão da fase final de
projeto, o que é confirmado por USACE (2011), que recomenda estabelecer prioridade no fluxo
de trabalho da modelagem para os componentes da construção, que deve ser priorizada em
relação à modelagem dos componentes de outras disciplinas que serão executadas
posteriormente a fim de coordenar e manter o avanço do projeto.
O estudo de caso limitou-se às disciplinas de arquitetura, estruturas e instalações, não
contemplando as disciplinas referidas como demais disciplinas, como ambientação externa,
automação, segurança e luminotécnica, logo, tais etapas adviram da literatura, o que se
apresenta como mais uma limitação da pesquisa.
Ainda assim, o nível de descrição do processo da coordenação alcança etapas pouco
descritas nos guias nacionais de BIM, tais como a ordem das análises de disciplinas e os
membros das reuniões integradas de projeto.
5 CONCLUSÃO
A modelagem 2D para 3D realizada apenas por uma empresa apresentou, assim como
esperado, diversas barreiras para os benefícios em potencial do BIM, como a redução do
trabalho colaborativo e o atraso no repasse de informações.
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Para desenvolver o processo de execução de usos de BIM deve-se utilizar da criação de
fluxo de trabalho (CICRP, 2010), descrevendo etapas e participantes, de maneira a possibilitar
a constante reavaliação destes.
A utilização dos fluxos de coordenação sugeridos em guias possibilitou a criação de um
mapa de processos fundamentado na literatura e bem relacionado com o observado no estudo
de caso, apesar da influência deste na definição de tal mapa criar a necessidade de revisão em
caso de aplicação do fluxo em outros tipos de empreendimento.
O fluxo de coordenação valoriza a priorização de disciplinas, a resolução de
incompatibilidades dentro da mesma disciplina, a valorização da equipe de execução na etapa
de reuniões integradas BIM, e um layout idealizado para tais reuniões.
O desenvolvimento de um uso BIM ofereceu diversas oportunidades benéficas para o
empreendimento, porém observou-se que a falta de trabalho colaborativo e integração dos
processos de trabalho entre as fases de projeto e construção limitou o aproveitamento de tais
oportunidades.
A proposição do fluxo de coordenação adicionou detalhes não abordados pelos guias,
tal como ordem e prioridade de coordenação de disciplinas e presença de membros da equipe
de execução, além do engenheiro, nas reuniões integradas de projeto.
O enriquecimento do processo de coordenação 3D através da participação de líderes de
equipe de execução, e a definição de um fluxo de coordenação específico para um porte
específico de obra se mostraram como resultados ímpares, alcançado objetivo da pesquisa.
Os resultados confirmam o potencial benéfico do trabalho colaborativo do BIM, e,
mesmo que o estudo de caso limite o fluxo de coordenação a um tipo de obra, este enriquece o
debate sobre as definições de processos para tal Uso do BIM.
Acredita-se que o fluxo de coordenação sugerido possui validade para outros tipos de
empreendimento, já que sua estrutura parte primordialmente da parte teórica, mas, ainda assim,
a influência do estudo de caso na definição dos processos limitam sua aplicabilidade.
Percebe-se também, como limitações deste trabalho, que a proposta do fluxo de
coordenação partiu de apenas um estudo de caso, e esta não foi testada na prática.
Como sugestão de pesquisa futura, tem-se o mapeamento do fluxo de coordenação de
grandes obras, que ainda é pouco abordado no meio científico, e que carece ainda mais de
pesquisas devido alta complexidade. Outra sugestão é a avaliação da utilidade prática do fluxo
proposto.
REFERÊNCIAS
ABDIRAD, Hamid. Metric-based BIM implementation assessment: a review of
research and practice. Architectural Engineering and Design Management, 13(1), p.
52-78, 2016.
ADDOR, M. R. A.; SANTOS, E. T. Salas de coordenação de projetos em BIM: proposta
de um método de avaliação. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 17, n. 4, p. 403-
423, out./dez. 2017.
AGÊNCIA BRASILEIRA DE DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL - ABDI.
Coletânea GUIAS BIM ABDI-MDIC. Brasília, 2017. Disponível em:
<http://www.abdi.com.br/Paginas/bim_construcao_download.aspx>. Acesso em: 12
dez. 2017.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS ESCRITÓRIOS DE ARQUITETURA - AsBEA-
SP. Boas Práticas em BIM. Fascículo 1. São Paulo: AsBEA, 2013.
18
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS ESCRITÓRIOS DE ARQUITETURA - AsBEA-
SP. Boas Práticas em BIM. Fascículo 2. São Paulo: AsBEA, 2015.
BIMFORUM. Level of development specification, 2016. Acesso em: 10 nov. 2017.
Disponível em <http://bimforum.org/lod/>,
CAREZZATO, Gustavo G.; BARROS, Mercia M. S. B.; SANTOS, Eduardo T. BIM
em gerenciadoras de empreendimentos de infraestrutura. In: ENCONTRO NACIONAL
DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 16., 2016, São Paulo. Anais...
Porto Alegre: ANTAC, 2016.
CÂMARA BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO - CBIC. Coletânea
de Implementação do BIM para Construtoras e Incorporadoras. Brasília, 2016.
Disponível em: <http://cbic.org.br/bim/>. Acesso em: 15 set. 2016. Acesso em: 15 nov.
2017.
COMPUTER INTEGRATED CONSTRUCTION RESEARCH PROGRAM - CICRP.
BIM Planning Guide for Facility Owners. v. 2.0, The Pennsylvania State University,
University Park, PA, USA. 2013. Disponível em <http://bim.psu.edu>. Acesso em 03
mar. 2017.
COMPUTER INTEGRATED CONSTRUCTION RESEARCH PROGRAM - CICRP.
Building Information Modeling Execution Planning Guide. v. 2.0. Pennsylvania.
2010. 126 p. Disponível em:
<http://www.engr.psu.edu/ae/cic/bimex/downloads/guide/bim_pxp_guide-v2.0.pdf>.
Acesso em: 10 mar. 2017.
KAM, C.; MCKINNEY, B.; XIAO, Y.; SENARATNA, D. The VDC Scorecard:
evaluation of AEC projects and industry trends. CIFE Working Paper #WP136,
Center for Integrated Facility Engineering, Dept. of Civil and Environmental
Engineering, Stanford University. Stanford, out. 2013, p.1-31. Disponível em:
<stacks.stanford.edu/file/druid:xd249sp3509/WP135.pdf>. Acesso em: 20 out. 2017.
KREIDER, Ralph; MESSNER, John; DUBLER, Craig. Determining the frequency and
impact of applying BIM for different purposes on projects. In: International Conference
on Innovation in Architecture, Engineering and Construction, 6., 2010. Anais…
Disponível em: <http://bim.psu.edu/uses/>. Acesso em: 06 dez. 2017.
KREIDER, Ralph; MESSNER, John; The Uses of BIM, Classifying and Selecting BIM
Uses. Penn State Computer Integrated Construction, v. 0.9, 2013. Disponível em:
<https://www.pennstatecic.org/projects.html#BIM>. Acesso em: 07 mar. 2018.
KUNZ, J.; FISCHER, M. Virtual Design and Construction: Themes, Case
Studies and Implementation Suggestions. Center for Integrated Facility
Engineering: Stanford University. 2012.
LEE, G.; KIM, J. W. Parallel vs. Sequential cascading MEP coordination strategies: A
pharmaceutical building case study. Automation in Construction, 43(0), 170–179.
2014.
19
MACHADO, F. A.; RUSCHEL, R. C.; SCHEER, S. Análise da produção científica
brasileira sobre a Modelagem da Informação da Construção. Ambiente Construído,
Porto Alegre, v. 17, n. 4, p. 359-384, out./dez. 2017.
MANDUJANO, M. G. et al. Virtual Design and Construction, and its Inefficiencies,
From a Lean Construction Perspective. In: ANNUAL CONFERENCE OF THE
INTERNATIONAL GROUP FOR LEAN CONSTRUCTION, 23., Perth, 2015.
Anais…
PENTTILÄ, H. Describing the Changes in Architectural Information Technology to
Understand Design Complexity and Free-Form Architectural Expression. Journal of
Information Technology in Construction, v. 11, special issue, p. 395-408, 2006.
SUCCAR, B. Building information modeling framework: a research and delivery
foundation for industry stakeholders. Automation in Construction, v. 18, n. 3, p. 357-
375, 2009.
UNITED STATES ARMY CORPS OF ENGINEERS. Building Information
Modeling (BIM): A Road Map for Implementation to Support MILCON
Transformation and Civil Works Projects within the U.S. Army Corps of Engineers,
Washington, 2006. 92 p.
UNITED STATES ARMY CORPS OF ENGINEERS. Building Information
Modeling (BIM): Supplement 2 – BIM Implementation Plan for Military Construction
Projects, Bentley Platform. Washington, 2011. 72p.
YIN, R. Estudo de caso: Planejamento e Métodos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman. 2015.
320 p.