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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DIOGO AMORIM CASTRO
COMPUTAÇÃO GRÁFICA APLICADA A ENGENHARIA: Estudo de Caso do Laboratório de Engenharia da Computação (UEFS)
FEIRA DE SANTANA
2010
DIOGO AMORIM CASTRO
COMPUTAÇÃO GRÁFICA APLICADA A ENGENHARIA: Estudo de Caso do Laboratório de Engenharia da Computação (UEFS)
Trabalho apresentado à coordenação do curso de
graduação em Engenharia Civil da Universidade
Estadual de Feira de Santana, como requisito
parcial para a obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Prof. MSc. Luis Claudio Alves Borja.
FEIRA DE SANTANA
2010
2
FOLHA DE APROVAÇÃO
DIOGO AMORIM CASTRO
COMPUTAÇÃO GRÁFICA APLICADA A ENGENHARIA: Estudo de Caso do Laboratório de Engenharia da Computação (UEFS)
Projeto de pesquisa apresentado à banca Examinadora de qualificação da disciplina TEC 174 – Projeto Final II, do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, ministrada pela professora Engª Eufrosina Cerqueira e pelo professor Engº Gerinaldo Costa. Feira de Santana, 27 de Julho de 2010
________________________________________________________ Professor orientador: MSc. Luis Claudio Alves Borja
Universidade Estadual de Feira de Santana
________________________________________________________ Professor: MSc. Cristovão César Carneiro Cordeiro
Universidade Estadual de Feira de Santana
________________________________________________________ Professor: MSc. Nilo Márcio de Andrade Teixeira
Universidade Estadual de Feira de Santana
3
Dedico esse trabalho aos meus pais,
irmãos, minha esposa e meu filho.
4
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus por ter me iluminado durante a elaboração deste trabalho.
Aos meus pais Edmundo e Lourdes, e meus irmãos Márcio, Edmundo Filho e
Macelly por todo apoio e simplesmente por existirem na minha vida.
À minha esposa Kátia pelo amor e companheirismo de toda hora.
Ao meu filho Guilherme pela inspiração que proporciona a minha vida.
Ao meu orientador Luis Borja por todo aprendizado e suporte que me proporcionou.
Aos amigos da Republica “A casa dos 7 Engenheiros”, em especial Felipe.
Aos amigos conquistados durante minha passagem pela UEFS.
Aos amigos e familiares de Livramento, minha amada terra natal.
A toda equipe da GEPRO pela colaboração com o material para o estudo de caso e
em especial a Cleberson pelo apoio na modelagem com SketchUp.
E por fim a todos contribuíram de alguma forma com este momento.
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RESUMO
CASTRO, D. A. Computação Gráfica Aplicada a Engenharia: Estudo de Caso
do Laboratório de Engenharia da Computação (UEFS). Feira de Santana, 2010.
Trabalho de Conclusão de Curso. Engenharia Civil, UEFS.
O projeto constitui uma das primeiras etapas do processo de produção, e, exerce
uma função fundamental na aquisição da qualidade na construção de edifícios, bem
como na possibilidade de redução de custos. A especialização de projetistas
contribuiu na produtividade, entretanto a segmentação e o seqüenciamento das
atividades comprometeram a coerência entre os projetos.
Propostas inovadoras que se baseiam no desenvolvimento integrado de projetos,
juntamente com o incremento de novas ferramentas computacionais, tornam mais
viáveis, não só a redução de interferências, como também estudos mais elaborados
de uma determinada disciplina. A modelagem tridimensional permite criar maquetes
eletrônicas, muito parecidas com a edificação real. Estas maquetes podem ser
exploradas tanto no desenvolvimento e apresentação do projeto, ou ainda como
ferramenta de ensino e capacitação profissional dos envolvidos no processo.
Esta pesquisa busca mostrar, algumas vantagens da modelagem tridimensional na
elaboração de projetos, quando comparado ao modelo tradicional em 2D. Dentre os
pontos destacados, estão aqueles em que o uso da modelagem 3D poderia auxiliar
o projetista numa melhor visualização do conjunto e de partes específicas, bem
como a evitar interferências físicas entre sistemas. Essas falhas normalmente estão
ligadas a algumas das características da representação bidimensional (simbolismo,
fragmentação, ambiguidade, etc.), que podem induzir projetistas de diferentes
disciplinas a soluções incompatíveis, devido a não visualização destas
interferências.
Palavras-chave: Projeto, Representação Tridimensional, Interferências Físicas.
6
ABSTRACT
CASTRO, D. A. Applied Computer Graphics Engineering: A Case Study of the
Laboratory of Computer Engineering (UEFS). Feira de Santana, 2010.
Completion of course work. Civil Engineering, UEFS.
This project is one of the first production’s stages, and exerts a key role in the
acquisition of the construction of buildings as well as the possibility of cost reduction.
The expertise of designers contributed to productivity, though the segmentation and
sequencing of activities undertaken to consistency between projects.
Innovative proposals based on the integrated design process, along with the
increment of new computational tools, makes more viable, not only the reduction of
interference, but further studies in a particular discipline. The three-dimensional
modeling allows you to create electronic mockups, very similar to the real building.
These mockups can be used both in the development and presentation of the project
and a tool of education as a professional training of those involved in the process.
This research aims to demonstrate some advantages of three-dimensional modeling
in the preparation of projects, compared to the traditional 2D. Among the points
highlighted are those where the use of 3D modeling could help the designer to a
better observation of the general and specific parts, while avoid physical interference
between systems. These failures are usually related to some characteristics of two-
dimensional representation (symbolism, fragmentation, ambiguity, etc.), which can
lead designers from different disciplines to solutions incompatible in consequence of
not viewing these interferences.
Keywords: Design, Three-dimensional Representation, Physical Interference.
7
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 11
1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 12
1.2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 14
1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................................. 14
1.2.2 Objetivos Específicos...................................................................................... 14
1.3 MÉTODO DA PESQUISA ...................................................................................... 14
2 CONSTRUÇÃO CIVIL – PROJETOS E EXECUÇÃO ..................................... 16
2.1 PANORAMA GERAL ............................................................................................ 16
2.2 O PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL .................................................................... 20
2.3 DEFINIÇÕES DE PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL ................................................ 22
2.4 SÍNTESE HISTÓRICA DA EVOLUÇÃO DO PROJETO ................................................. 23
2.5 ETAPAS DO PROCESSO DE PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL ................................ 24
2.6 COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS ...................................................................... 27
2.6.1 Dimensões da Compatibilização de Projetos .................................................. 30
2.7 DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PROJETOS E A ENGENHARIA SIMULTÂNEA ....... 32
2.7.1 Desenho Assistido por Computador (CAD) .................................................... 34
2.7.2 Sistemas BIM - Building Information Modeling, .............................................. 35
3 APLICAÇÕES DA MODELAGEM GRÁFICA EM 3D NA ICC ......................... 39
3.1.1 A concepção do projeto .................................................................................. 40
3.1.2 A apresentação do projeto .............................................................................. 41
3.1.3 O 3D na compatibilização do projeto .............................................................. 42
3.1.4 O ensino e a capacitação de profissionais envolvidos .................................... 44
3.1 ALGUNS SISTEMAS DE CAD ............................................................................... 45
3.1.1 O AutoCAD ..................................................................................................... 45
8
3.1.2 Google SketchUp ............................................................................................ 47
4 METODOLOGIA DA PESQUISA .................................................................... 50
5 ESTUDO DE CASO ........................................................................................ 51
5.1 LOCALIZAÇÃO ................................................................................................... 51
5.2 EMPREENDIMENTO ............................................................................................ 52
5.2.1 Tipologia e soluções arquitetônicas utilizadas ................................................ 53
5.2.2 Tipologia do sistema estrutural adotado ......................................................... 57
5.2.3 Tecnologia e procedimentos executivos ......................................................... 58
6 APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ............. 60
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 73
7.1 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 73
7.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................................. 74
REFERÊNCIAS .............................................................................................. 74
9
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Origens de problemas patológicos das construções (MOTTEU &
CNUDDE, 1989 apud MELHADO, 1994). ................................................................. 18
Figura 2 - Capacidade de influenciar o custo final de um empreendimento de edifício
ao longo de suas fases (CII, 1987 apud MELHADO, 1994). ..................................... 19
Figura 3 - Gráfico que relaciona o tempo de desenvolvimento de um
empreendimento e o custo mensal das atividades, com a idéia de um maior
"investimento" na fase de projeto (BARROS & MELHADO, 1993 apud MELHADO,
1994). ........................................................................................................................ 21
Figura 4 - Quadro comparativo entre etapas do processo de projeto descritas por
autores nacionais (MIKALDO JÚNIOR, 2006). .......................................................... 25
Figura 5 - Modelo do processo de projeto de edificações (RODRÍGUEZ e HEINECK,
2002). ........................................................................................................................ 29
Figura 6 – Comparação entre a Engenharia Simultânea e a Engenharia Seqüencial
(Weck apud Arantes e Andery, s/d). .......................................................................... 33
Figura 7 – Modelo integrado do BIM (REVISTA TÉCHNE, 2007, pg.44). ................. 36
Figura 8 – Comparação entre o CAD e o BIM (REVISTA TÉCHNE, 2007, pg.45). ... 37
Figura 9 – Processo de projeto em 2D e 3D (Adaptado de FERREIRA, 2007) ......... 40
Figura 10 – Representações de projeto em 3D (FLORIO, 2007). ............................. 42
Figura 11 – Verificação de incompatibilidade no modelo tridimensional (Adaptado de
MIKALDO JÚNIOR, 2006) ......................................................................................... 43
Figura 12 – Interface do AutoCAD versão 2008 (CASTRO, 2010) ............................ 46
Figura 13 – Central de aprendizagem no Google SketchUp. (CASTRO, 2010) ........ 48
Figura 14 – Localização da UEFS na cidade de Feira de Santana (Adaptado
ERBASE, 2004) ......................................................................................................... 51
Figura 15 – Localização do Objeto de Estudo no Campus da UEFS (Adaptada de
GEPRO, 2010) .......................................................................................................... 52
Figura 16 - Planta baixa pavimento térreo (GEPRO, 2010) ...................................... 53
Figura 17 - Planta baixa pavimento superior (GEPRO, 2010) ................................... 54
Figura 18 - Planta de cobertura (GEPRO, 2010) ....................................................... 54
Figura 19 - Planta de implantação com perfil do terreno (GEPRO, 2010) ................. 55
Figura 20 - Fachada frontal (GEPRO, 2010) ............................................................. 56
Figura 21 - Fachada posterior e corte (GEPRO, 2010) ............................................. 56
10
Figura 22 – Locação das sapatas (GEPRO, 2010) ................................................... 57
Figura 23 – Laje com blocos de EPS pronta para concretagem (O AUTOR, 2010) .. 57
Figura 24 – Vista posterior – Fachada sul (O AUTOR, 2010) ................................... 58
Figura 25 - Perspectiva noroeste da obra (O AUTOR, 2010) .................................. 58
Figura 26 - Vista posterior – Concretagem da laje (O AUTOR, 2010) ...................... 59
Figura 27 – Frente da obra (O AUTOR, 2010) .......................................................... 59
Figura 28 – Planta de cobertura destacando o elemento “rufo” (Adaptado de
GEPRO, 2010) .......................................................................................................... 60
Figura 29 – Ilustração 3D destacando o elemento “rufo” (O AUTOR, 2010) ............. 61
Figura 30 – Representação do edifício em 2D (Adaptado de GEPRO, 2010) .......... 61
Figura 31 – Representação do edifício em 3D (O AUTOR, 2010) ............................. 62
Figura 32 – Várias vistas do edifício (O AUTOR, 2010) ............................................ 62
Figura 33 – Indicação do corte no modelo tridimensional ......................................... 63
Figura 34 - Corte obtido através do modelo 3D ........................................................ 63
Figura 35 – Passeio virtual pelo edifício .................................................................... 64
Figura 36 – Análise da insolação na edificação ........................................................ 64
Figura 37 – Interferência entre instalação sanitária e o forro (O AUTOR, 2010) ....... 65
Figura 38 - Sanitário para deficiente (Adaptado de GEPRO, 2010) ........................ 65
Figura 39 – Modelagem de interferência entre instalação sanitária e forro. .............. 66
Figura 40 – Planta baixa térreo (detalhe do sanitário de deficientes) (Adaptado de
GEPRO, 2010) .......................................................................................................... 66
Figura 41 – Extensão da viga V3 (Adaptado de GEPRO, 2010) ............................... 67
Figura 42 – Interferência entre eletrodutos e a viga V3 (O AUTOR, 2010) ............... 67
Figura 43 – Representação dos quadros de distribuição em 2D (Adaptado de
GEPRO, 2010) .......................................................................................................... 68
Figura 44 – Parede que suporta os quadros de distribuição (O AUTOR, 2010) ........ 68
Figura 45 – Representação em 3D da posição dos quadros de distribuição (O
AUTOR, 2010) ........................................................................................................... 69
Figura 46 – Diagramação dos quadros de distribuição em 3D (O AUTOR, 2010) .... 69
Figura 47 – Interferência entre eletrocalha e parede (O AUTOR, 2010) ................... 70
Figura 48 – Representação das eletrocalhas (Adaptado de GEPRO, 2010)............. 70
Figura 49 – Interferência entre eletroduto e verga (O AUTOR, 2010) ....................... 71
Figura 50 – Interferência entre eletroduto e verga (Adaptado de GEPRO, 2010) ..... 71
11
1 INTRODUÇÃO
A estabilidade econômica brasileira alcançada ao longo dos últimos anos permitiu
conquistas tecnológicas nos diversos setores que contribuem para a formação da
riqueza nacional. Na indústria da construção civil não foi diferente e o Brasil
apresentou potenciais avanços contribuindo para encurtamento nos tempos de
execução das obras e impulsionou o crescimento da produção.
A partir 1991 com a vigência do Código de Defesa do Consumidor (Lei nº8078 de
11/09/1990), que estabelece responsabilidades nas três etapas do empreendimento
(projeto, execução e pós-ocupação) e com a criação do Programa Brasileiro da
Qualidade e Produtividade – PBQP, as empresas vêm buscando continuamente a
melhoria da qualidade do seu produto, tanto com intuito de satisfazer as exigências
do mercado e redução de custos, como também por estratégia de marketing da
empresa (MELHADO, 1994).
Consoante ao contexto surgiu uma necessidade de realização de uma verificação
prévia do produto dos diversos agentes envolvidos no processo de projeto, com o
objetivo de se analisar a coerência e a coordenação entre eles, e, de acordo com
Rodriguez (2005), com propósito de se evitar paradas e retrabalhos devido a
interferências entre os variados projetos no decorrer da execução da obra.
Nos últimos anos, surgiram propostas de mudanças fundamentais buscando o
desenvolvimento integrado de projetos (ROMANO et al, 2001), e, juntamente com o
incremento de novas ferramentas computacionais, fica ainda mais viável não só a
redução de interferências ainda nos lances iniciais do projeto, como também estudos
mais elaborados de uma determinada disciplina.
O uso da computação gráfica vem sendo, cada vez mais utilizada na construção
civil, nos escritórios, etc. Ela permite criar modelos ou maquetes eletrônicas
próximas a edificação real a ser construída.
12
As maquetes eletrônicas e o uso da realidade virtual também podem ser explorados
como ferramenta de ensino ou capacitação profissional, visto que facilitam a
visualização de um elemento, portanto ajudando-o na compreensão do
funcionamento de objetos, plantas dentre outros mais complexos.
1.1 JUSTIFICATIVA
O forte crescimento que o segmento da construção civil tem vivenciado nos últimos
anos, fruto provavelmente da melhoria do grau de investimento e a existência de
uma forte demanda reprimida, vem alavancando a busca da otimização de
processos e procedimentos para a melhoria dos índices de produtividade, qualidade
e rentabilidade dos empreendimentos.
Muitas vezes, problemas ocorridos na obra nascem ainda na etapa de projeto,
devido a uma elaboração com falhas no planejamento e ausência de interação e
comunicação entre as diversas especialidades criadoras envolvidas, o que responde
por uma enorme parcela das perdas na eficiência produtiva. Romano et al (2001)
destaca que, a origem de boa parte dos conflitos entre os projetos das edificações,
reside na segmentação e o seqüenciamento das atividades de projeto.
Neste contexto, torna-se interessante a criação de mecanismos que possibilitem a
melhoria na qualidade do projeto e de seus produtos e processos (ROMANO et al
2001), e que sejam adequados às exigências sucedidas com a recente evolução que
o segmento vem alcançando. Torna-se também importante uma boa apresentação
do conteúdo com propósito de mostrar da melhor forma o produto aos interessados,
reduzindo ao máximo as ambigüidades e aumentando de tal forma a confiança dos
clientes e demais integrantes do processo.
No que diz respeito ao desempenho produtivo e à qualidade final do produto, deve-
se ainda dar a merecida relevância do investimento no aperfeiçoamento da
qualidade dos projetos potencializando estes resultados não somente à
13
competitividade, mas também garantindo resultados positivos para todo o ciclo de
vida do empreendimento (MELHADO, et al, 2005).
Ainda que, a necessidade de coordenar e compatibilizar projetos sejam fruto da
separação entre o exercício projetual e a execução da obra, existem outros fatores
que a justificam na contemporaneidade, tais como:
Especialização cada vez maior das diferentes áreas de projetos;
Constituição de equipes de projeto situadas em diferentes localidades;
Soluções tecnológicas agregadas nos empreendimentos muito rapidamente.
De acordo com Solano (2005), no sub-setor de edificações da indústria da
construção civil são raros os casos – principalmente nas pequenas empresas – em
que existam procedimentos voltados para o projeto bem elaborado com a devida
interação entre os diferentes projetistas envolvidos no processo de criação.
Entretanto, segundo Romano (2001), ultimamente várias ações vem sendo
implementadas para a integração do binômio projeto/execução por meio do
desenvolvimento integrado de projetos.
Recentemente, diversos autores entre eles Solano (2005), Mikaldo (2006), Ferreira
(2007), etc. abordaram acerca da importância da compatibilização de projetos e os
métodos para que se possa realizá-la, dentre eles destaca-se a utilização de
softwares de CAD com sobreposições de projetos 2D e a integração dos projetos em
modelos em 3D e também o método FMEA - Failure Mode and Effect Analysis ou
Análise do Modo e Efeito de Falhas, destacando as vantagens e tendências em se
utilizar tais modelos.
Muitas das ferramentas utilizadas na compatibilização de projetos trabalham com a
representação ou simulação de modelos geométricos em plataformas de desenho
assistido por computador (CAD).
Dessa forma, acredita-se que a aplicação de programas computacionais de
modelagem sobre o objeto de estudo, vai permitir reconhecer contribuições
14
importantes da aplicação destas ferramentas para a integração de projetos e a
compatibilização do binômio projeto/execução.
Este trabalho vem, como uma tentativa de mostrar algumas destas aplicações e
suas vantagens no desenvolvimento de projetos de engenharia, caso sejam
utilizados recursos da modelagem geométrica tridimensional assitida por
computador.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
Comparar a representação do modelo em “2D” com o modelo em “3D”,
verificando parâmetros como facilidade de leitura de projeto, observação do
conjunto e das partes.
1.2.2 Objetivos Específicos
Analisar a aplicação da modelagem gráfica computacional em projetos de
engenharia.
Avaliar benefícios na compatibilização entre projetos utilizando as ferramentas
de modelagem escolhidas.
Identificar problemas durante o processo de compatibilização.
1.3 MÉTODO DA PESQUISA
Revisão bibliográfica através de livros, artigos científicos, teses, dissertações,
normas técnicas, periódicos (jornais, revistas, etc.), internet;
15
Estudo de projetos já existentes;
Modelagem do empreendimento em 2D e depois em 3D;
Observação de campo, com registro fotográfico.
Análise e discussão dos dados;
Resultados.
2 CONSTRUÇÃO CIVIL – PROJETOS E EXECUÇÃO
2.1 PANORAMA GERAL
A Indústria da Construção Civil (ICC) confronta-se com um processo de produção
complexo, inerente não só à sua natureza e às peculiaridades do empreendimento a
ser construído, mas também à sua organização e modo de gestão. As diferentes
partes envolvidas neste processo apresentam-se de maneira fragmentada e cada
uma com seus próprios interesses, às vezes até conflitantes, no que diz respeito às
características e objetivos do empreendimento (FABRICIO, 2002).
Uma das particularidades da indústria da construção civil pode ser observada
inclusive no layout (arranjo produtivo) e seu fluxo de produção. Ao contrário do
arranjo fixo (linha de montagem) de outras indústrias, onde muitas vezes os recursos
transformadores são fixos e o produto em transformação é que se locomove (fluxo),
na construção civil o produto em transformação está em local fixo e os recursos
transformadores é que se locomovem.
Diferentemente das demais indústrias, na ICC há uma dificuldade a mais, pois cada
novo empreendimento de construção exige uma formulação e projeto próprio, pois
neste setor não existem produtos idênticos, uma obra pode ser muito parecida com
outra, entretanto nunca será idêntica. Dessa forma, a cada empreendimento
realizado, a concepção e projeto devem mobilizar múltiplas técnicas e agentes para
realização da sua tarefa (FABRICIO, 2002).
O ritmo acelerado nos últimos anos a construção civil contribuiu de maneira ainda
mais acentuada na composição do PIB na economia brasileira. Segundo o Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, em 2008, esse crescimento ficou em
torno de 8% contribuindo para afastar os efeitos da crise financeira mundial da
economia brasileira.
17
Entretanto, apesar dos últimos avanços na construção civil praticada no Brasil, esta
ainda é rotulada como um setor atrasado se comparada aos demais setores,
principalmente pela mão-de-obra desqualificada, pelos altos índices de desperdício
e baixa produtividade e nível de industrialização. (FONTENELLE, 2002 apud
MIKALDO JR, 2006).
Segundo Agopyan (2001), até recentemente, estimava-se uma taxa de desperdício
em torno de 25% do custo final do empreendimento, entretanto, na atualidade existe
uma maior preocupação quanto à redução de perdas.
As exigências dos empreendedores em busca da conclusão o mais rápido possível
de suas obras, para 'aproveitar' os bons momentos econômicos ('boom') reduziu
consideravelmente o tempo para projetos, “para planejar, pensar, refletir, aferir e
optar por melhores alternativas." E esta colocação é legítima na atualidade, visto que
frequentemente esse tipo de comportamento, se estabelece entre empreendedores
e projetistas, na área de edificações (CAMBIAGHI, 1992 apud MELHADO, 1994).
A "pressão psicológica" que o empreendedor exerce, motivada por fatores de
instabilidade do mercado e pelas precisões comerciais envolvidas, pode ser maior
para o projetista do que verdadeiramente tais fatores demandariam. Esta ação na
maioria das vezes prejudica a qualidade do projeto, comprometendo o sucesso
pleno do empreendimento (CAMBIAGHI, 1992 apud MELHADO,1994).
Esta baixa valorização do real valor da etapa da concepção e detalhamento resulta
em projetos entregues à obra repletos de falhas e de lacunas, e isto gera grandes
perdas de eficiência nas atividades de execução, bem como ao prejuízo de
características do produto que foram previamente idealizadas. Isso é comprovado
devido à grande incidência de patologias em edifícios atribuídas a falhas de projeto,
os quais podem representar até 46% do total, de acordo com a Figura 1 (MOTTEU &
CNUDDE, 1989 apud MELHADO 1994).
18
Figura 1 - Origens de problemas patológicos das construções (MOTTEU & CNUDDE, 1989
apud MELHADO, 1994).
De acordo com os autores Melhado (1994), Mikaldo Júnior (2006), a falta de
racionalização e coordenação do projeto influencia diretamente na taxa de
desperdícios, pois aumenta o número de interferências entre projetos, originando
paradas e retrabalhos e, consequentemente, baixa a produtividade e qualidade do
produto final.
Em concordância com Rodriguez (2005) apud Mikaldo Júnior (2006), a falta de
racionalização e coordenação dos projetos implica diretamente nos custos do
desperdício, dentre estes fatores destacam-se:
i. Superdimensionamento ou subdimensionamento dos sistemas;
ii. Paradas e retrabalhos devido a interferências físicas entre os projetos,
omissão de informações ou informações incorretas;
iii. Paradas e retrabalhos por indisponibilidade dos projetos nas obras;
iv. Baixa produtividade devido ao emprego de componentes sem padronização;
v. Maior uso de recursos materiais e de mão-de-obra pela falta de
construtibilidade, operação e manutenção.
19
O correto seria investir em tempo e recursos para a elevação da qualidade das
etapas de projetos e suas peças gráficas. Segundo Souza et al (1995), o projeto de
uma edificação é o elemento fundamental na concepção do empreendimento e
existe uma grande necessidade de aprimoramento ainda na sua fase de elaboração
visando a interação com a parte executiva no intuito de majorar a otimização do
processo agregando assim valor ao produto final. Portanto, conforme a Figura 2 é o
projeto que possui o maior potencial para redução dos custos de um
empreendimento.
Figura 2 - Capacidade de influenciar o custo final de um empreendimento de edifício ao
longo de suas fases (CII, 1987 apud MELHADO, 1994).
Neste contexto, as ações que valorizam a melhoria da qualidade na construção de
edifícios implicam em benefícios para o desenvolvimento da economia nacional, já
que ocorre uma melhor utilização dos recursos aplicados e consequentemente leva
a melhores produtos, a maior produtividade e também permitindo uma maior
geração de empregos (MELHADO, 1994).
20
2.2 O PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
O projeto na ICC, assim como em outras áreas, constitui uma das primeiras etapas
do processo de produção. Deste modo exerce uma função fundamental na aquisição
da qualidade na construção de edifícios, já que, nesta etapa, são definidos os
conceitos de organização do espaço e a tecnologia que será adotada na fase de
execução.
De modo geral, ele deve informar o design e as características físicas do produto a
ser construído e também deve permitir o ingresso de inovações tecnológicas, e
buscar reduzir a ocorrência de patologias futuras além de garantir características de
qualidade, racionalidade e construtibilidade do empreendimento. Desse modo, um
bom projeto gera reflexos positivos na adequação ao uso, reduz o tempo total de
execução da obra e os custos finais do empreendimento (FABRÍCIO, 2002).
Nas edificações, os projetos podem ter alta variabilidade, a depender da sua
finalidade, do nível de complexidade e em função da quantidade de recursos
investidos no ato de construir.
Segundo Rufino (1999), dentre os principais aspectos que influenciam a qualidade e
produtividade do projeto, quatro itens merecem destaque:
i. Integração entre projetos: Conseguida através de coordenação e
gerenciamento, diminuindo o improviso e a repetição dos erros;
ii. Simplificação de projetos: Reduzindo a variabilidade do processo, através de
padronização, repetição e coordenação modular;
iii. Comunicação: Criando uma metodologia de transferência de informações,
sem margem para dúvidas e ambiguidades;
iv. Integração projeto produção: Otimiza o fluxo de produção, a seqüência de
tarefas e o layout do canteiro que gera uma melhor circulação de materiais,
equipamentos e mão-de-obra.
Observa-se então, que para uma mesma tipologia de empreendimento com métodos
executivos idênticos, existe uma correlação entre o nível de qualidade dos projetos
21
(seu grau de detalhamento e harmonia entre as partes) com percentual de perdas de
materiais e na eficiência produtiva.
De acordo com Melhado (1994), qualquer esforço realizado durante o projeto
repercute em ganhos sensíveis e justifica os custos reduzidos se comparados aos
que advêm das modificações que por ventura apareçam posteriormente, visto que as
alterações são muito mais simples de serem efetuadas ainda "no papel". Entretanto
muitas vezes o que ocorre na prática corrente é o contrário, o que acarreta em um
maior custo ao final do empreendimento, conforme ilustrado na comparação da
Figura 3.
Figura 3 - Gráfico que relaciona o tempo de desenvolvimento de um empreendimento e o
custo mensal das atividades, com a idéia de um maior "investimento" na fase de projeto
(BARROS & MELHADO, 1993 apud MELHADO, 1994).
Em sua tese de doutoramento, Melhado (1994), sugeriu que:
A evolução do setor de construção de edifícios deve introduzir novas situações, para as quais a forma convencional de projetar um edifício não está apta a oferecer respostas adequadas; faz-se necessária uma maior integração entre os especialistas que participam do projeto. A tendência de subdivisão cada vez maior do projeto em partes distintas desenvolvidas por profissionais diferentes, dentro de um nível de especialização crescente, traz como decorrência a necessidade de uma coordenação eficiente do processo - tanto no que diz respeito à informação utilizada (dados de entrada) quanto à decisão (dados de saída).
22
2.3 DEFINIÇÕES DE PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
De acordo com a NBR 5674 (1999), “projeto” é definido como uma descrição gráfica
e escrita das propriedades de um serviço ou obra de Engenharia ou Arquitetura,
onde constam seus atributos técnicos, econômicos, legais e financeiros. No
dicionário Aurélio encontram-se as seguintes definições para projeto: “o que se tem
a intenção de fazer”, (...) “plano de realizar qualquer coisa”, (...) ou mais
especificamente no setor de construção, “estudo, com desenho e descrição, de uma
construção a ser realizada”. No guia PMBoK, a definição de projeto é “um
empreendimento temporário feito para criar um produto, serviço ou resultado único”
(PMI, 2004 apud CARVALHO e MIRANDA, 2007).
Segundo Melhado (1994), a maior parte dos conceitos e definições presente na
bibliografia relacionada com o tema, para o termo “projeto", estão ligados ao
procedimento ou prática de projetar, com enfoque no sentido de “criação”,
envolvendo a idealização, análise e implementação de idéias, e também no sentido
de resultados segundo as mudanças esperadas pela implementação do projeto.
Porém, quando se trata de projeto de edifícios, deve-se ultrapassar a visão do
produto ou da sua função sendo o projeto afrontado, também, sob a ótica do
processo (que no caso, é a atividade de construir). Ele ainda deve ser encarado
como informação, de caráter tecnológico (como no caso de indicações de detalhes
construtivos ou locação de equipamentos) ou no sentido puramente gerencial -
sendo útil ao planejamento e programação das atividades de execução, ou que a ela
dão suporte (como no caso de suprimentos e contratações de serviços), portanto de
importância crucial (MELHADO, 1994).
Na prática corrente existe uma frequente dissociação entre a atividade de projeto e a
de construção propriamente dita. Melhado & Violani (1992) apud Melhado (1994),
apontam que no modelo tradicional de construção, “o projeto geralmente é entendido
como instrumento, esquecendo-se o seu prazo e o seu custo, fazendo jus a um
mínimo de aprofundamento e assumindo um conteúdo quase meramente legal, ao
ponto de torná-lo simplesmente indicativo e postergando-se grande parte das
decisões para a etapa de obra.
23
2.4 SÍNTESE HISTÓRICA DA EVOLUÇÃO DO PROJETO
Conforme relatado por Graziano (2003), os escritórios técnicos especializados em
arquitetura, estrutura e instalações começaram a surgir por volta dos anos de 1960
devido à ocorrência de uma forte demanda imobiliária.
O surgimento dos escritórios especializados desencadeou a decadência do modelo
anterior, onde os projetistas trabalhavam de forma conjunta, onde de tal modo estes
conseguiam uma boa integração entre os participantes, pois vivenciavam um contato
direto com a obra, visto que as mesmas empresas que projetavam eram as que
construíam, logo coordenavam o desenvolvimento de suas atividades.
Esta forma de trabalho inicialmente rendeu resultados satisfatórios, pois as equipes
de projetos contavam com um acervo intelectual que fora acumulado ao longo dos
anos de contato com a prática da construção. Entretanto, nos anos posteriores os
construtores ficaram mais distanciados das atividades de projeto e os projetistas
perderam o contato com a execução das obras por eles concebidas. Aumentaram-se
os prejuízos quanto à solução do projeto bem elaborado, já que os projetistas não
mais detinham o conhecimento das necessidades da construtibilidade e das
solicitações das demais especialidades abrangidas no processo (GRAZIANO, 2003).
Verificou-se a partir dessa transição e da perda do elo entre os participantes o
aumento nos índices de desperdício na etapa construtiva, atingindo seu ápice em
meados dos anos oitenta do século passado, foi onde se tornou mais evidente a
necessidade de compatibilizar os projetos, surgindo os coordenadores e/ou as
equipes internas ou externas de projeto, aumentando os custos das construtoras e
dos projetistas, visto que o trabalho de compatibilização requer uma dedicação maior
de ambas as partes (GRAZIANO, 2003).
24
2.5 ETAPAS DO PROCESSO DE PROJETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
O processo tradicional de elaboração de projetos na construção de edifícios é
constituído por várias etapas e especialidades de projeto, em que os principais são
os de arquitetura, estruturas, sistemas prediais, etc. Na medida em que se elaboram
os projetos, são desenvolvidas as soluções em nível crescente de detalhamento,
cumprindo as diferentes etapas de projeto.
A NBR 13531/1995 destrincha esse processo nas seguintes etapas:
i. Levantamento (LV): etapa destinada à coleta de informações de referência
(dados físicos, técnicos, legais e jurídicos, e outros) que representem as
condições já existentes, que são de interesse na elaboração do projeto;
ii. Programa de necessidade (PN): etapa que determina as exigências de
caráter prescritivo ou de desempenho (necessidade e expectativas dos
usuários), que devem ser satisfeitas pela edificação;
iii. Estudo de viabilidade (EV): etapa na qual se elabora a análise e as
avaliações para a escolha e recomendação de alternativas para
concepção da edificação e de seus elementos, instalações e
componentes;
iv. Estudo preliminar (EP): etapa em que ocorre a concepção e a
representação do conjunto de informações técnicas iniciais e aproximadas
precisas para a compreensão da configuração da edificação, podendo
existir soluções alternativas;
v. Anteprojeto (AP) e/ou Pré-executivo (PR): etapa destinada à concepção e
à representação das informações técnicas provisórias de detalhamento da
edificação necessárias ao inter-relacionamento das atividades técnicas de
projetos e suficientes à elaboração de estimativas aproximadas de custos
e de prazos dos serviços inerentes a obra;
vi. Projeto legal (PL): etapa da representação das informações técnicas
exigidas para analise e aprovação por parte dos órgãos competentes para
25
obtenção das licenças e demais documentos indispensáveis para as
atividades de construção;
vii. Projeto básico (PB): etapa opcional que se destina à representação
técnica ainda não completa ou definitiva, mas consideradas compatíveis
com os demais projetos e suficientes à licitação (contratação) dos serviços
de obras correspondentes;
viii. Projeto para execução (PE): etapa em que ocorre a representação final
das informações técnicas completas, definitivas, necessárias e suficientes
à licitação e à execução;
Mikaldo Júnior (2006) idealizou uma tabela com as divisões das etapas de projeto
segundo alguns autores brasileiros. Conforme a Figura 4, na qual se percebe que as
definições são similares, porém com algumas diferenças nas etapas iniciais e finais,
justamente devido à dimensão do projeto como processo, que considera a
concepção e planejamento como etapa inicial e o acompanhamento da execução e
uso como etapa final.
Figura 4 - Quadro comparativo entre etapas do processo de projeto descritas por autores
nacionais (MIKALDO JÚNIOR, 2006).
Melhado (1994) engloba os levantamentos, o programa de necessidades e o estudo
de viabilidade numa só etapa nomeada de idealização do projeto e a considera
26
como a etapa na qual são realizadas apenas análises sobre o potencial do terreno
que servirá de base para elaboração das etapas posteriores.
O estudo preliminar, segundo Melhado (1994), é a concepção e representação
gráfica preliminar, que deve atender aos parâmetros e exigências da edificação a ser
concebida, possibilitando avaliar o partido arquitetônico adotado e a configuração
física das edificações, inclusive a implantação no terreno.
Ainda na fase de estudo preliminar, são lançadas as soluções básicas para cada
projeto. Existe uma maior necessidade de se realizar reuniões de definições. Tal
atitude propicia, futuramente, o desenvolvimento coesivo do processo de projeto,
aumentando potencialmente a identificação precoce de possíveis falhas e/ou
conflitos entre soluções afins dos diferentes participantes (MELHADO, 1994).
Os documentos técnicos gerados neste ambiente são alteráveis, visto que são
dependentes das necessidades do processo como a geração de idéias, cotações,
negociações, aprovações, etc., que geram um considerável volume de resultados
parciais de projeto (SANCHEZ, et al, s/d).
O anteprojeto é uma prévia do projeto legal, aprofundando-se nas questões
pertinentes e trazendo à tona novas proposições, que serão então aprovadas pelo
cliente. Somente a partir de então serão preparadas as documentações das
informações, tais como desenhos, planilhas de composição de custos, relatórios
orçamentários, representações gráficas, maquetes, contratos, simulações, e outros
de natureza mais específica se necessário.
No que diz respeito às especialidades de cada projeto, observa-se também que há
uma hierarquia entre a arquitetura e os demais componentes, pois esta é ponto de
partida do processo, seguindo pela parte dos sistemas estruturais e os projetos de
instalações de natureza diversa, as quais se desenvolvem com soluções em nível
crescente de detalhamento (FABRICIO, et al, 1998).
Convencionalmente neste setor é comum que uma etapa de projeto de determinada
especialidade só seja iniciada com o fim de uma etapa de outra especialidade.
Observa-se, então, que não existe paralelismo no processo. Uma simples ilustração
deste fato ocorre na etapa de anteprojeto de estruturas que só pode ser iniciado
27
após passar pelo seu precursor, que, neste caso, é a etapa de anteprojeto de
arquitetura (FABRICIO, et al, 1998).
Segundo Fabrício et al (1998), muitas vezes, no desenvolvimento dos projetos é
pequena a participação da construtora e do usuário. Todavia, em compensação, a
influência que o incorporador exerce é bastante significativa.
Com relação ao processo de projeto do edifício, alguns dos fatores mencionados
acima, colaboram para uma deficiência na qualidade do projeto como um todo, pois
esse é desenvolvido sem uma visão sistêmica, na qual deveriam ser consideradas
todas as necessidades e exigências dos diversos clientes do processo. A
negligência da visão sistêmica e das necessidades dos futuros usuários aumenta a
necessidade de compatibilização de projetos.
Este contexto abre pressuposto para a idealização de novos métodos para o
processo de projeto, tais como os que se baseiam nos fundamentos da engenharia
simultânea, que serão descritos com maiores detalhes nos capítulos posteriores.
2.6 COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS
A expressão compatibilização é utilizada em muitas áreas do conhecimento sempre
no sentido de explicar a capacidade de “coisas” coexistirem e concordarem entre si.
Na construção civil, a compatibilização de projetos consiste na resolução dos
conflitos existentes nos produtos advindo dos diversos projetistas buscando uma
melhor integração entre tais projetos.
Segundo Picchi apud Mikaldo Júnior (2006), a compatibilização de projetos é a
identificação das interferências entre os vários projetos, por meio de uma
sobreposição dos mesmos, por meio de reuniões com os diversos colaboradores e a
coordenação até que seja encontrada uma solução para a tais interferências.
Embora o processo de compatibilização já esteja difundido no setor, acontecem na
prática de muitas obras, que as interferências físicas (IF) entre a estrutura e as
28
instalações são resolvidas nos próprios canteiros, com critérios que, por muitas
vezes, comprometem a qualidade e o custo do produto. Essas falhas têm origem na
ausência ou na ineficiência da compatibilização dos projetos, esta que deve ser uma
etapa em que se buscam soluções para eliminar as falhas ocorridas durante a fase
de execução, reduzindo paradas e retrabalho e em seguida o custo das edificações.
Logo que detectadas, as incompatibilidades devem ser retiradas ou adequadas
antes da execução dos projetos.
De acordo com Mikaldo Júnior (2006), embora não haja consenso na literatura,
sobre o escopo da compatibilização, nota-se que existe a necessidade de verificar
interferências físicas e discutir informações que interligam as características de cada
projeto.
Para obtenção de resultado satisfatório é preciso um exercício constante de
compatibilização nas fases seguintes da elaboração dos projetos, realizadas
concomitantemente com a disposição entre as soluções inseridas pelos diferentes
projetistas, sempre verificando os níveis de precisão advindos do detalhamento das
soluções construtivas, das composições e dos dimensionamentos de espaços e
componentes.
Rodríguez e Heineck (2002) indicam que a compatibilização fica facilitada na medida
em que ela é introduzida a partir dos estudos preliminares. Ainda afirmam que a
compatibilização deve aparecer logo nas primeiras etapas do projeto, desde os
estudos preliminares, anteprojeto, projetos legais e projeto executivo, indo de uma
integração geral das soluções até as verificações de interferências geométricas das
mesmas, conforme ilustrado na Figura 5.
29
Figura 5 - Modelo do processo de projeto de edificações (RODRÍGUEZ e HEINECK, 2002).
A falta de compatibilização gera graves problemas durante a execução da obra, e
diversas autoridades no assunto recomendam a valorização da compatibilização dos
projetos para a melhoria da solução final do empreendimento.
30
2.6.1 Dimensões da Compatibilização de Projetos
De maneira simplificada e de acordo com o pensamento de Solano (2005) existem
as seguintes dimensões para compatibilizar projetos de edificações em incorporação
ou construção imobiliária.
a) Dimensão do plano estratégico do projeto
O compatibilizador trata do cumprimento da interação do cronograma físico-
financeiro com o desenvolvimento dos projetos, focando na satisfação dos
clientes do projeto, desde projetistas até o consumidor final. Ainda fornece
diretrizes para processo de produção e conformidade do produto final.
b) Dimensão da pesquisa de mercado
O compatibilizador foca nas ações dos projetos para o cliente final e possibilita
que a representação gráfica dos projetos atenda os requisitos de lay-out; dos
ambientes de permanência prolongada e transitória, da relação entre lados dos
compartimentos da orientação solar, da vista do panorama e da acessibilidade.
Também regulamenta as prescrições e o cumprimento do memorial descritivo
dos projetos atendendo os requisitos de estética, de durabilidade e de facilidade
de manutenção.
c) Dimensão da viabilidade técnico-econômica
O compatibilizador deve utilizar os indicadores geométricos, de consumo, de
custos e de produtividade considerados no estudo de viabilidade econômico-
financeira do empreendimento para verificar possíveis desconformidades com
este instrumento balizador do sucesso do empreendimento. Vários indicadores
são conhecidos para o sub-setor da construção, como por exemplo: índice de
compacidade, taxa de formas, taxa de armaduras, taxa de concreto, taxa de
esquadrias, taxa de tubos de esgoto, entre outros.
d) Dimensão da construtibilidade
31
É a dimensão normalmente praticada pelos compatibilizadores e citada pelos
autores aqui indicados. Para atingir os objetivos do método, o compatibilizador
deve pelo menos:
i. Elaborar listas de verificação das zonas vulneráveis podendo ser utilizado
os métodos conhecidos como engenharia simultânea e FMEA – Análise
dos Modos e Efeitos de Falhas;
ii. Elaborar as regras para compatibilização, devendo conter a ordem e os
itens, como por exemplo, verificar a atualidade, padronização, controle
das versões e das desconformidades e alterações nos documentos que
referenciaram o desenho;
iii. Elaborar o plano de compatibilização em sintonia com o cronograma dos
projetos, sem esquecer que o número de interação é grande e deve ser
calculada pela quantidade tempo disponível;
iv. Compatibilizar os desenhos dos projetos dois a dois;
v. Manter o controle da compatibilização, podendo ser utilizado os sistemas
compartilhados;
vi. Divulgar os resultados da compatibilização amplamente entre os
intervenientes do projeto.
Embora seja a dimensão mais aplicada, geralmente as pequenas empresas não
compatibilizam seus projetos, transferindo para a produção da obra esta
responsabilidade, evidentemente com todos os efeitos negativos também já
destacados. Até as médias e grandes empresas aplicam esta dimensão, porém
muitas delas sem um método definido, ficando restrita a sobreposição dos
projetos na procura de inconformidades que venham a comprometer o fluxo da
construção.
e) Dimensão da facilitação de fluxo da produção dos projetistas
Esta é a dimensão não é aproveitada por grande parte dos compatibilizadores e
consiste em fazer cumprir os prazos previstos no cronograma de projetos e para
compatibilização dos mesmos, divulgando o processo de compatibilização por
32
meio compartilhado. Somente liberando os desenhos quando as pendências
sejam resolvidas, não cedendo à pressão do engenheiro de produção, pois a
obra não deveria ter sido iniciada antes dos projetos terem sido concluídos e
liberados.
Dentre todas citadas, a dimensão da construtibilidade é mais aplicada na prática das
construções. Neste contexto, o conceito dessa dimensão reforça a conformidade da
adoção de soluções de projetos que simplifiquem e melhorem o processo executivo,
sendo que quanto mais se acentua a construtibilidade mais a execução está próxima
do processo ótimo de execução. (MIKALDO JÚNIOR, 2006).
2.7 DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PROJETOS E A ENGENHARIA SIMULTÂNEA
Devido ao processo de evolução na elaboração de projetos, mencionados
anteriormente, ainda há uma cultura inserida no mercado, em que a atividade
projetual é baseada na segmentação e sequenciamento das atividades. E este fato
acarreta numa perda da visão sistêmica no desenvolvimento do produto e de seus
possíveis conflitos com as diversas disciplinas.
Na atualidade, geralmente cada projetista desenvolve sua atividade isoladamente,
trabalhando numa espécie de revezamento, que consiste numa sucessão
hierárquica, em que o projeto é a soma das contribuições isoladas dos diversos
projetistas e agentes de decisão e, por isso, este esquema de trabalho também é
conhecido como modelo de projeto hierárquico.
Aos poucos, porém com muita expectativa, vem sendo encorpada uma nova visão
que se baseia no desenvolvimento integrado dos projetos, visto que as
necessidades de compatibilização são realizadas concomitantemente à realização
da tarefa, trazendo consigo um novo conceito, no que diz respeito à elaboração de
projetos. Surge então o modelo de projeto colaborativo.
A indústria da construção civil passa por um processo de busca por características
de industrialização e está implantando conceitos de organização e montagem,
33
visando a redução de prazos e custos. Essa tendência abre caminho para a
engenharia simultânea, que começou a ser utilizada no setor a fim de antecipar os
conflitos de projetos, assim como desenvolvê-los mais rapidamente. Dentre os
resultados obtidos com a utilização deste método estão a otimização do tempo na
fase de elaboração de projetos (principal objetivo) e a agilização na parte de
execução (SAES FILHO e SILVA, 2006).
Fabrício (2002) destaca que o paralelismo de atividades presente no modelo
integrado busca otimizar o processo construtivo, através da simplificação de
produtos, eliminação de etapas e interfaces de processos, além de reduzir o tempo
na concepção de novos produtos, de acordo com a Figura 6 .
Figura 6 – Comparação entre a Engenharia Simultânea e a Engenharia Seqüencial (Weck apud Arantes e Andery, s/d).
Segundo Fabrício (2002), a denominação “Concurrent Engineering” ou Engenharia
Simultânea (ES) foi sugerida e caracterizada originalmente pelo Institute for Defense
Analysis (IDA) do governo norte americano. Entretanto muitas de suas
características podem ser localizadas na indústria japonesa a partir da década de
34
1970. É comum encontrar na literatura os termos “Engenharia Concorrente” ou
“Engenharia Paralela”.
Ao contrário do processo de projeto tradicional, na visão da Engenharia Simultânea
a integração é considerada como algo indispensável para uma melhoria no resultado
final da tarefa imobiliária, e de acordo com IDA - Institute for Defense Analysis
(1998) apud Mikaldo Júnior (2006, p.35), entende-se que:
Engenharia Simultânea é uma abordagem sistemática para integrar, simultaneamente projeto do produto e seus processos relacionados, incluindo manufatura e suporte. Essa abordagem é buscada para mobilizar os desenvolvedores (projetistas), no início, para considerar todos os elementos do ciclo de vida da concepção até a disposição, incluindo controle da qualidade, custos, prazos e necessidades dos clientes.
A definição proposta por Fabrício (2002) diz que o desenvolvimento integrado das
diversas dimensões do projeto envolve a formulação conjugada da operação
imobiliária, do programa de necessidades, da concepção arquitetônica e tecnológica
do edifício e do projeto para a produção. E é efetivado por meio da colaboração
entre o agente promotor, a construtora e os projetistas, bem como as contribuições
dos subempreiteiros e fornecedores de insumos.
2.7.1 Desenho Assistido por Computador (CAD)
Ainda que as tecnologias emergentes não estejam sendo utilizadas plenamente, não
há como negar que com o advento da computação gráfica, obteve-se uma revolução
no instrumental de representação do projeto. Na engenharia e na arquitetura os
sistemas de Desenho Assistido por Computador – CAD (Computer Aided Design)
proporcionaram uma revolução, substituindo o uso da prancheta, que já não
acompanhava os novos processos de projetos e se mostrava de desempenho lento,
realizado artesanalmente.
Os softwares CAD apareceram nos anos 1980, e entre diferentes tipos, destacaram-
se os que demandavam menor quantidade de processamento, os chamados CAD
geométricos, que utilizavam como base na representação de informações entidades
35
geométricas (linhas, pontos, arcos, etc.) sendo este que melhor se adaptou ao
mercado. Logo esse tipo de CAD, também conhecidos como “prancheta eletrônica”,
popularizou-se e tornou-se essencial aos projetistas. O que pode ser facilmente
observado, pois, são raros os escritórios que não utilizam essa ferramenta hoje em
dia (AYRES FILHO e SCHEER, 2008).
De acordo com Ayres Filho e Scheer (2008 p.5), embora tenha se tornado padrão
para a indústria da construção, o CAD geométrico sempre foi um obstáculo para a
comunicação eficiente entre os diversos agentes e os processos envolvidos na
produção. Esse pensamento é considerado como entendimento de que houve uma
substituição de uma ferramenta por sua equivalente mais nova, sem que houvesse
reformulação no processo de produção. O suporte da tecnologia desses CADs
direciona para a “solução do problema da representação digital da geometria, e não
necessariamente para a transmissão de informação através do desenho”.
O AutoCAD juntamente com outros softwares CADs geométricos, promoveu uma
modernização na elaboração dos desenhos, ao substituírem a tinta nanquim do
processo artesanal anterior, por arquivos digitais e plotagens, eliminando tarefas
repetitivas e complicadas (como a normografia) e facilitando a correção dos
desenhos (AYRES FILHO e SCHEER, 2008).
Entretanto, de acordo com Ayres Filho e Scheer (2008), o suporte que eles oferecem
ao processo de projeto vai pouco além de uma prancheta melhorada, pois o
desenho é agora feito na tela do computador, porém a geração da informação é a
mesma.
2.7.2 Sistemas BIM - Building Information Modeling,
A idéia de desenvolver simultaneamente o projeto ganhou força com o surgimento
de uma nova geração de softwares direcionados ao desenvolvimento integrado de
projetos, que deve promover uma mudança radical em todo o processo de produção
da construção civil.
36
De acordo com Florio (2007), o grau de complexidade de alguns projetos
contemporâneos exige novas técnicas no gerenciamento das informações. O
emprego das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) permite controlar
dados digitais dos projetos com geometria mais abstrata, e, de tal forma,
programando a sequência de atividades relativas à construção.
Com o incremento de uma nova tecnologia, conhecida como BIM - Building
Information Modeling, (Modelagem de Informações para a Construção), os novos
softwares conseguem organizar, em um só arquivo eletrônico, um banco de dados
de toda a obra, tornando-se acessível a todas as equipes de engenharia e
arquitetura envolvidas com a construção, conforme ilustrado na Figura 7.
Figura 7 – Modelo integrado do BIM (REVISTA TÉCHNE, 2007, pg.44).
O BIM, diferentemente dos CADs tradicionais que apenas “digitalizam” o desenho,
atribuem informações aos desenhos dando característica própria a cada elemento.
37
Assim, com essa nova ferramenta, uma viga ou outro elemento, por exemplo,
elaborada no CAD tradicional é "entendida" pela máquina como um simples desenho
geométrico (um conjunto de linhas sem significados), e as características dessa viga
são indicadas manualmente com um texto adicional na legenda do projeto (ver Figura
8). Nos softwares BIM, o desenho é mais "inteligente", pois quando se desenha uma
viga, o projetista atribui propriedades, ou seja, parâmetros (tipo de material,
dimensões, tipo de revestimento, resistência etc.), que automaticamente são salvas
em seu banco de dados (TÉCHNE, 2007).
A partir do banco de dados constituído com o desenho, são geradas
automaticamente as legendas e os textos do desenho. “A riqueza de informações
proporcionada pelo uso de objetos paramétricos possibilita a extração automática de
diversos tipos de representações de determinado elemento construtivo, sem que
haja a necessidade de redesenhá-lo. Como existem parâmetros que determinam a
representação em cada situação (planta, corte, elevação e perspectiva, etc.), a
visualização passa a ser função de uma escolha do usuário, e não da geração
manual de um desenho adicional” (AYRES Fº e SCHEER, 2008, pg.4).
Figura 8 – Comparação entre o CAD e o BIM (REVISTA TÉCHNE, 2007, pg.45).
38
A representação é, portanto, automática. Em outras fases da construção, porém,
também é possível extrair informações em outros formatos, como tabelas de
quantitativos de material para a equipe de orçamento. Nota-se neste instante, que
surge uma enorme vantagem em comparação aos softwares anteriores, pois com o
BIM, a simulação de novas idéias fica mais rápida e completa.
A disseminação do BIM vem se firmando desde o desenvolvimento, há alguns anos,
dos softwares CAD paramétricos para a construção. Todavia, por serem
indispensáveis para orientação das equipes de execução dos serviços, os projetos
em 2D permanecem no BIM, ressaltando uma grande diferença entre os CADs
geométricos é que, os documentos nesses arquivos eletrônicos estão
permanentemente ligados ao banco de dados da obra, ou seja, qualquer
modificação no modelo tridimensional é automaticamente atualizada em todos os
arquivos bidimensionais e vice-versa, dispensando revisões mais detalhadas. A
vantagem se torna mais visível em projetos complexos, com centenas de plantas e
cortes, onde uma modificação no andamento do processo requereria um grande
numero de revisões, que no BIM são geradas instantaneamente (TÉCHNE, 2007).
39
3 APLICAÇÕES DA MODELAGEM GRÁFICA EM 3D NA ICC
As ferramentas de CAD digitalizaram o processo de desenho, antes realizado na
prancheta. A modelagem de sólidos é algo como a próxima etapa na evolução das
técnicas de CAD em 2D ou 3D, e a saída física em ambos os casos é a mesma, ou
seja desenho impresso (SPECK, et al, 2001).
A modelagem permite a redução do ciclo de desenvolvimento dos produtos, desde
sua concepção até a sua venda e possibilita a personalização de produtos,
elaboração de protótipos ou fabricação em pequenas séries, sem uma penalização
exagerada nos custos. Há uma influência em todo o processo de projeto, desde os
esboços preliminares até modelo final e marketing dos produtos, cruzando por todas
as complexas etapas de design e engenharia. Do ponto de vista técnico, ressalta-se
as seguintes contribuições da modelagem (SPECK et al, 2001):
i. Redução do ciclo de desenvolvimento dos produtos;
ii. Utilização conjunta de várias ferramentas de projeto;
iii. Pré-montagem digital;
iv. Visualização do produto;
v. Modelos rápidos e baratos;
vi. Possibilidade de variar o design;
vii. Melhora da comunicação com clientes e fornecedores;
Segundo Barberato apud Speck, (2001) os atuais modeladores sólidos estão
revolucionando o desenvolvimento de novos produtos, visto que, com a elaboração
de um modelo eletrônico, podem-se visualizar cores, formas, volume, simular
movimento, aplicar testes de impacto, entre outros.
40
3.1.1 A concepção do projeto
De acordo com Ferreira (2007), a elaboração de projetos utilizando CAD 3D é mais
demorada e complexa, quando comparado com o método bidimensional, entretanto,
o maior tempo gasto nesta etapa se transforma em redução de tempo na fase de
detalhamento e documentação, principalmente em projetos de maior complexidade.
Ainda segundo Ferreira (2007), a sequência de atividades do método em 2D são a
interpretação da representação gráfica, análise, codificação em forma gráfica e
atividades de (re)interpretação, conferência e correção (Figura 9). Na conferência é
preciso reinterpretação da solução gráfica, repetindo o ciclo anterior até a solução
final. Este processo de interpretação e codificação do desenho técnico demanda
grande carga cognitiva em situações não convencionais o que pode propiciar a
ocorrência de erros, mesmo com profissionais experientes, em função da
representação sintética e parcial, que gera a necessidade de reinterpretações
pessoais.
Figura 9 – Processo de projeto em 2D e 3D (Adaptado de FERREIRA, 2007)
No modelo tridimensional (Figura 9) a interpretação é seguida por um processo em
que o projetista modela, visualiza, corrige o modelo, analisa e volta a modelar até
que esteja em condições de fazer a codificação final. Assim a maioria dos erros
geométricos é verificada simultaneamente à elaboração do projeto devido à
facilidade de visualização (FERREIRA, 2007).
41
De acordo com Florio (2007), durante a atividade projetual deve-se reconhecer o
problema, reestruturá-lo e manipular ferramentas para a sua solução, tanto nos
aspectos estéticos e funcionais como técnico-construtivos. Sendo que, no ambiente
3D a visualização espacial do que está sendo concebido é melhorada sensivelmente
e a reflexão durante a ação torna-se um tipo de experimentação e pode contribuir
para que se adquiram novas compreensões e descobertas no processo de projeto.
Dessa forma o modelo tridimensional permite uma melhor visualização e maior
coerência entre os elementos e, assim, antecipa a resolução dos problemas ainda
no modelo virtual. Existe a possibilidade da análise de diversas soluções o que ajuda
a definir o escopo do projeto de modo mais refinado.
3.1.2 A apresentação do projeto
De acordo com Kymmel apud Souza (2009), os modelos 3D permitem que a
compreensão do projeto seja acessível a um publico maior, não restringindo apenas
aos que conhecem as simbologias e representações de desenho. Isto facilita o
entendimento do cliente e do usuário final ajudando na formulação de soluções mais
alinhadas às suas necessidades. Assim na visualização de um elemento torna-se
desnecessário o exercício de imaginação constante em que modelo 2D obriga aos
usuários.
Ainda na apresentação pode-se recorrer a recursos como criação de animações com
passeios virtuais e interativos em tempo real, animação de objetos em cenas que
percorrem o edifício, projeto de geometria complexas ou ainda renderizações que
proporcionam imagens quase idênticas a imagem real. Outra vantagem é criação de
seções instantâneas concebidas em qualquer parte do modelo, podendo assim
fornecer um maior numero de ilustrações do projeto conforme ilustrado na Figura 10.
42
Figura 10 – Representações de projeto em 3D (FLORIO, 2007).
3.1.3 O 3D na compatibilização do projeto
Mikaldo Júnior (2006), Ferreira (2007), discutem sobre as limitações da
representação bidimensional em projetos de AEC e as possibilidades de aplicações
da modelagem 3D na compatibilização espacial dos projetos das diferentes
especialidades.
De acordo com estudo realizado por Ferreira (2007), as características da
representação 2D, que mais podem gerar problemas na análise do processo de
projeto são:
a) Ambiguidade: A mesma representação pode ser interpretada de mais de uma
forma, mesmo que adicionada de notas, símbolos ou esquemas, em geral em
algum ponto do contexto do desenho que pode não ser claramente percebido.
b) Simbolismo: O objeto é representado por símbolo cujas dimensões e formas
não têm relação com objeto real que representa.
c) Omissão: Na tentativa de tornar o desenho mais sintético, são contidas
informações consideradas “óbvias” para o especialista que está projetando.
Porém, a informação geralmente é desconhecida dos outros participantes, e
por não ser representada, acabam não sendo levada em consideração.
43
d) Simplificação: O projetista simplifica uma determinada representação,
alterando o volume real do objeto ilustrado. Esse problema é semelhante ao
do simbolismo, ao não ser que a simplificação guarde algumas relações de
forma e dimensão com o modelo real, porém esta característica não as
representa explicitamente.
e) Fragmentação: Está relacionada com a separação da informação em várias
vistas ortográficas (plantas, elevação, corte) e pode ser agravada com a
eventual representação destas vistas em folhas separadas. O esforço
cognitivo é aumentado quando é necessário correlacionar informações
representadas em duas vistas diferentes, favorecendo o erro. No desenho
mecânico as vistas devem ser sempre alinhadas, facilitando a correlação dos
detalhes das vistas.
Quando o modelo é desenvolvido tridimensionalmente, geralmente são reduzidas as
incompatibilidades entre os sistemas. Entretanto, existe a possibilidade da
compatibilização de projetos desenvolvidos sequencialmente por especialistas
separados e, posteriormente, sobrepostos de maneira tridimensional (Figura 11),
conforme realizado por Mikaldo Júnior (2006) em sua dissertação em que se
observa que o modelo 3D permite maior detecção de interferências físicas que o
modelo tradicional.
Figura 11 – Verificação de incompatibilidade no modelo tridimensional (Adaptado de MIKALDO JÚNIOR, 2006)
44
De acordo com Mikaldo Júnior (2006, p.136) “quanto maior esforços dedicados ao
desenvolvimento dos projetos integrados, menores serão os esforços necessários”
ao processo de compatibilização de projetos.
3.1.4 O ensino e a capacitação de profissionais envolvidos
Recentemente, ocorreram muitos avanços na utilização de ferramentas
computacionais no ensino e isto certamente foi devido à popularização dos micro-
computadores e do fácil acesso à internet em escolas, universidades etc. Existe
ainda uma maior oferta de programas gratuitos e de licenças para fins educacionais,
disponibilizas por programas pagos - o que facilita o acesso do estudante aos
softwares.
De acordo com Prado (2008), com o uso de modeladores 3D o aluno passa a
compreender o espaço, as formas e seu preenchimento, bem como a sua utilização
e dessa forma acaba desenvolvendo não apenas o domínio do desenho de
observação, de criação e técnico, mas também, sua interação em relação aos
conceitos da disciplina estudada.
A ilustração de um projeto em perspectiva, a compreensão do funcionamento de um
equipamento ou até o comportamento de um elemento estrutural quando submetido
a uma solicitação, por exemplo, são algumas das possibilidades que podem ser
exploradas de modo mais próximo ao real quando usados modelo 3D.
Do mesmo modo que, no ensino existem várias possibilidades de aplicação destes
recursos computacionais na capacitação profissional. Segundo Cattani (2001), existe
a viabilidade de aplicar tais métodos para usuários de baixo índice de escolaridade,
caso típico de grande parte dos operários da ICC.
Ainda de acordo com Cattani (2001, p.213), no Brasil, os trabalhadores da
construção civil, assim como outras áreas de produção, geralmente “são carentes de
informações técnicas que os qualifiquem profissionalmente, estando receptivos a
todas as formas de aprender seus ofícios”.
45
3.1 ALGUNS SISTEMAS DE CAD
Embora a utilização dos recursos de computacionais no setor da construção civil
tenha um pequeno uso, se comparado com a indústria da manufatura, o emprego de
recursos em escritórios de projetos (entre eles editores de texto, planilhas
eletrônicas e sistemas CAD) vêm crescendo nos últimos anos. O incremento dessas
ferramentas deve-se principalmente ao aumento da capacidade de processamento
dos computadores, a redução relativa dos preços e o aparecimento de aplicativos
direcionados ou gerais (NASCIMENTO; SANTOS, 2003; ANDRADE, 2004 apud
BIZELLO e RUSCHEL, 2007).
Os softwares utilizados podem ser comerciais, quando é preciso pagar pela licença
de utilização, ou livres, quando a licença é gratuita. Em sua grande maioria, os
softwares utilizados na Arquitetura, Engenharia e Construção - AEC são
proprietários e em alguns setores, como o de projetos, tem altos valores de
aquisição e necessários em várias estações de trabalho. O AutoCAD é a maior
referência do tipo software proprietário (BIZELLO e RUSCHEL, 2007).
Dentre os softwares que já integrados a tecnologia BIM os principais destaques são
o Revit da Autodesk e o Achicad da empresa Graphisoft. O Revit possui versões
direcionadas em diferentes áreas, como na área de projetos arquitetônicos (Revit
Architecture), ou em projetos estruturais (Revit Structure) ou ainda de instalações
mecânicas, elétricas e hidráulicas (Revit MEP - mechanical, electrical, and
plumbing), todas versões com interoperabilidade entre si.
3.1.1 O AutoCAD
O AutoCAD é um software do tipo CAD (computer aided design ou projeto assistido
por computador) criado e comercializado desde 1982 pela Autodesk, Inc.(ver Figura
12). O programa desenvolve tecnologias 2D e 3D, que possibilitam aos usuários ver,
46
simular e analisar o desempenho de suas idéias sob condições realistas mais cedo
no processo de projeto (AUTODESK, 2010).
Figura 12 – Interface do AutoCAD versão 2008 (CASTRO, 2010)
Os estudos de Freitas e Ruschel, 2000; Tse, Wong e Wong, 2005 apud Ruschel
(2007) apontam uma utilização de 59% e 93%, respectivamente, do produto
AutoCAD, da Autodesk como software convencional de CAD. O programa é
utilizado geralmente, na elaboração de peças de desenho técnico em duas
dimensões (2D) e também para criação de modelos tridimensionais (3D). Além dos
desenhos técnicos, o software vem disponibilizando, em suas versões mais
recentes, vários recursos para visualização em diversos formatos. É largamente
aproveitado na arquitetura e engenharias e ainda dentre outros ramos da indústria.
O AutoCAD é atualmente disponibilizado apenas em versões para o sistema
operacional Microsoft Windows, embora já tenham sido comercializadas versões
para UNIX e Mac OS.
A partir da versão R14 (publicada em 1997) o programa potencializa a expansão de
sua funcionalidade, por meio da adição de módulos específicos para desenho
arquitetônico, SIG, controle de materiais, etc. Outra característica marcante do
AutoCAD é o uso de uma linguagem consolidada de scripts, conhecida como
47
AutoLISP (derivado da linguagem LISP) ou uma variação do Visual Basic. A versão
atual é o AutoCAD 2011, que otimiza os recursos existentes e incorpora novas
ferramentas.
3.1.2 Google SketchUp
Originalmente o programa SketchUp foi desenvolvido pela empresa norte americana
At Last Software e comprado em 2006 pela Google. Esta, ao assumir o controle
tomou a iniciativa de criar uma versão gratuita e a disponibilizou para download na
internet. Esta atitude, juntamente com outros fatores, que logo em seguida serão
comentados, possibilitou uma grande aceitação do Google SketchUp, não somente
no globalizado mercado de trabalho, mas também em universidades do mundo
inteiro (GOOGLE, 2010).
O termo “sketch” em inglês significa esboço ou desenho rápido, e essa é uma
característica marcante deste aplicativo: ele proporciona uma experiência mais
próxima do desenho à mão livre e de modelagem. O programa ainda merece
destaque pela rapidez e facilidade nas suas operações, utilizando baixa taxa de
processamento, se comparado com os programas tradicionais mais robustos.
Segundo Pinto et al (2008), o software sketchup, tem a proposta de ser uma
ferramenta de uso natural, para quem conhece o ambiente papel/caneta e se insere
de maneira apropriada no uso como ferramenta de desenho no estagio inicial da
concepção de produtos.
O programa ainda traz outras inovações, como a integração com o Google Earth e
acesso a inúmeras bibliotecas de objetos (3D warehouse – armazém 3D) e outros
modelos disponíveis gratuitamente no site de apoio. Existe também uma boa
quantidade de tutorias de aprendizado passo a passo na internet, comunidades e
fóruns e uma central de aprendizagem no próprio programa (Figura 13).
48
Figura 13 – Central de aprendizagem no Google SketchUp. (CASTRO, 2010)
O software atualmente está na sétima versão e conta com duas versões. A gratuita,
que tem restrições de algumas ferramentas e é liberada apenas para fins não-
comerciais.
A versão paga (SketchUp Pro 7), além de possuir todos os recursos da gratuita,
ainda conta com ferramentas mais especificas como o LayOut 2 e o Style Builder,
que possibilitam uma documentação e apresentação com qualidade profissional,
elaboração de relatórios em formato de tabela com base na entidades dos seus
modelos, e ainda com a criação de estilos personalizados. Permite também um
maior intercâmbio de arquivos em diversos formatos 2D e 3D (DXF, DWG, 3DS,
PDF, entre outros). Esta versão ainda conta com suporte técnico durante um período
de dois anos (GOOGLE, 2010).
Na ICC, o programa encontrou um vasto território a ser explorado e se inseriu neste
setor certamente devido a sua versatilidade. Tanto pode ser usado ainda na fase de
concepção de um projeto, como em estudos mais elaborados. Ainda possui recursos
que permitem adicionar detalhes aos seus modelos, sendo utilizado para confecção
49
de maquetes eletrônicas em substituição às tradicionais maquetes de papel, papelão
e outros materiais.
Pinto et al (2008) constatam em artigo apresentado no 8º Congresso Brasileiro de
Pesquisa e Desenvolvimento em Design, que o programa valoriza o momento da
elaboração, registro e apresentação e rastreio da idéia e do conceito, visto que tal
conceito pode ser mostrado tridimensionalmente no ambiente digital sendo flexível
no momento da criação. Mostra-se também no ganho de tempo de estudos
alternativos e simulações do produto, realizadas no ambiente virtual.
50
4 METODOLOGIA DA PESQUISA
A pesquisa adotou como estratégia metodológica a revisão bibliográfica e o estudo
de caso. Esta pesquisa também pode ser considerada como empírica, pois trata de
questões inseridas em ambiente natural, e que leva em consideração diversas
variáveis que agregam conhecimento ao tema. Ainda pode ser de caráter descritivo
e exploratório. Descritivo porque procura compreender e mostrar uma problemática
relativa à representação gráfica em projetos de engenharia. Exploratório devido ao
fato de investigar soluções e boas práticas para solução dos problemas (YIN, 2005).
Entre as fontes consultadas destaca-se a revisão bibliográfica levantada junto a
publicações cientificas, entre dissertações e artigos publicados.
Outra importante fonte foi a Gerência de Projetos e Obras (GEPRO), unidade
responsável pelos projetos e fiscalização das obras no campus universitário, permitiu
o acesso as peças gráficas (projetos), memorial descritivo e outras informações obre
a obra em estudo. Estas informações foram fundamentais para a caracterização do
prédio, aliado ao registro escrito e fotográfico.
A modelagem do prédio, objeto de estudo, foi feita inicialmente do modelo
bidimensional, obtido junto a GEPRO que contava com as plantas baixas, plantas de
cortes e fachadas, na plataforma do AutoCad® da Autodesk®. Posteriormente,
tomando este modelo bidimensional como base, foi feita a modelagem tridimensional
da geometria do prédio, utilizando para isso o programa de desenho Sketchup® da
Google® em sua versão gratuita. A modelagem foi realizada por um dos estagiários
que compões a equipe de desenvolvimento de projetos da GEPRO.
Para auxiliar na análise do prédio, foi realizado registro fotográfico e uma série de
visitas ao local da obra quando foram anotadas as observações.
De posse dos modelos bidimensionais e tridimensionais produzidos e das fotos
feitas da obra, foi iniciado o processo de análise. Na análise foram consideradas
questões de concepção de projeto, facilidade de leitura e interpretação, e
compatibilidade.
51
5 ESTUDO DE CASO
5.1 LOCALIZAÇÃO
A obra está localizada no Campus da Universidade Estadual de Feira de Santana –
UEFS, situada na Avenida Transnordestina, Km 03, s/n, Bairro Novo Horizonte, no
município de Feira de Santana – Bahia (Figura 14).
Figura 14 – Localização da UEFS na cidade de Feira de Santana (Adaptado ERBASE, 2004)
A construção está sendo realizada na Avenida Projetada, paralela à Avenida dos
Laboratórios com acesso pelo Parque Esportivo no Campus da Universidade (Figura
15). No total o prédio ocupará 967,12 m².
52
Figura 15 – Localização do Objeto de Estudo no Campus da UEFS (Adaptada de GEPRO, 2010)
5.2 EMPREENDIMENTO
De acordo com GEPRO (2010), o empreendimento, objeto de estudo deste trabalho,
tem propósito atender o projeto de ampliação da infra-estrutura para os grupos de
pesquisa e pós-graduação em Ciências da Computação e visa dotar a instituição de
infra-estrutura e tecnologia apropriadas para a consolidação de sua estrutura de
pesquisa e pós-graduação.
A construção de três laboratórios temáticos, vinculados as linhas de pesquisa
priorizadas na proposta do Doutorado Multiinstitucional em Ciência da Computação,
permitirá que as pesquisas já em andamento na UEFS, e que possuem aderência a
esse eixo temático, atraiam mais alunos de doutorado, sob orientação de
professores da UEFS (GEPRO, 2010).
O financiamento para a construção do laboratório é derivado de um convênio
firmado com a Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP. Esta é uma empresa
pública vinculada ao Ministério da Ciência e Tecnologia, que tem por finalidade
apoiar estudos, projetos e programas de interesse para o desenvolvimento
econômico, social, científico e tecnológico do País (GEPRO, 2010).
53
A aprovação e liberação do empreendimento é responsabilidade do órgão gestor do
programa de edificações públicas do Estado, a SUCAB – Superintendência de
Construções Administrativas da Bahia.
A fiscalização das obras no campus universitário fica a cargo da Gerência de
Projetos e Obras da UEFS (GEPRO), uma repartição ligada a UNINFRA - Unidade
de Infra-Estrutura e Serviços da UEFS. A GEPRO também exerce a
responsabilidade sobre a elaboração dos projetos na obra.
5.2.1 Tipologia e soluções arquitetônicas utilizadas
O programa arquitetônico, no pavimento térreo, é composto de salas de aula,
biblioteca, sala do colegiado, gerencia de rede, vídeo conferência, circulação, copa,
DML, sanitários e os laboratórios de computação gráfica e visão computacional, de
rede de computadores, de processos sinais, e de controle e automação e robótica
(Figura 16).
Figura 16 - Planta baixa pavimento térreo (GEPRO, 2010)
O pavimento superior possui salas de aula, coordenação e secretaria de pós-
graduação, circulação, sanitários, hall de escada e ainda os laboratórios de sistemas
distribuídos I, II e III e de engenharia de software I, II e III (Figura 17).
54
Figura 17 - Planta baixa pavimento superior (GEPRO, 2010)
A cobertura possui telha de fibrocimento ondulada, com duas águas, apoiadas em
estrutura de madeira e em pontaletes apoiados na laje de cobertura (Figura 18). O
telhado é protegido por uma platibanda em alvenaria de bloco cerâmico com rufo em
concreto armado.
Figura 18 - Planta de cobertura (GEPRO, 2010)
55
A implantação da obra segue orientações do plano de expansão da UEFS, com
espaços laterais dispostos de modo a permitir uma possível futura ampliação,
conforme ilustrado na Figura 19.
Figura 19 - Planta de implantação com perfil do terreno (GEPRO, 2010)
No acabamento, a estrutura em concreto fica aparente nas vigas e pilares. Na parte
externa possui revestimento cerâmico até a altura dos peitoris, na parte interna
somente nas áreas molhadas e laboratórios. Esquadrias externas em alumínio
anodizado e vidro (Figura 20 e Figura 21).
56
Figura 20 - Fachada frontal (GEPRO, 2010)
Figura 21 - Fachada posterior e corte (GEPRO, 2010)
57
5.2.2 Tipologia do sistema estrutural adotado
O sistema estrutural foi concebido em concreto armado com resistência mínima de
25MPA. Na infra-estrutura, foram adotadas sapatas retangulares isoladas para todos
os pilares, ligadas umas às outras por cinta de amarração e alvenaria de pedra, no
perímetro das paredes (Figura 22). Na superestrutura os pilares possuem dimensões
variadas.
Figura 22 – Locação das sapatas (GEPRO, 2010)
As vigas e as lajes são concretadas juntas, sendo que nas lajes foram adotadas
vigotas treliçadas e nervuradas com blocos de EPS (Figura 23).
Figura 23 – Laje com blocos de EPS pronta para concretagem (O AUTOR, 2010)
58
5.2.3 Tecnologia e procedimentos executivos
A execução da obra ocorre de modo tradicional, com limpeza e compactação do
terreno com auxilio de máquinas de terraplenagem, escavação manual para as
fundações (Figura 24).
Figura 24 – Vista posterior – Fachada sul (O AUTOR, 2010)
Foram utilizadas formas em madeira compensada e resinada (Figura 25). Corte,
dobra e montagem de aço realizada em bancada no próprio canteiro.
Figura 25 - Perspectiva noroeste da obra (O AUTOR, 2010)
59
O concreto é produzido em betoneira na obra para os elementos de fundações e
pilares, entretanto é utilizado concreto usinado transportado em caminhão betoneira
para vigas e lajes (Figura 26).
Figura 26 - Vista posterior – Concretagem da laje (O AUTOR, 2010)
Levante em alvenaria de bloco cerâmico com instalações embutidas quando
necessárias, e posteriormente revestidas com massa única (Figura 27).
Figura 27 – Frente da obra (O AUTOR, 2010)
60
6 APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
A Figura 28 ilustra um exemplo da limitação da representação bidimensional, onde
para entender o elemento “rufo”, componente situado na cobertura da edificação, o
leitor requer experiência em desenho técnico e habilidade de visualização na
interpretação da representação gráfica, já que este elemento está representado
apenas por linhas, símbolos e textos explicativos.
Figura 28 – Planta de cobertura destacando o elemento “rufo” (Adaptado de GEPRO, 2010)
Vale frisar que no cotidiano de algumas empresas, certas operações envolvem,
algumas vezes, profissionais que não são da área de engenharia, ligados à
administração do negócio, que podem consultar documentos técnicos e gerar
pedidos de compras ou executar outros procedimentos.
61
Entretanto, na representação tridimensional, conforme ilustrado pela Figura 29, a
geometria do elemento é visualizada intuitivamente, sem que haja a necessidade de
grande esforço mental de abstração. O entendimento é praticamente imediato, pois
é possível enxergar volumetria, inclinação, interação com outras partes, etc.
Figura 29 – Ilustração 3D destacando o elemento “rufo” (O AUTOR, 2010)
A Figura 30 abaixo ilustra o modelo de representação fragmentada bidimensional,
pois para o melhor entendimento do desenho é preciso analisá-lo em conjunto com
outros desenhos. A profundidade das paredes fica representada convencionalmente
pela espessura das linhas.
Figura 30 – Representação do edifício em 2D (Adaptado de GEPRO, 2010)
62
Conforme a Figura 31, logo abaixo, o modelo 3D possibilita a interdependência entre
as vistas do desenho, o que garante a integração do conjunto e permite a
compreensão dos elementos construtivos do edifício mais facilmente do que no
modelo fragmentado nas projeções ortogonais em apenas duas dimensões.
Figura 31 – Representação do edifício em 3D (O AUTOR, 2010)
Outra vantagem é quantidade imagens que pode extrair do modelo, escolhendo o
ângulo, ou o detalhe que se deseja mostrar, conforme ilustrado na Figura 32.
Figura 32 – Várias vistas do edifício (O AUTOR, 2010)
63
No modelo 3D, outro diferencial, que se mostra muito útil em projetos de maior
complexidade, é a criação de cortes diretamente do modelo 3D (Figura 33 e Figura
34). Dessa forma, com apenas alguns comandos, é possível extrair seções
instantâneas, em qualquer parte do objeto.
Figura 33 – Indicação do corte no modelo tridimensional
O mais importante é que estas seções, retiradas do modelo 3D, estarão sempre
atualizadas. Qualquer alteração feita no modelo será automaticamente modificada
no corte ou na elevação.
Figura 34 - Corte obtido através do modelo 3D
64
Outra importante aplicação da modelagem tridimensional é a possibilidade de
criação de cenas e animações, conforme a sequência da Figura 35. O modelo
permite criar vídeos como um “passeio virtual” que percorre a edificação. Esta
vantagem pode ser um diferencial, na apresentação do projeto aos seus
interessados.
Figura 35 – Passeio virtual pelo edifício
Com os recursos de criação de animações, ainda podem ser elaborados estudos
mais específicos de certa disciplina, como por exemplo, o estudo de insolação da
edificação (Figura 36).
Figura 36 – Análise da insolação na edificação
65
As figuras a seguir representam uma interferência encontrada entre as instalações
sanitárias do sanitário para deficientes do pavimento superior (Figura 37 e Figura 38)
e o forro do sanitário especial situado logo abaixo.
Figura 37 – Interferência entre instalação sanitária e o forro (O AUTOR, 2010)
Ao executar as tubulações erroneamente, o prolongador utilizado rebaixou a caixa
sifonada para além da linha do forro que esconderia as tubulações. Entretanto, ali
estava prevista uma esquadria J7 (ver Figura 39) logo abaixo da viga V3 (ver e
Figura 40), portanto o forro não poderia ser rebaixado além da viga para ocultar as
instalações sanitárias.
Figura 38 - Sanitário para deficiente (Adaptado de GEPRO, 2010)
66
Esta incompatibilidade ocorreu devido à falha na execução, já que este nem sequer
executou como projetado. A solução encontrada em obra foi um “ajuste” que cortou
parte do prolongador e readequou as tubulações que chegam à caixa sifonada. Este
tipo de problema está ligado à característica da fragmentação (visão parcial)
existente no modelo bidimensional, onde a representação em planta ou elevação é
apenas uma parte do conjunto.
Figura 39 – Modelagem de interferência entre instalação sanitária e forro.
No modelo 3D, poderia ser gerado um corte ou uma ilustração em perspectiva, em
partes especificas que merecem maior atenção, permitindo assim uma melhor
visualização da situação, conforme ilustrado na Figura 39.
Figura 40 – Planta baixa térreo (detalhe do sanitário de deficientes) (Adaptado de GEPRO, 2010)
67
Conforme Figura 41 e Figura 42, verificou-se um grande número de interferência
entre o projeto elétrico e de estruturas.
Figura 41 – Extensão da viga V3 (Adaptado de GEPRO, 2010)
No trecho da viga V3, que está acima dos quadros de distribuição geral no
pavimento térreo, sobem vários eletrodutos para o quadro no pavimento superior
(indicados com as setas maiores em vermelho na Figura 42). A ocorrência, destas
interferências, pode afetar o desempenho da viga V3.
Figura 42 – Interferência entre eletrodutos e a viga V3 (O AUTOR, 2010)
68
A Figura 43 exemplifica o típico caso de simbolismo, os quadros de distribuição são
representados por símbolos, cuja dimensão e forma não têm relação direta com o
objeto real. A falta de proporção entre o símbolo adotado e o quadro de distribuição
pode ocasionar incompatibilidade entre as disposições dos quadros e a parede ou
outros (Figura 44).
Figura 43 – Representação dos quadros de distribuição em 2D (Adaptado de GEPRO, 2010)
Figura 44 – Parede que suporta os quadros de distribuição (O AUTOR, 2010)
69
Na representação tridimensional a analise é feita de modo instantâneo, pois ao
prever os espaços a serem utilizados pelos quadros de distribuição,
automaticamente é verificado o arranjo entre os quadros e a parede (Figura 45 e
Figura 46).
Figura 45 – Representação em 3D da posição dos quadros de distribuição (O AUTOR, 2010)
Essa verificação antecipa o problema para a fase de projeto, o que permite a busca
de uma solução mais adequada. Deste modo, a compatibilização não fica
postergada a soluções improvisadas no próprio canteiro.
Figura 46 – Diagramação dos quadros de distribuição em 3D (O AUTOR, 2010)
70
A seguir, conforme Figura 47 e Figura 48, representam mais um problema quanto a
interpretação na representação 2D. As eletrocalhas que alojam os cabos de
alimentação passam do corredor de circulação para os laboratórios na mesma
direção da porta, porém mais alta e próxima a viga (Figura 47 e Figura 48).
Figura 47 – Interferência entre eletrocalha e parede (O AUTOR, 2010)
Se durante a execução fosse observado este detalhe, poderia ter sido previsto a
passagem na alvenaria para as eletrocalhas evitando posteriormente a quebra e
adequação da parede, o que gera retrabalho desperdício de material e, por
consequência eleva o volume de entulho e o custo da obra.
Figura 48 – Representação das eletrocalhas (Adaptado de GEPRO, 2010)
71
A Figura 49 representa mais um caso de interferência física entre estrutura e sistema
elétrico. O eletroduto que alimenta a tomada do DML cruza a verga da porta de
acesso. A situação é um pouco complexa devido ao pouco espaço para a passagem
do eletroduto, entretanto, com modelagem, no mínimo, seria mais fácil a visualização
de outras opções.
Figura 49 – Interferência entre eletroduto e verga (O AUTOR, 2010)
Na representação em 2D do projeto elétrico aparece apenas a simbologia que indica
o interruptor simples com espelho. A visualização em 2D é simplificada, e não ajuda
muito na percepção espacial da verga (Figura 50).
Figura 50 – Interferência entre eletroduto e verga (Adaptado de GEPRO, 2010)
72
Dentre as vantagens de se utilizar o modelo 3D, talvez a mais marcante seja o seu
potencial em traduzir o objeto de estudo o mais fielmente possível quando
comparado ao modelo real. A facilidade de leitura do conjunto ou de partes
específicas torna-se mais claras, visto que as imagens geradas tridimensionalmente
proporcionam automaticamente a identificação do que está sendo mostrado, assim o
leitor demanda menos esforço na abstração para idealizar o objeto.
73
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
7.1 CONCLUSÃO
Ao observar aplicações da modelagem 3D do edifício, no referido estudo de caso,
foi possível detectar pontos, em que falta interação ou clareza de comunicação entre
os projetos de arquitetura, estrutura e instalações prediais.
Ao comparar a representação do modelo em 2D com o modelo em 3D, foi possível
verificar parâmetros intrínsecos ao modelo tridimensional, como por exemplo a
facilidade de leitura dos projetos, a observação do conjunto e de partes específicas
do projeto. Foi possível ainda, a realização de animações, o que permitiu uma
melhor análise sobre os efeitos da insolação no edifício.
Embora não tenha sido realizado o processo de compatibilização, entre os diversos
projetos que constituem o empreendimento, foram detectados em alguns pontos,
benefícios na percepção de incompatibilidades entre projetos utilizando as
ferramentas de modelagem escolhidas.
Dentre algumas características identificadas no processo baseado no método 2D
de representação, nota-se que este impõe limitações à análise dos problemas
espaciais. A representação em 2D deveria ser o resultado final do processo de
projeto, ou seja, a documentação, e não apenas a única ferramenta de análise
geométrica.
Dessa forma, o emprego da representação 2D como processo exclusivo de projeto,
pode se converter em soluções menos adequadas, devido a ausência de
informações, decorrentes da omissão, ou do uso de simbolismo, ou devido a
ambigüidade, ou ainda, pela combinação de diversos fatores que causam
parcialidade na visão do espaço projetado.
Considerando esses aspectos, a representação em 3D, pode representar mais
fielmente a informação espacial, diminuindo abstrações, especialmente na etapa de
74
análise. Vale ressaltar que, a análise é a atividade situada entre a identificação do
problema e a documentação final da solução.Deste modo, acredita-se que a
modelagem tridimensional, torna-se mais importante em projetos de maior
complexidade, nos quais existam maiores quantidades de profissionais envolvidos,
estes que observam o mesmo objeto sob óticas diferentes.
Outra constatação importante, diz respeito à potencialidade de uso de sistemas de
modelagem geométrica computacional não apenas na análise e concepção do
projeto, mas também na apresentação e simulação do projeto aos interessados.
A pesquisa não tem como objetivo reduzir a importância da representação
bidimensional, sem dúvida é indispensável no conjunto de um projeto bem resolvido
(como na saída final das peças gráficas, documentação, e outros). Pelo contrário
sugere a associação entre os diferentes modelos de representação, utilizando a
visualização tridimensional como ferramenta que possibilite a detecção de modo
mais rápido de interferências.
7.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Esta pesquisa teve como escopo de trabalho, algumas aplicações da modelagem
3D, na busca de uma melhor comunicação durante o processo de projeto.
Entretanto, o atual modelo de desenvolvimento de projetos passa por grandes
transformações, sendo o incremento das tecnologias BIM, o principal agente neste
processo de transformação.
Por outro lado, os desperdícios de materiais, retrabalhos, tempos de esperas
aumentam os custos dos empreendimentos. Dessa forma, pode ser proposto aos
pesquisadores o desafio de realizar estudos buscando o desenvolvimento integrado
dos projetos, com auxilio de ferramentas e conceitos do BIM, visto que, este parece
ser um processo sem volta.
75
REFERÊNCIAS
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mestrado. Pós-Graduação em Construção Civil - Setor de Tecnologia, Universidade
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2008.
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formação e qualificação de trabalhadores da construção civil. Tese de
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