Diretrizes para o Desenvolvimento de um Sistema Avançado para Estudos e Projetos Viários:

o Conceito BIM no Projeto de Obras de Infraestrutura Daniel Sergio Presta García

Prof. Dr., Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil

Marcelo André Wandscheer Sócio-Gerente, CIENGE - Consultoria em Informática e Engenharia Ltda., Brasil

Fernando Fraga de Freitas dos Santos Pesquisador, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil

Paula Görgen Radici Fraga Pós-Graduada, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil

Fábio Gonçalves Teixeira Prof. Dr., Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil

Zélia Silveira d'Azevedo Coordenadora de Projetos, STE - Serviços Técnicos de Engenharia S.A., Brasil

Gustavo R. Di Rado Prof. MSc., Faculdad de Ingeniería - UNNE, Argentina

RESUMO Obras de engenharia são caracterizadas por apresentarem projetos complexos e multidisciplinares. Desde os primórdios da humanidade a representação em modelos é utilizada para simplificar e reduzir a escala de trabalho. A Geometria Descritiva, as técnicas de Projeções Cotadas, a normatização do Desenho Técnico, até chegar ao Desenho Assistido por Computador (CAD), representam a evolução das formas de projeto, com o objetivo de melhor caracterizar a obra e sua implantação. O conceito BIM (Building Information Model), muito além de uma simples representação gráfica CAD 3D, utiliza objetos “n” dimensionais. Além das três dimensões da modelagem geométrica espacial, é possível atribuir aos objetos novas dimensões, como "tempo" (4D), "custo" (5D), entre outras. O BIM também oferece as condições necessárias para coordenação, cooperação e integração entre diferentes agentes responsáveis pelo projeto. A utilização dos fundamentos BIM é comum em projetos arquitetônicos, de instalações elétricas e hidrossanitárias e na engenharia mecânica. É de estranhar a pequena quantidade de publicações sobre BIM em obras de infraestrutura, em especial na área viária. O presente artigo visa identificar os benefícios da implantação do conceito BIM no desenvolvimento de um sistema para gerenciamento de projetos e processos de obras de infraestrutura viária. Para tanto, são avaliadas as atividades inerentes a uma obra viária, as classes e objetos principais, os processos para introdução/edição de dados, a transformação de dados em informações e relatórios, análises de inconformidades, gerenciamento de históricos e usuários e as ferramentas necessárias para a manipulação de documentos.

1 INTRODUÇÃO Obras de engenharia são caracterizadas por apresentarem projetos complexos e multidisciplinares. A representação de objetos reais através de modelos vem sendo utilizada, desde o início da civilização, de forma a simplificar seu projeto e construção. Maquetes físicas e virtuais oferecem aos observadores uma perspectiva (do latim perspicere - ver através de) das principais características espaciais de uma obra. A representação em perspectiva, já utilizada por gregos e romanos, foi redescoberta pelo arquiteto Filippo Brunelleschi no século XV e é considerada um dos mais importantes avanços da Renascença. O Desenho Técnico, a partir dos fundamentos propostos por Gaspar Monge, que estabeleceram a Geometria Descritiva no final do século XVIII, consolidou-se como a forma de representação planificada (2D) de objetos tridimensionais (3D). Contemporâneo a este, o Sistema de Projeções Cotadas, proposto pelo geógrafo francês Felipe Buache, ao realizar o levantamento do canal da Mancha em 1737, é utilizado ainda hoje na representação de superfícies complexas de forma planificada. No século XX, o Desenho Técnico, normatizado, tornou-se uma linguagem universal, permitindo sua leitura, interpretação e escrita entre povos de culturas distintas. Na década de 80, surgiu um novo marco na forma de conceber e representar projetos de Engenharia. A popularização dos microcomputadores e dos sistemas CAD (Computer

Aided Design ou, em português, Desenho Assistido por Computador) alteraram o paradigma de desenho sobre prancheta com instrumentos para o desenho vetorial de objetos básicos 2D (linhas, círculos, arcos, polígonos, etc.), matematicamente precisos. A evolução dos softwares fez com que, antes mesmo do final da década, os mesmos já permitissem a representação e visualização de objetos 3D em maquetes virtuais, também conhecidas pelo termo “maquetes eletrônicas”. Um novo paradigma surge quando os objetos não são mais apenas desenhos, mas elementos com propriedades intrínsecas a sua natureza (Medeiros, 2010). O projeto, neste novo conceito, torna-se muito mais próximo da obra real (virtualização dos elementos), facilitando a observação de possíveis inconformidades (erros de projeto, sobreposições, etc.). A representação planificada deixa de ser o meio para o desenvolvimento do projeto e torna-se um dos fins disponíveis de representação. Estamos na era da revolução BIM.

2 O CONCEITO BIM ( BUILDING INFORMATION MODEL) O BIM (Building Information Model) que em português pode ser traduzido para “Modelo de Informação da Construção” não se trata de um software específico, e sim de um conceito de virtualização, modelagem e gerenciamento das atividades inerentes ao projeto/construção de obras de engenharia. O projeto, neste novo conceito, torna-se muito mais próximo da obra real (virtualização dos elementos), facilitando a observação de

possíveis inconformidades (erros de projeto, sobreposições, etc.). A representação planificada deixa de ser o meio para o desenvolvimento do projeto e torna-se um dos fins disponíveis de representação.

2.1 Breve histórico Em 1974, o professor Charles M. Eastman do Instituto de Tecnologia da Georgia, juntamente com uma equipe de estudiosos, cria o conceito BDS (Building Description

System – Sistema de Descrição da Construção), segundo Eastman et al. (1974):

“o sistema BDS foi iniciado para mostrar que uma descrição baseada em computador de um edifício poderia replicar ou melhorar todos os pontos fortes de desenhos como um meio para a elaboração de projeto, construção e operação, bem como eliminar a maioria de suas fraquezas.”.

Este conceito abre as portas para uma nova tratativa no que diz respeito aos projetos de construção e traz consigo a chave para a passagem dos projetos e documentos elaborados em papel, para a utilização de sistemas computacionais (softwares), visando facilitar os projetos e desenhos técnicos associados, os chamados CAD (Computer Aided Design). Seguindo na mesma direção de Eastman, G.A. van Nederveen e F.P. Tolman publicam, em 1992, um artigo abordando as múltiplas visões de modelagem da construção e a ideia de que a modelagem de informações da construção é útil para fundamentar a estrutura de um modelo de construção, baseado nos diferentes pontos de vista dos diferentes participantes do projeto. Seria a primeira utilização do termo Modelling Building Information, que abriu espaço para o Building Information Modeling (BIM) e a apresentação de uma nova mudança de paradigmas: do tratamento independente de cada aspecto/informação do projeto (dado por cada agente envolvido), ao tratamento integrado dos aspectos/informações na construção. Estava aberto o caminho para a utilização do conceito de um sistema computacional coeso que permitisse o gerenciamento e controle das interações políticas, processos e tecnologias envolvidas nos projetos de construção. Segundo Penttilä (2006):

“Building Information Modeling (BIM) é uma metodologia para gerenciar a base do projeto de construção e os dados do projeto em formato digital ao longo do ciclo de vida, da construção”.

Iniciava-se a passagem dos projetos e documentos elaborados em CAD e ainda em papel, para a utilização de um banco de dados integrado. Esta mudança de padrão dá-se porque através do BIM podemos colocar todas as ferramentas utilizadas em papel em um ambiente virtual, o que permite, se comparado com os processos tradicionais utilizados na abordagem dos projetos, um nível maior de eficiência, e uma estreita comunicação e colaboração entre os agentes envolvidos.

2.2 Diferenças entre o CAD tradicional e o conceito BIM As melhorias tecnológicas, ligadas aos processos de construção, estão em constante evolução, passando desde os desenhos desenvolvidos em lápis e papel, até as representações virtuais tridimensionais com a inclusão de sistemas complexos de produção e desenvolvimento dos projetos. O objetivo dessas melhorias tem sido sempre a busca pela qualidade dos projetos, seja na construção, no uso e escolha dos materiais, na otimização do tempo, na redução de custos ou melhoria da infraestrutura e design. A implementação dos softwares CAD, em substituição ao lápis e papel, trouxe uma melhor metodologia de trabalho e eficiência no tratamento dos projetos, seja no que diz respeito à criação do desenho ou na sua edição. Segundo Narayan (2008):

“Computer Aided Design (CAD) pode ser definido como o uso de sistemas de computador para auxiliar na criação, modificação, análise ou otimização de um projeto [e] [...] na maioria dos sistemas, a imagem é construída a partir de elementos geométricos básicos, pontos, linhas, círculos.”.

Por meio dos sistemas CAD os elementos (linhas, pontos, textos, etc.) são inseridos em um espaço virtual através de vetores de coordenadas com precisão matemática. Inicialmente com objetos 2D (duas dimensões) os sistemas CAD evoluíram ao oferecer elementos 3D para a construção de superfícies e sólidos em um espaço tridimensional. Apesar desta significativa evolução, a forma de projetar em sistemas CAD não pode ser considerada uma mudança de paradigma, visto que apenas as ferramentas de desenho foram transferidas para o computador, diminuindo erros, tempo de dedicação e proporcionando maior facilidade para a aplicação de alterações necessárias, ou seja a modelagem ficou mais eficiente, mas o resultado final manteve-se para fim de representação. O conceito BIM prevê a construção em ambiente 3D virtual de objetos característicos e não da sua representação (Aubin, 2012). Tais objetos, chamados de objetos inteligentes (objetos paramétricos de construção), apresentam, além das propriedades espaciais associadas a sua representação, propriedades intrínsecas aos mesmos. Se utilizarmos o objeto porta como exemplo, teremos nos softwares CAD a representação geométrica do objeto em ambiente 2D e/ou 3D. No conceito BIM a porta em questão é uma entidade única com seus elementos geométricos e demais propriedades intrínsecas ao mesmo. Além das três dimensões da modelagem geométrica espacial é possível atribuir ao objeto novas dimensões, como "tempo" (4D), "custo" (5D), entre outras dimensões possíveis. Por este conceito o projeto não mais apresenta linhas e textos para representar elementos e sim os próprios objetos que compõem a obra. Dessa forma, o BIM provê toda informação necessária aos desenhos, à expressão gráfica, à análise construtiva, à quantificação de trabalhos e tempos de execução, desde a fase inicial do projeto, até a conclusão da obra. Com isso, os dados para a validação do projeto são automaticamente associados a cada um dos elementos que o constituem.

3 O CONTEXTO DE OBRAS DE INFRAESTRUTURA VIÁRIA Obras de infraestrutura viária, geralmente, são obras de grande porte, que envolvem diferentes tipos de profissionais e por longos períodos de tempo. O gerenciamento das atividades e de sua inter-relação é complexo e requer profissionais experientes e qualificados. Segundo DNER, 1999, compõem as etapas (atividades) de um projeto viário: (i) estudos de tráfego, (ii) estudos geológicos, (iii) estudos hidrológicos, (iv) estudos de traçado, (v) projeto geométrico, (vi) projeto de terraplenagem, (vii) projeto de drenagem, (viii) projeto de pavimentação, (ix) projeto de interseções, retornos e acessos, (x) projeto de obras de arte especiais, (xi) projeto de sinalização, (xii) projeto de paisagismo, (xiii) orçamento da obra, (xiv) plano de execução da obra, (xv) componente ambiental, entre demais estudos e projetos. Outro aspecto característico das obras de infraestrutura viária é o seu custo elevado. Conforme o tipo de obra, características da região, extensão, obras de arte especiais, entre outros fatores, uma obra viária pode chegar a ter orçamento de centenas de milhões de reais. O porte, o prazo, o custo e a diversidade de agentes envolvidos reforçam a importância do gerenciamento de uma obra viária da sua concepção (estudos e projetos), passando pela etapa de obra (construção e fiscalização), até a sua utilização (operação e análises). A microinformática, desde a década de 80, oferece um conjunto de ferramentas de apoio a profissionais das áreas de engenharia, administração, contabilidade, etc. Tais ferramentas são de ampla utilização e a execução de atividades sem o emprego destas é considerado impraticável, hoje em dia. Nos projetos e obras viárias três ferramentas merecem destaque: (i) o editor de textos, (ii) a planilha de cálculos e (iii) o programa CAD (Computer Aided

Design). Além destes, programas de gerenciamento de imagens, de arquivos, de georreferenciamento, bem como programas específicos, também são relevantes. Infelizmente, os ganhos obtidos com o uso da informática permanecem restritos ao cálculo e processamento de diferentes atividades, permanecendo estas estanques entre si. A necessidade de manipular grandes bases de dados e de conseguir transformar estas em informações pertinentes encontra alternativas no Gerenciamento Eletrônicos de Documentos (GED) e, mais recentemente, na Computação em Nuvem (Cloud Computing). Embora com diversas soluções disponíveis no mercado, não se verifica o uso maciço destas tecnologias no projeto e construção de obras viárias. O panorama apresentado nos dois parágrafos anteriores indica que o setor de projetos e de construção de obras de infraestrutura viária, embora utilize ferramentas computacionais em quase a integralidade das suas atividades, está longe de se beneficiar do uso maximizado destas tecnologias. Os conceitos de coordenação, cooperação e integração não são sistêmicos, dependendo da atuação individual e em equipe de cada profissional envolvido. A multidisciplinaridade com interdependência é o principal fator associado ao retrabalho => aumento de prazo => aumento de custos. Um exemplo característico desta situação pode ser observado no lançamento e consolidação de um projeto de greide (perfil longitudinal de projeto). Neste exemplo, o projetista do geométrico estabelece um primeiro

greide, identificando cortes e aterros de forma a obter uma compensação entre os mesmos e dando ao projeto fluidez e segurança, atendendo aos parâmetros mínimos e máximos de norma. Seu projeto é a base para o plano de sondagem que indicará as características geológicas da via projetada. Tais características (existência de rochas, solos inservíveis, etc.) poderão afetar o projeto de greide, alterando o mesmo e fazendo com que o plano de sondagem deva ser revisto. No exemplo, foi citada apenas uma das possíveis interdependências, existindo outras relacionadas a outros projetos. O retrabalho e a perda de informações (temporária ou definitiva) são os maiores problemas verificados na etapa de projetos de obras de infraestrutura viária. Em contatos mantidos com coordenadores de projetos de empresas de consultoria, foram identificados como os problemas de maior relevância, no gerenciamento do projeto:

• retrabalho: em virtude da indefinição do órgão contratante, da necessidade de produzir medições e da falta de comunicação e cooperação entre os diferentes profissionais. O retrabalho foi estimado entre duas a seis vezes o trabalho necessário para a conclusão do projeto;

• perda de informações: os dados e informações não estão integrados e disponíveis de forma atualizada a todos. O processamento de uma etapa com dados obsoletos é comum. A espera por dados que já estão disponíveis também ocorre. A perda de informações temporária, geralmente, resulta em retrabalho, enquanto a perda de informações definitiva produz um projeto de qualidade inferior.

• dificuldade de coordenar equipes grandes e terceirizados: dificuldades no cumprimento de prazos, na qualidade do trabalho e no formato de apresentação.

• dificuldade no relacionamento com a fiscalização: nas exigências técnicas, de prazo e de relatórios, bem como na troca da fiscalização e de critérios.

O desenvolvimento de um sistema deve procurar atender às principais demandas verificadas no setor de projeto e construção de obras de infraestrutura viária. Mais que um conjunto de ferramentas para o cálculo e processamento de diferentes atividades, o sistema deve permitir a integração destas e dos profissionais envolvidos, de forma a maximizar os benefícios que a tecnologia da informação (TI) coloca a nossa disposição.

4 DIRETRIZES PARA O DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA A VANÇADO PARA ESTUDOS E PROJETOS VIÁRIOS O projeto Diretrizes para o Desenvolvimento de um Sistema Avançado para Estudos e

Projetos Viários tem por objetivo principal IDENTIFICAR, CARACTERIZAR e HIERARQUIZAR os elementos, métodos e processos necessários à concepção, construção e manutenção de uma obra de infraestrutura viária. Para tanto, pretende-se reunir e organizar os conhecimentos existentes, tanto no Estado da Arte como no Estado da Prática, para o desenvolvimento de uma plataforma de informática para estudos, projetos, construção, fiscalização, operação e análises de obras de infraestrutura viária.

O termo plataforma, mais que os termos software ou programa, é empregado neste estudo com o objetivo de caracterizar a solução como uma estrutura principal sobre a qual é possível incorporar novas e diferentes funcionalidades. A virtualização e a utilização do conceito BIM é condição sine qua non é possível conceber uma plataforma que permita acompanhar uma obra viária da sua concepção a sua operação. A parceria estabelecida neste projeto integra diversos agentes do meio acadêmico, da iniciativa privada e de órgãos públicos. Esta pluralidade de pesquisadores, técnicos, fiscais, entre outros, oferece a visão de um mesmo problema sob diferentes perspectivas, permitindo a análise e a sistematização dos procedimentos para a busca de soluções simples, ágeis e precisas.

4.1 Missão, Visão e Valores O planejamento estratégico de uma empresa tem como ponto de partida a definição de sua Missão, Visão e Valores. Da mesma forma, o presente projeto tem por premissas básicas:

• Missão: criar, desenvolver e aprimorar soluções técnicas de engenharia relacionadas a obras de infraestrutura viária.

• Visão: ser centro de excelência em pesquisa, projeto e capacitação em obras de infraestrutura viária e informática.

• Valores: Simplicidade, Eficiência, Precisão, Integração e Modularidade. Os valores mencionados acima referem-se tanto ao projeto como à concepção da plataforma de informática a ser desenvolvida e podem ser melhor caracterizados abaixo:

• Simplicidade: simplicidade de operação é uma tendência mundial em informática, oferecendo GUIs (Graphical User Interface ou em português Interface Gráfica do Usuário) mais simples e diretas. Simplicidade na capacitação, acelerando a curva de aprendizagem e diminuindo custos.

• Eficiência: eficiência nos processos e resultados. Em obras de infraestrutura viária, principalmente em projetos, a eficiência está diretamente relacionada ao tempo demandado por um processo e aos resultados obtidos.

• Precisão: precisão matemática a serviço da engenharia. Possibilidade de definir a precisão requerida em um processo, bem como a(s) tolerância(s) adotada(s).

• Integração: integração entre as etapas e as atividades é obtida a partir da utilização do conceito BIM na definição de objetos, propriedades e eventos do sistema. Integração com o meio externo, de forma a permitir a importação/exportação de dados de diferentes sistemas.

• Modularidade: o conceito de plataforma só é viável através do desenvolvimento modular do sistema. A modularidade permite a incorporação, alteração e subtração de partes do sistema de forma ágil, viabilizando a cooperação entre os diferentes desenvolvedores.

4.2 Características do sistema O projeto Diretrizes para o Desenvolvimento de um Sistema Avançado para Estudos e

Projetos Viários (SAEPRO) vem oferecendo subsídios e delimitando condicionantes para viabilizar o desenvolvimento de software específico para a área de obras de infraestrutura viária. O sistema teste, que está sendo implementado sobre a plataforma “.NET” da Microsoft, já contém várias das características apresentadas a seguir, sintetizadas nas figuras retiradas das imagens reais obtidas da atual versão alfa 0.1.0.8.

4.2.1 Bancos de Dados e Arquivos O sistema, em sua versão atual, mescla, basicamente, dois conceitos de arquivamento de informações do projeto. Por um lado, utiliza a rapidez de acesso a informações salvas dos arquivos locais, e por outro, a segurança de um banco de dados na nuvem (informações salvas em servidores on-line). Quando da instalação, o usuário pode optar por executar seu programa somente salvando os dados na máquina local (instalação stand alone). Dessa forma, é simplesmente gravado no disco rígido do sistema um arquivo binário, contendo todas as informações do projeto. Para acessar posteriormente, basta abrir o arquivo no sistema que todas as informações serão carregadas rapidamente. Todavia, no caso de um eventual extravio desse arquivo, o projeto é perdido. Para o armazenamento de dados na nuvem, faz-se necessária a instalação, em um servidor, de uma plataforma de banco de dados baseada em SQL. Dessa forma, o usuário pode instalar a versão de rede (Network). Nesse modo, além de ser salvo no sistema local o arquivo binário com as informações do projeto, são criadas tabelas no banco de dados que replicam essas informações. Esse processo de replicação não serve somente para armazenar os dados do projeto, mas também, para definir um controle para multiusuários com perfis e atribuições diferenciadas. O sistema prevê um controle de versões inerente, de forma que, caso seja realizada uma modificação errônea, esta possa ser revertida, facilmente, para sua versão anterior. Simplificadamente, o método utilizado pelo sistema para esse controle é iniciado quando o arquivo é salvo no sistema. Nesse ponto é criado um pacote de informações contendo todos os dados do projeto, e estas são destinadas as suas respectivas tabelas no servidor, juntamente com as informações do usuário. Após o salvamento do arquivo, quando da reabertura e carregamento do projeto (utilizando o mesmo processo da versão stand alone), o sistema verifica se as informações contidas no arquivo binário são as mesmas do servidor. Caso alguma dessas informações não esteja condizente, o usuário é informado de uma nova versão e pode optar por carrega-la ou não. Caso haja outro usuário utilizando o mesmo projeto em outra máquina local, o sistema deixa bloqueado para edição a seção do projeto pertinente. Além disso, a qualquer momento o usuário pode verificar se existem atualizações ou salvar uma nova versão. Com esse método, é possível o trabalho paralelo em diferentes seções de um projeto, com a segurança da manutenção dos dados na nuvem e a versatilidade do salvamento binário.

Esse último é útil, principalmente, em ambiente onde a conexão com a internet não é constante, pois é possível trabalhar localmente e, em um momento posterior, com conexão à rede, enviar as informações para o servidor. Para evitar possíveis conflitos na consolidação de informações registradas off-line, estão previstas ferramentas de análise de redundância e mescla (merge). Acredita-se que, com todos estes recursos, esteja-se disponibilizando aos usuários a versatilidade e rapidez do acesso a arquivos locais com a segurança, cooperação e o gerenciamento do armazenamento em servidores.

4.2.2 Interface Seguindo as tendências de mercado, o projeto da interface deve ser limpo (clean) e simples, de fácil compreensão por parte do usuário final. Os cinco elementos principais que compõem a interface do sistema são: (i) menu do tipo ribbon (acima), (ii) painel de gerenciamento (à esquerda), (iii) área de trabalho (ao centro), (iv) painel de edição (à direita) e (v) linha de status (abaixo) (Figura 1).

Fig. 1 – Visão geral do sistema 4.2.3 Gerenciamento Gerenciar um projeto complexo é tão importante quanto desenvolver etapas do mesmo. A integração de dados, informações e processos deve ser plena e sistêmica, de forma a minimizar erros humanos. O Painel de Gerenciamento do sistema SAEPRO oferece, aos diferentes perfis de usuários, uma visão plena da obra e de seu projeto. Um dos elementos que se destaca, pelo tamanho, é o conjunto de tabs de acesso a funções do sistema (Figura 2), descritas a seguir:

• Atividades: as atividades estão dispostas de forma estruturada em painel de navegação, contemplando seis grandes grupos (Figura 2a). Os grupos reúnem módulos

responsáveis por diferentes atividades disponíveis. A opção por uma destas atividades altera a interface do sistema, apresentando um menu do tipo ribbon e painel de edição do tipo DockPanel, à direita, específicos para a atividade selecionada. Os grupos de atividade, bem como as atividades previamente já definidas para o sistema são: o Coordenação: o SAEPRO tem por finalidade oferecer mais do que simplesmente

um conjunto de ferramentas de projeto dispersas. Além das ferramentas de projeto, que estão integradas entre si, o SAEPRO oferece ferramentas de gerenciamento de projetos. Na atividade coordenação é possível enviar mensagens aos diferentes agentes envolvidos, informando/solicitando alterações, definindo prazos, etc. Também está prevista a construção e acompanhamento dos cronogramas de projeto.

o Estudos: permite desenvolver estudos prévios à etapa de projeto. Entre os estudos possíveis, destacam-se os estudos de: (i) tráfego, (ii) topográficos, (iii) geotécnicos e (iv) estimativa de custos.

o Projeto: reúne atividades de projeto viário, destacando-se os projetos: (i) geométrico, (ii) terraplenagem, (iii) drenagem e (iv) sinalização.

o Construção: atividades que permitem confrontar a construção da obra com seu projeto. A única atividade prevista até o momento refere-se à medição da terraplenagem da obra para fiscalização.

o Operação: módulos para avaliar desempenho e gerenciamento (de pavimentos, sinalização, etc.) ao longo da operação da via.

o Análises: conforme proposto pela FHWA - Federal Highway Administration, através do software IHSDM - Interactive Highway Safety Design Model, o SAEPRO dispõe de ferramentas de analise da obra viária. A análise da consistência geométrica, calibrada para as condicionantes culturais, físicas e de veículos brasileiros é a primeira atividade de análise prevista na plataforma SAEPRO.

• Escopo: gerencia os principais elementos que compõem a obra. Os elementos chaves estão divididos em eixos e superfícies (Figura 2b). Para uma melhor organização destes elementos, é possível criar grupos diferenciados para reunir eixos ou superfícies com características comuns. Eixos e superfícies podem ser renomeados, removidos, movimentados e copiados. Os grupos podem ser apenas renomeados e removidos.

• Arquivos: o gerenciamento de arquivos vinculados permite identificar e ter acesso a arquivos que integram a obra viária. Os arquivos que permitem visualização direta no SAEPRO são do tipo DWG, DOC (ou DOCX) e PDF. No que se refere ao arquivo DWG, também se observa qual é o arquivo (corrente) a ser carregado, juntamente com a abertura do arquivo principal. O gerenciamento de arquivos vinculados permite a inclusão e remoção dos arquivos da lista, a observação do link de acesso e demais características de controle (data e hora de inclusão, usuário responsável, etc.).

• Apontamentos: espaço dedicado à inserção de textos permanentes ou provisórios com a finalidade de dar apoio às etapas do projeto.

• Inconformidades: gerenciamento de erros e de valores fora de norma, observados ao longo do processamento dos dados (Figura 2c). O gerenciamento de inconformidades permite observar problemas detectados pelo sistema. O usuário pode proceder à

correção do erro ou valor fora de norma, de forma que a inconformidade seja superada ou, na impossibilidade desta correção, indicar no campo de observações uma informação associada. As inconformidades são armazenadas no arquivo da obra e apresentam registro de data, hora e usuário.

• Histórico: as atividades desenvolvidas em uma obra apresentam registro em histórico, sem possibilidade de exclusão. Através dos registros é possível identificar data, hora, usuário, escopo, atividade e informação gerada pelo sistema. Com o uso de filtros é possível mapear as etapas de desenvolvimento do projeto, realizar estimativas de tempo, produtividade e outros parâmetros pertinentes à apropriação de custos.

a - atividades b - escopo c - inconformidades

Fig. 2 – Painel de gerenciamento Integram ainda o Painel de Gerenciamento os botões de ferramentas (sempre visíveis), as linhas de histórico de comandos e a linha de comando (prompt), bem abaixo (Figura 2).

4.2.4 Ferramentas Os conceitos de integração, cooperação e colaboração associados ao BIM não podem ser concebidos em um sistema sem a possibilidade de comunicação com softwares comumente utilizados no mercado. Nesse sentido, o sistema SAEPRO foi desenvolvido de forma a interagir com as principais ferramentas utilizadas na área, permitindo o acesso a dados, informações e relatórios e, o gerenciamento eletrônico destes. A Figura 3 apresenta alguns dos recursos já disponíveis no sistema.

a – CAD (computer aided design) b – REL (relatórios)

c – DOC (documentos formato doc) d – MAP (georreferenciamento)

Fig. 3 – Imagens de alguns recursos do gerenciamento de ferramentas O gerenciamento de ferramentas é formado pelo grupo de botões localizados no Painel de Gerenciamento (Figura 2). Estes botões estão dispostos em duas linhas. Na primeira, sempre está disponível a atividade previamente selecionada. Na segunda, têm-se as ferramentas do sistema propriamente ditas. Integram as ferramentas do sistema:

• CAD: módulo CAD compatível com arquivos nos formatos DWG e DXF, com comandos para desenho, edição e impressão de objetos 2D e 3D;

• REL: ferramenta para manipular e imprimir relatórios produzidos no sistema. Uma das principais características dos relatórios é a possibilidade de exportar os mesmos para diferentes formatos (TXT, RTF, PDF, HTML, XLS, XLSX, CSV, BMP, GIF, JPEG, PNG, TIFF, etc.);

• DOC: ambiente para edição de textos compatível com os formatos DOC e DOCX;

• XLS: planilha eletrônica para construção, visualização e edição de tabelas e cálculos simples. Compatível com os formatos XLS e XLSX;

• PDF: visualizador de arquivos formato PDF;

• MAP: ferramenta para observação de mapas georreferenciados sobre base de dados BING da Microsoft (através de acesso a internet).

4.2.5 Edição A edição de dados no sistema SAEPRO ocorre em um painel do tipo DockPanel, localizado à direita. O painel é dividido por um conjunto de tabs de acesso, também à direita, e pode apresentar uma subdivisão por tabs na parte inferior (Figura 4).

a - planimetria b - seções c - sinalização

Fig. 4 – Painel de edição para diferentes projetos

A mudança de layout, conforme as necessidades da atividade selecionada, é uma das principais características do Painel de Edição. Na Figura 4 é possível observar layouts criados para a edição de elementos planimétricos (4a), seções (4b) e sinalização vertical (4c). Esta diversidade, contudo, não deve dificultar a operação do sistema pelo usuário. Para tanto, os diferentes layouts produzidos utilizam apenas seis objetos de simples compreensão:

• Grid: planilha com colunas e linhas (observado na parte superior da Figura 4a e inferior da 4b);

• Property Grid: grade de propriedades para configuração ou observação de parâmetros (observado na parte inferior da Figura 4a e centro das 4b e 4c);

• CAD: ambiente gráfico vetorial para visualizações específicas (observado na parte superior da Figura 4b);

• Imagens: visualizador de imagens (Figura 4c);

• Botões: para acessar procedimentos (observado na parte inferior da Figura 4c);

• Combo Box: para selecionar opções (Figura 4b, abaixo do ambiente gráfico vetorial).

4.2.6 Controles Em uma página do tipo Backstage (Figura 5) é possível criar novas obras, abrir obras previamente salvas, gravar obras, importar dados de outros sistemas de projeto e exportar

dados. No processo de salvar obras é possível definir a mesma como um novo padrão (template), configurando, previamente, características comuns de utilização em um projeto (exemplo: projeto rodoviário de classe III em região ondulada, conforme norma do DNIT).

Fig. 5 – Tela inicial para abertura de arquivos e padrões Outro aspecto previsto nos controles do sistema decorre da definição de diferentes perfis de usuários e no cadastro dos mesmos para acesso ao sistema. Em uma primeira etapa estão previstos seis perfis distintos:

• Administrador: responsável pelas atualizações do sistema, manutenção da TI e cadastro dos usuários com perfil de coordenação;

• Coordenador: com acesso a todos os recursos do sistema e com a possibilidade de cadastrar novos usuários (exceto administrador);

• Projetista: com acesso aos recursos de projeto ao qual está previamente cadastrado podendo inserir, eliminar e editar elementos. Também possui a prerrogativa de inserir ou eliminar usuários com o perfil de colaboradores no projeto;

• Colaborador: técnico vinculado ao projeto com atribuições restritas, sob a supervisão do projetista responsável;

• Fiscal: com acesso aos recursos de projeto ao qual está previamente cadastrado. O Fiscal não possui prerrogativas para alterar conteúdos no sistema, podendo apenas observar dados, informações e relatórios (em meio digital), interagindo com os demais agentes através da ferramenta de mensagens.

• Observador: com acesso apenas à visualização das informações, sem a possibilidade de edição. É possível definir o perfil “observador” por um prazo temporário, bem como restringir o acesso do mesmo a determinados conteúdos.

O controle de configuração de objetos possibilita a criação, edição e parametrização de objetos no sistema. Como mencionado anteriormente, pelo conceito BIM, um objeto transcende a sua representação geométrica espacial, dispondo de propriedades extras. No sistema SAEPRO os objetos predefinidos podem ser editados com o objetivo de assumir determinados valores para propriedades que são intrínsecas aos mesmos (Figura 6).

Fig. 6 – Configuração de objetos da sinalização vertical 5 CONCLUSÕES A utilização de modelos em projetos de engenharia é vital para a simplificação da realidade e para a redução da escala de representação. A precisão dos mesmos deve ser apurada, de forma a reduzir as diferenças entre estes e a realidade. Ao longo da evolução humana, técnicas de representação foram concebidas e aprimoradas, com o objetivo de desenvolver modelos mais precisos. Vivemos a era da microinformática e dos desenhos vetorizados em CAD, mas o novo paradigma de projeto está no BIM. O conceito BIM nos estudos, projetos, construção/fiscalização, operação e análise de obras de infraestrutura viária tem muito a acrescentar à forma como, ainda hoje, estes processos são realizados. A coordenação, cooperação e integração de etapas e agentes, através de um sistema uno, permite a construção de modelos mais precisos, minimizando falhas e o retrabalho. O projeto Diretrizes para o Desenvolvimento de um Sistema Avançado para Estudos e

Projetos Viários, na etapa O conceito BIM no Projeto de Obras de Infraestrutura teve por objetivo identificar, caracterizar e hierarquizar as reais necessidades de um sistema de informática para suprir as principais demandas de projetos de obras viárias. Os estudos desenvolvidos, para este objetivo, passaram pela definição da estrutura de arquivos até os

layouts da interface do sistema, sempre atento às demandas e à cultura do mercado (Estado da Prática) e às pesquisas e publicações no meio acadêmico (Estado da Arte). Os autores deste artigo consideram ter dado sua parcela de contribuição ao desenvolvimento de um sistema com conceito BIM para obras de infraestrutura viária, ao explicitar os fundamentos que estabelecem as diretrizes para sua realização. Associado a este estudo, vem sendo desenvolvido um protótipo do sistema, segundo os conceitos aqui registrados. Tal sistema, em versão alfa, já vem sendo utilizado por empresas de consultoria em projetos viários do estado do Rio Grande do Sul e por instituições acadêmicas (Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA e Universidade de Santa Cruz do Sul – UNISC) nas disciplinas de graduação. Esta pluralidade de agentes no desenvolvimento dos conceitos, e do próprio sistema, é fator fundamental para a evolução e crescimento deste projeto.

AGRADECIMENTOS Aos parceiros e colaboradores que viabilizam o projeto Diretrizes para o Desenvolvimento

de um Sistema Avançado para Estudos e Projetos Viários, em especial as empresas STE – Serviços Técnicos de Engenharia S.A. e CIENGE – Consultoria em Informática e Engenharia Ltda. que investem no desenvolvimento de tecnologia nacional de vanguarda.

REFERÊNCIAS AUBIN, P. F. (2012) Difference between Revit & AutoCAD for Architecture? Disponível em: http://forums.cadalyst.com/showthread.php?t=5788. Acesso em: 28 jul. 2012. DNER (1999). Diretrizes Básicas para Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Rio de Janeiro, p. 375. EASTMAN, C. e outros (1974). An Outline of the Building Description System. Pesearch Report No.50. MEDEIROS, H. (2010). Uma nova maneira de projetar e modelar. Finestra, 57ª Edição Junho de 2009. Disponível em: http://www.arcoweb.com.br/tecnologia/rj-16-07-2009.html NARAYAN, K. L. (2008). Computer Aided Design and Manufacturing. New Delhi: Prentice Hall of India. p.3.

PENTTILÄ, H. (2006) Describing the changes in architectural information technology to design complexity and free form expression, Journal of Information Technology in

Construction 11. pp. 395–408. VAN NEDERVEEN, G.A. e TOLMAN, F.P. (1992). Modelling multiple views on buildings. Automation in Construction 1. Elsevier. pp. 215-224 215.