repensando o uso de protÓtipos na construÇÃo … · modelos físicos sempre tiveram papel...

REPENSANDO O USO DE PROTÓTIPOS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS

Affonso Savignon(1); Mônica Santos Salgado(2)

Guilherme Lassance(3)

(1) Doutorando, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil – PROARQ/FAU/UFRJ [email protected]

(2) Prof. Associado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil – PROARQ/FAU/UFRJ [email protected].

(3) Prof. Associado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil – PROARQ/FAU/UFRJ [email protected]

ResumoA questão, da comunicação de projetos, implica em um extraordinário mote relacionado aos protótipos, uma vez que, devido a sua alta influência tectônica, ou seja, ao que realmente existe, podemos utilizá-los para estudar e controlar os problemas de execução de forma mais precisa e física, e não especulativa como acontece em programas computacionais. Os modelos físicos sempre tiveram papel importante na representação arquitetônica. Entre asvantagens na sua adoção dentro do processo de projeto, cita-se a sua grande capacidade de transmitir informações de forma concreta ao observador, auxiliando na comunicação de idéias sobre materiais, conexões, texturas, formas, tamanhos e proporções entre outros aspecto. Sua utilização, portanto, pode resultar na redução do tempo de compreensão dos detalhes de projeto na hora da comunicação e assimilação de idéias por parte dos projetistas e construtores de um edifício. Este trabalho pretende revisitar o uso de protótipos como ferramenta de comunicação entre projetistas e executores, inserindo as potencialidades advindas dos aparatos tecnológicos atuais. Entende-se que a produção de protótipos pode contribuir para um melhor desempenho construtivo, possibilitando a superação das dificuldades de comunicação entre projetistas e executores do edifício, pavimentando um caminho seguro para inovações nos métodos construtivos.Palavras-chave: Protótipos, processo de projeto, TIC – Tecnologia de informação e Comunicação.

AbstractThe prototypes allow better communication among the professionals involved on design and construction process, in consequence of it’s high potential to materialize solutions. It is possible to use them for studying and controlling the solutions more precisely, not speculating, as happens through softwares. Physical models have had always great importance in architecture representation. Among the advantages of its use, it is possible to highlight their enormous capacity to clarify construction details related to materials, textures, shapes, sizes and others aspects. The results obtained with their use include the reduction of spare time spent by designers and contractors, due the comprehension of building details. This papers analyses the use of prototypes as a communication tool for professionals involved on building production. It is understood that prototypes can contribute for a better performance of buildings allowing the overcoming of constructive communication difficulties between planners and executors of the building, paving a safe route for innovations in constructive methods.Keywords: Prototypes, design process, ICT - Information and communications technology .

XIV ENTAC - Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído - 29 a 31 Outubro 2012 - Juiz de Fora

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1. INTRODUÇÃODe acordo com Maximiano (2000), os projetos são atividades ou empreendimentos que têm começo e fim programados, e que devem resultar num produto final singular, que procura resolver um problema específico. Valeriano (2001) acrescenta que o objetivo do projeto é organização das ações a serem empreendidas para uma única resultante: o produto do projeto. Os objetivos devem ser estabelecidos com o máximo cuidado, de forma a serem claros e sem ambiguidades.

Na visão de Fabrício (2002), do ponto de vista intelectual e técnico, o projeto se caracteriza como um processo, onde informações são criadas e tratadas por diferentes estratégias mentais e metodológicas,que envolvem os sentidos, abstrações, representações, bricolagens, esquemas, algoritmos, métodos e conhecimentos.

Nesse contexto, o projeto de edifícios pode ser sintetizado como um processo cognitivo, que transforma e cria informações, mediado por uma série de faculdades humanas, pelo conhecimento e por determinadas ‘técnicas’, sendo orientado à concepção de objetos e à formulação de soluções, de forma a antecipar um produto e sua obra. Nessa discussão, Salgado (2011) confronta duas visões:

• do projeto como produto – referente ao edifício ou conjunto de edificações que se pretende construir;

• do projeto como processo – referente à sequência de atividades necessárias para transformar a idéia original da edificação (concepção) em diretrizes a serem obedecidas pela construtora para realizar o produto – construir o edifício.

Entretanto, observa-se que nem sempre a representação gráfica do projeto consegue transmitir a complexidade construtiva das soluções desejadas. Isso porque os elementos construtivos são tridimensionais, mas as informações projetuais referentes às soluções construtivas, mesmo quando representadas em três dimensões (3D), muitas vezes não conseguem transmitir, ao responsável pela execução da obra, qual seria exatamente o detalhe pretendido.

A adoção da prototipagem pode ser uma solução viável, substituindo inúmeros documentos impressos em duas dimensões (pranchas e desenhos) por um único objeto (protótipo) que pode ser estudado e analisado pelos profissionais envolvidos com a execução da obra.

Dessa forma, esse trabalho apresenta a prototipagem digital como apoio ao processo de projeto, propondo a realização de modelos como mais uma ferramenta a ser adotada na gestão da produção de edificações. Acredita-se que a adoção de modelos digitais pode reduzir o retrabalho a partir do esclarecimento de detalhes executivos antes da produção no canteiro de obras.

De forma sucinta, atualmente, os protótipos digitais, construídos a partir de modelos digitais, podem ser obtidos de três formas: (1) pela planificação, desmanche da forma tridimensional em peças bidimensionais, seguida de corte laser e montagem manual; (2) pela impressão 3D por escultura ou subtrativo, onde se insere uma peça maciça dentro do equipamento que a desbasta até chegar à forma final por meio de ferramenta fresadora; (3) pela impressão 3D, prototipagem rápida, por sistemas aditivos de material, onde a forma surge gradualmente através de uma sucessiva adição de pequenas camadas de material que vão se aglutinando para formar o objeto.

Figura. 1 – Maquete de topografia em corte laser. (fonte: PUPO, 2009)


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Figura 2 - Exemplo de máquina fresadora. (fonte: PUPO, 2009)

Figura 3 – Protótipo executado em impressora 3D. (fonte: PUPO, 2009)

2. A CONSTRUÇÃO DE PROTÓTIPOS NO PROCESSO DE PROJETOA representação das idéias é especialmente importante para a arquitetura. As idéias iniciais se desenvolvem através de um processo que permite ao projetista investigar, corrigir e seguir melhorando suas idéias, cada vez com mais detalhes até um estágio que o projeto esteja bastante consolidado e pronto para ser construído.

Os modelos físicos podem ser objetos extraordinariamente versáteis dentro deste processo, pois permitem aos projetistas expressar suas idéias de forma direta, sem intermediários. Arquitetos constroem maquetes como meio de explorar e apresentar suas ideias. A maquete construída por Gaudi para reconhecer a forma arquitetônica pretendida na obra da Sagrada Família, pode ser citada como um exemplo conhecido dessa prática, conforme apresentado na figura 4.

Figura 4 – Maquete de Gaudi para as cúpulas da Sagrada Família em Barcelona (fonte: arquivo dos

autores)

Figura 5 – Cúpulas da Sagrada Família em Barcelona (fonte: arquivo dos autores)

Os modelos físicos sempre tiveram papel importante na representação arquitetônica. Já na idade média, as maquetes ilustravam os sistemas construtivos ou outras especialidades a fim de auxiliar o processo construtivo. Mills (2007) destaca que Michelangelo, na capela de São Pedro, usou os


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modelos como mecanismo antecipador, ou seja, como ferramenta para driblar o problema da representação em desenho com soluções construtivas.

Segundo Rozestraten (2003, p.200), arquitetos tem se valido do recurso de construir modelos físicos há muito mais tempo. Entre os vários modelos arquitetônicos romanos existem alguns exemplares que podem ter sido usados como maquetes de arquiteto. Desta forma, os modelos físicos pertencem a um campo tradicional da arquitetura, que se encarrega de tornar compreensíveis as relações espaciais, os volumes, as cores e os encaixes, em suma, facilitando a compreensão das características de um edifício ou ambiente que ainda não existe e, portanto, não está acessível à experiência direta.

Ao longo da história temos observado diversas formas de apropriação de modelos no desenvolvimento de projetos de arquitetura em suas diversas etapas. Cada modelo tem um propósito e grupo de usuáriosespecíficos, assim é importante buscar classificar os diferentes tipos de modelos.

Devido à capacidade de produzir e representar objetos de forma tridimensional e digital, as ferramentas computacionais passaram a adotar a nomenclatura de modelos aos desenhos digitais produzidos por programas computacionais. Desta forma, é importante ressaltar que os modelos tridimensionais, após a inserção das ferramentas computacionais, passaram a ser divididos em físicos e digitais. Os modelos digitais são desenhos representados tridimensionalmente e apresentados por um programa gráfico vetorial. Consideram-se modelos físicos a maquete, o mock-up e o protótipo(DUNN, 2010.p.7):

• as maquetes são modelos em escala reduzida para representar volumes, ou partes de elementos construtivos e podem ser feitas em diversas escalas, as mais usuais são 1/25; 1/50; 1/100; 1/500 e 1/2000.

• o mock-up, termo muito usado no desenho industrial, busca representar as características aparentes, externas, de objetos, como cores e texturas. Normalmente são construídos em escala real 1/1.

• o protótipo serve, mesmo que produzido com materiais diversos ao produto final, para realizar testes de funcionamento.

O uso de protótipos como forma de comunicação, pode facilitar a compreensão, além de propiciar um acesso instantâneo ao objeto de estudo. Uma vantagem importante ao utilizar protótipos é que estes são uma fonte de informação potencialmente rica, pois propiciam uma experiência tridimensional mais concreta/tectônica, se valendo, para tanto, de propriedades do mundo real. Desta forma, torna-se imprescindível ressaltar a importância funcional dos protótipos, a fim de testar e avaliar possibilidades físicas de forma direta, e voltadas à experiência de construção do real.

Um dos problemas na produção de edifícios é a falta de uma troca sistemática de informações entre osescritórios de projeto e a obra, não promovendo, assim, a aplicação dos princípios de racionalização e construtibilidade desde a etapa inicial do processo de projeto, ou seja, não há um trabalho conjunto entre a construtora, os demais projetistas e o escritório de arquitetura durante o processo de projeto do edifício.

Assim, respeitando as características e as peculiaridades da produção de edifícios, é preciso buscar alternativas que garantam um processo de projeto mais eficaz e com uma interação maior em relação às obras, de forma a caminhar rumo a uma maior qualidade das edificações produzidas.

A não interação entre projeto e construção contribui para a falta de qualidade da edificação, pois perde-se a visão sistêmica, na qual todas as necessidades e exigências dos diversos clientes do processo seriam consideradas. Em consequência, os projetos são pouco orientados à construtibilidade e deficientes na caracterização de produto.

A questão da inovação acaba por se tornar um produto característico nesse processo, pois, quanto mais próximo ao que será construído se pode chegar, mais garantias de que o produto final poderá ser edificado. Dessa forma, propostas inovadoras passam a ser respaldadas por simulações e testes que garantam sua construtibilidade e o projeto ganha maior credibilidade, tornando-se mais confiável.


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Davenport (1994) conceitua “inovação” como uma alteração de processo que provoque uma mudança importante e radical, ou seja, modifica a estrutura das atividades do processo, visando “resultados visíveis e drásticos”. Sob esta ótica, o autor salienta que a reengenharia de processos distingue-se da melhoria de processos, que visa um nível mais superficial de mudanças.

Este mesmo autor salienta, ainda, que a inovação de processos sustenta estratégias de: satisfação do cliente, redução do tempo no processamento do pedido, melhoria da qualidade do produto/serviço e agilidade na solução de reclamações; redução de custos e do preço do produto/serviço – eliminação de atividades que oneram os custos dos produtos e serviços e repasse dos ganhos ao cliente; inovação de produtos – redução do tempo de ciclo de desenvolvimento e maior retorno sobre o investimento em inovação; e aumento da receita, melhoria da lucratividade e aumentando o percentual de participação do mercado – como consequência das estratégias anteriores.

A relevância de um protótipo não está apenas em permitir que o arquiteto represente, em termos plásticos, o produto final, mas também em proporcionar um meio, durante o processo de projeto, para aproximar da realidade e assim possibilitar o aprofundamento no estudo das formas, e controle dos problemas de execução, propiciando maior confiabilidade nas soluções adotadas. Desta forma, consideramos que a incorporação de protótipos nas diversas etapas do processo de projeto é uma das mais poderosas ferramentas para melhoria da qualidade da edificação.

3. PROTÓTIPOS COMO FORMA DE INTEGRAÇÃO ENTRE PROJETO E PRODUÇÃO

A questão da comunicação de projetos implica em um extraordinário mote relacionado aos protótipos, uma vez que, devido a sua alta influência tectônica, ou seja, ao que realmente existe, podemos utilizá-los para estudar e controlar os problemas de execução de forma mais precisa e física, e não especulativa, como acontece em programas computacionais. Segundo Knoll e Hechinger (apud CELANI e BERTHO, 2007), a maquete arquitetônica é um nível de projeto, pois realiza a visualização plástico-espacial da “ideia”, além de ser uma tarefa de criação em que seus elementos são colocados em inter-relação.

A execução de um protótipo se configura em uma ferramenta importante para avaliação antecipada do produto e eliminação de possíveis falhas. O objetivo é evidenciar os problemas de execução, dirimir as dúvidas e proceder às adaptações necessárias no processo construtivo. Através do protótipo é possível antecipar as necessidades de ajustes antes da execução, e as informações obtidas com a experiência retroalimentam o projeto.

As informações colhidas durante este processo permitem registrar o desempenho construtivo, evidenciando as falhas e levantando pontos onde o projeto pode ser melhorado. Desta forma, a produção de protótipos permite a detecção de problemas de execução, que não foram observados no momento de elaboração do projeto. Assim, os problemas e soluções apontados a partir da execução do protótipo podem alimentar um banco de informações com soluções experimentadas e aprovadas. Sãoexemplos dessas possibilidades as soluções de ligações entre alvenaria e estrutura, os detalhes de amarração de peças e pré-moldados, a definição de procedimentos de execução, entre outros.

Chastain (2002) afirma que a subestimação dos potencias das novas tecnologias da informação sobre o modo de conduzir as atividades de construção, resulta na subutilização do seu potencial revolucionário em aplicações inadequadas aos seus contextos. Para ele, tecnologias, como a modelagem de produtos,só podem ser plenamente utilizadas com a reorganização de grande parte dos processos, que ainda são orientados por um paradigma construído a partir de uma realidade anterior à informática.

Mitchell (2008), atento para este problema, sugere que as técnicas de prototipagem digital sejam utilizadas para a produção automatizada de maquetes a partir de modelos digitais. Essas técnicas, que já são amplamente utilizadas na indústria automobilística, ainda são pouco difundidas na construção civil, sendo necessário um estudo mais específico de sua eficiência e viabilidade.

Em muitos escritórios de arquitetura americanos e europeus a prototipagem rápida aparece desde o início do processo de projeto. Já em escritórios brasileiros, raramente está presente, e surge só na


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apresentação final do projeto. Uma das razões é a falta de conhecimento da técnica. Logo, para que haja maior aplicação dessas técnicas que colaboram com o processo de projeto de arquitetura, resultando em construções melhores, é muito importante estudar suas aplicações e desenvolver metodologias. (CELANI e BERTHO, 2007).

Figura 6 – Detalhe em impressão 3D (fonte: PUPO, 2009)

Figura 7 – Modelo de detalhe de estrutura (fonte: arquivo dos autores)

Desta forma, a apropriação do uso de protótipos no canteiro de obras pode contribuir positivamente para que arquitetos e projetistas sintam mais segurança quanto à adoção de soluções diferenciadas, permitindo experimentar soluções construtivas mais criativas e inovadoras. Sua utilização, portanto, pode resultar na redução do tempo de compreensão dos detalhes de projeto na hora da comunicação e assimilação de idéias por parte dos projetistas e construtores de um edifício.

4. CONCLUSÃOProtótipos têm sua importância como meio de experimentação em projeto e não cabe pensar em subestimá-los em função dos modelos digitais. Além disso, os protótipos ainda contribuem para o entendimento de certos aspectos do projeto que somente podem ser propriamente visualizados e incorporados quando testados e percebidos em três dimensões, permitindo a melhor compreensão da organização espacial de objetos, constituindo uma alternativa para melhor comunicação entre a arquitetura e a técnica executiva necessária.

Por meio de representações físicas de elementos de construção, e mesmo de formas complexas de difícil compreensão, seu uso permite uma maior sinergia entre a concepção arquitetônica e a técnica construtiva para execução, resultando em maior conformidade do produto final..

A evolução da construção de edifícios passa necessariamente pela criação de novos métodos, processos e sistemas construtivos e pelo aperfeiçoamento dos já existentes. Acreditamos que o uso de protótipos além de servir como orientação para o desenvolvimento de projetos, pode vir a representar um instrumento a mais para a mudança da tradicional postura do setor de construção civil. Além disso, acreditamos que a prática desta metodologia pode vir a se constituir em um excelente meio de desenvolvimento de novas formas de construir, alavancando novas tecnologias e sistemas construtivos.

Não pretendemos destacar a produção de protótipos como a solução definitiva para os problemas de representação e comunicação da arquitetura. Todo sistema possui aspectos positivos e negativos. Entendemos que a construção de protótipos pode colaborar para superar deficiências. Por isso aimportância de entender o propósito deste meio de representação e simulação. A facilitação da comunicação de idéias contribui para que os membros de diversas equipes de projetistas e de construtores possam gastar menos tempo com a interpretação de desenhos e projetos.


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REFERÊNCIASCELANI, G.; BERTHO, B. A prototipagem rápida no processo de produção de maquetes de arquitetura.GRAPHICA 2007 In: Anais...Curitiba, Parana, 2007.

CHASTAIN, T.; KALAY, Y. E. e PERI, C. Square peg in a round hole or horseless carriage? Reflections on

the use of computing in architecture. Automation in Construction, v. 11, n. 2, 2002, p.237‐248. Disponível em

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09265805. Acessado em: 02.06.2012.

DUNN, Nick. Maquetas de arquitectura: médios, tipos, aplicación. Barcelona; Blume, 2010.

MAXIMIANO, Antonio C. A. Introdução à administração. 5 ed. São Paulo: Atlas,2000

MILLS, Cris B. Projetando com maquetes. Porto Alegre; Bookman, 2007.

MITCHELL, William. A lógica da arquitetura: projeto, computação e cognição. Tradução: Gabriela Celani. Campinas, SP; editora da Unicamp, 2008.

PUPO, Regiane Trevisan. A inserção da prototipagem e fabricação digitais no processo de projeto: um novo desafio para o ensino da arquitetura. Tese (Doutorado) – Faculdade de Engenharia civil da UNICAMP. Campinas, 2009. 240f.

ROZESTRATEN, Arthur Simões. Estudo sobre a história dos modelos arquitetônicos na antiguidade: origens e características das primeiras maquetes de arquiteto. Dissertação (mestrado) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP. São Paulo, 2003. 283f.

SALGADO, M. S. Implantação de Sistema de Gestão da Qualidade em Empresas de Projeto: estudo de caso na cidade do Rio de Janeiro Colóquio do PROARQ, 2011 IN: Anais... Rio de Janeiro, RJ 2011

VALERIANO, D. L. Gerenciamento estratégico e administração de projetos. São Paulo: Makron, 2001.

VOLPATO, Neri. Prototipagem rápida: tecnologias e aplicações. São Paulo. Edgard Blucher, 2007.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq (bolsa de produtividade em pesquisa).


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