Do desenho técnico ao CAD

O desenho técnico representa um projeto de construção por plantas, alçados e cortes normalizados, lidos por qualquer profissional do sector. O CAD (Desenho Assistido por Computador) informatizou esse desenho: linhas, círculos e cotas passaram do papel para o ecrã, mas continuaram a ser apenas geometria.

• Um ficheiro CAD mostra o que se vê, não sabe o que representa.
• Uma parede desenhada em CAD é um conjunto de linhas, não "sabe" que é uma parede, nem de que material é feita.
• Cada especialidade (arquitetura, estruturas, instalações) desenha o seu próprio ficheiro, muitas vezes sem ligação direta aos outros.
• O rigor do desenho técnico (escalas, cotas, normas de representação) mantém-se em BIM: só muda a forma de o produzir.

Da geometria à informação: o que é o BIM

O BIM (Building Information Modeling, Modelação da Informação da Construção) é um processo de trabalho em que se cria e gere um modelo digital que integra geometria e informação: cada elemento sabe o que é, do que é feito e como se relaciona com os outros.

• O modelo acompanha o edifício ao longo do ciclo de vida: projeto, construção e manutenção.
• Uma parede em BIM tem material, espessura, resistência ao fogo e custo associado, disponíveis a qualquer momento.
• Utilizar software de modelação nos processos construtivos é um dos objetivos centrais desta UC: usar estas ferramentas além do desenho, como suporte a todo o processo de construir.
• A mudança não é só de ferramenta, é de método de trabalho: pensa-se em objetos e informação, não em linhas soltas.

Software de modelação por especialidade

Cada especialidade do projeto usa sistemas de modelação próprios, todos a representar o mesmo edifício, ao mesmo tempo:

Cada modelo é produzido em software de autoria BIM próprio da especialidade e só depois combinado com os restantes.

Como os sistemas interagem: o modelo federado

Um modelo federado junta os modelos de todas as especialidades num único ambiente de visualização e verificação, sem os fundir num só ficheiro: cada especialidade mantém a autoria e a responsabilidade sobre o seu modelo.

• Permite ver o edifício completo e comparar os modelos entre si, especialidade a especialidade.
• É a base para compatibilizar projetos e detetar conflitos antes de chegarem à obra.
• A gestão desta interação entre sistemas é o tema central desta UC: gerir, não apagar, as diferenças entre modelos.
• Um erro no modelo federado é sempre corrigido pela equipa dona do elemento em causa, nunca por quem o detetou.

O modelo único da edificação

Executar um modelo digital 3D que integra todas as informações relacionadas com um projeto significa que geometria, materiais, quantidades, custos e prazos convivem num único ambiente de trabalho.

• A informação é centralizada: não há um ficheiro para a geometria e outro, desligado, para os custos.
• Alterar um elemento no modelo propaga a alteração a tudo o que dele depende: quantidades, mapas e desenhos.
• É a aplicação prática da realização "aplicar informação centralizada num modelo virtual da edificação".
• Esta centralização é o que torna o BIM útil além do projeto: em obra e na manutenção, o modelo continua a ser a fonte única de verdade.

Converter 2D em 3D e vice-versa

Ler e produzir informação em ambos os sentidos é uma aptidão central desta UC:

1. Ler plantas, alçados e cortes 2D de um projeto de especialidade.
2. Interpretar como esses desenhos se traduzem em volumes e elementos 3D.
3. Extrair do modelo 3D as vistas 2D necessárias para a obra.
4. Confirmar que a cota, a escala e a espessura no desenho 2D coincidem com o elemento correspondente no modelo.

Um técnico competente lê um corte em papel e "vê" o modelo 3D correspondente, e vice-versa, sem se perder entre as duas representações.

O que é interoperabilidade e porque falha

Interoperabilidade é a capacidade de sistemas diferentes trocarem informação entre si sem perda de significado. Sem ela, cada software só entende os seus próprios ficheiros.

• Um modelo exportado num formato proprietário pode perder informação ao ser aberto noutro programa.
• Falhas típicas: elementos que desaparecem, materiais que se perdem, ou quantidades que deixam de bater certo.
• Gerir esta interoperabilidade entre sistemas de modelação é o objetivo desta UC.
• A falha raramente é visível de imediato: só aparece quando alguém tenta usar a informação que faltou.

IFC, o formato neutro

O IFC (Industry Foundation Classes) é um formato de dados aberto e neutro para trocar modelos BIM entre softwares diferentes, normalizado pela ISO 16739.

• Não pertence a nenhum fabricante de software: qualquer programa pode ler e escrever IFC.
• Descreve elementos construtivos (paredes, portas, vigas) de forma estruturada, com as suas propriedades.
• É a base técnica que torna possível a colaboração entre especialidades com software diferente.
• Nem todos os elementos ou propriedades específicos de um software chegam ao IFC da mesma forma: por isso a exportação tem sempre de ser verificada, não só feita.

Exemplo resolvido: verificar o que se perde ao exportar para IFC

Uma equipa exporta o modelo de estruturas do software de autoria para IFC, para o entregar à coordenação.

1. Antes de exportar, regista-se uma lista de referência: número de elementos, materiais e propriedades-chave (por exemplo, classe de betão de cada pilar).
2. Exporta-se o modelo para IFC, escolhendo a configuração de exportação e a MVD adequada ao uso (coordenação geral).
3. Abre-se o ficheiro IFC noutro visualizador e compara-se com a lista de referência.
4. Deteta-se que 3 pilares perderam a propriedade "classe de betão": a configuração de exportação não estava a mapear esse parâmetro personalizado para o esquema IFC.
5. Corrige-se o mapeamento na configuração de exportação, repete-se a exportação, e confirma-se que os 3 pilares já trazem a propriedade.

Sem este passo de verificação, a equipa de coordenação teria recebido um modelo incompleto sem saber.

Cinco formatos, cinco finalidades

Nem todos os formatos de troca servem o mesmo propósito. Escolher mal o formato é uma das causas mais comuns de perda de informação:

Quando usar cada formato

• Nativo: enquanto o trabalho fica dentro da mesma especialidade e do mesmo software, sem necessidade de o partilhar fora dessa equipa.
• IFC: sempre que o modelo tem de ser lido por outro software, seja para coordenação, verificação ou quantificação.
• DWG: para entregar desenhos 2D a quem só precisa de plantas ou pormenores, sem o modelo 3D completo.
• BCF: para comunicar um problema concreto, com a vista exata, sem sobrecarregar ninguém com o modelo inteiro.
• COBie: no fecho do projeto, para entregar ao dono de obra os dados de espaços e equipamentos que vão alimentar a gestão de manutenção do edifício.

BCF, comunicar problemas sem trocar o modelo

O BCF (BIM Collaboration Format) é um formato aberto para trocar comentários e problemas (issues) associados a elementos do modelo, sem ter de enviar o modelo inteiro.

• Um ficheiro BCF guarda o ponto de vista, a localização e o comentário sobre um problema.
• Permite que uma especialidade sinalize um conflito à outra, com a imagem exata do que está errado.
• É trocado entre visualizadores e plataformas de gestão de problemas (por exemplo, BIMcollab).
• Cada comentário BCF pode ter um estado (aberto, em análise, resolvido), o que permite acompanhar o progresso.

MVD e IDS: dizer exatamente que informação se troca

Nem toda a troca de dados precisa da informação toda:

• MVD (Model View Definition): define um subconjunto do esquema IFC adequado a uma troca concreta, por exemplo, só o necessário para calcular quantidades.
• IDS (Information Delivery Specification): norma que especifica, de forma legível por máquina, que informação um modelo tem de conter para uma entrega ser aceite.
• A MVD recorta o que se exporta; o IDS confirma, depois, se o que foi exportado cumpre o que foi pedido.

Juntos, garantem que cada troca de dados contém exatamente o que é preciso, nem mais, nem menos.

LOD: quanto detalhe geométrico e de informação

O LOD (Level of Development, nível de desenvolvimento) descreve quanto detalhe geométrico e de informação um elemento do modelo deve ter numa determinada fase do projeto.

• Nas fases iniciais, um elemento pode ser apenas um volume aproximado.
• Nas fases de execução, o mesmo elemento é modelado com dimensões exatas, material e ligações reais.
• Definir o LOD adequado a cada fase evita trabalho a mais no início e falta de rigor no fim.
• Um LOD mal definido gera dois problemas opostos: tempo perdido a detalhar cedo demais, ou decisões tomadas sobre informação demasiado incerta.

LOIN (EN 17412-1): especificar as necessidades de informação

O LOIN (Level of Information Need, nível de necessidade de informação), normalizado pela EN 17412-1, especifica de forma completa a informação necessária numa troca: geométrica, alfanumérica e documental.

• Vai além do LOD: define também que propriedades, classificações e documentos são exigidos.
• É definido pelo dono da obra ou pela equipa de gestão de informação, antes de a troca acontecer.
• Analisar e cumprir os requisitos técnicos dos sistemas de modelação depende de saber ler um LOIN.
• Um LOIN bem escrito evita o vaivém de entregas rejeitadas por faltar informação que ninguém tinha pedido claramente.

ISO 19650 e o Ambiente Comum de Dados (CDE)

A ISO 19650 organiza a gestão da informação de um projeto de construção através de um CDE (Common Data Environment, Ambiente Comum de Dados): uma plataforma partilhada onde toda a informação é recolhida, verificada e disseminada.

O CDE organiza a informação em estados:

O Plano de Execução BIM (BEP)

Planear a integração dos sistemas de modelação utilizados no projeto materializa-se num documento: o BEP (BIM Execution Plan, Plano de Execução BIM).

• Define quem produz que informação, em que software, com que LOIN e em que formato de troca (IFC, BCF, COBie).
• Estabelece a estrutura de pastas e nomenclatura do CDE.
• É acordado no início do projeto por todas as especialidades, para que a interoperabilidade seja planeada e não improvisada.
• Sem um BEP escrito, cada equipa toma estas decisões à sua maneira, e os conflitos só aparecem quando já custam tempo e dinheiro a corrigir.

Deteção de colisões (clash detection)

Compatibilizar as peças dos projetos de execução consiste em analisar os modelos federados de todas as especialidades e detetar colisões: conflitos geométricos entre elementos que ocupam o mesmo espaço.

• Software de verificação e coordenação (ex.: Solibri, Navisworks) compara os modelos e assinala interseções.
• Uma colisão comum: uma conduta de AVAC que atravessa uma viga estrutural.
• Cada colisão gera um comentário, tipicamente trocado em BCF, para a especialidade responsável corrigir.
• Uma verificação de colisões produz normalmente várias dezenas de resultados; nem todos são igualmente urgentes.

Triagem de colisões: nem todas são iguais

Depois de detetadas, as colisões passam por uma triagem, para se decidir por onde começar a corrigir:

Sem triagem, uma lista de 40 colisões trata-se toda ao mesmo ritmo, e o tempo perde-se nas menos importantes.

Exemplo resolvido: sessão de deteção de colisões com triagem e registo em BCF

Uma verificação de colisões federada entre estruturas, arquitetura e instalações devolve 6 resultados.

1. A equipa de coordenação analisa os 6 resultados e classifica-os: 2 críticos (elementos estruturais), 3 moderados (folgas insuficientes), 1 informativo (sobreposição de texto).
2. Regista-se um ficheiro BCF por colisão crítica, com a vista exata, a descrição do conflito e a especialidade responsável.
3. As colisões críticas são corrigidas primeiro: uma conduta é reencaminhada, um ponto de água é deslocado.
4. As colisões moderadas são analisadas com a equipa de instalações, que confirma se a folga cumpre a norma aplicável, e ajusta o traçado onde não cumpre.
5. A colisão informativa é corrigida sem necessidade de comentário BCF, por ser um erro de desenho sem impacto construtivo.
6. Repete-se a verificação: o relatório passa de 6 para 0 colisões críticas e moderadas por resolver.

Sistemas de classificação

Um sistema de classificação organiza os elementos construtivos por códigos comuns, para que o modelo, o orçamento e as especificações falem a mesma linguagem.

• Cada elemento do modelo recebe um código de classificação, além do seu nome.
• Facilita a quantificação de custos e a comparação entre projetos.
• É informação que também compõe o LOIN de uma entrega.
• Sem um código de classificação comum, dois elementos equivalentes de partes diferentes do modelo podem ficar impossíveis de agrupar automaticamente.

Exemplo resolvido: mapear a classificação para gerar quantidades

O modelo federado tem elementos de parede com três códigos de classificação diferentes, correspondentes a soluções construtivas distintas.

1. Confirma-se que todos os elementos de parede do modelo têm um destes três códigos atribuído, sem exceções.
2. O mapa de quantidades agrupa automaticamente os elementos pelo código de classificação, não pelo nome livre que cada autor lhes deu.
3. A equipa de custos usa esta tabela para orçamentar cada solução construtiva separadamente, ao preço unitário correto.

Normas de qualidade e normas técnicas

Em Portugal, a normalização técnica é acompanhada e adaptada pelo IPQ (Instituto Português da Qualidade), que segue as normas internacionais (ISO) sobre BIM e interoperabilidade.

• As normas de qualidade aplicam-se tanto ao processo de modelação como à obra construída.
• A regulamentação nacional de construção continua a ser o quadro legal a cumprir, complementado pelas normas de troca de informação.
• Um técnico de obra confirma que o software de modelação e o processo cumprem estas normas e regulamentos.
• Adotar uma norma internacional não substitui nenhuma obrigação legal portuguesa: as duas coexistem.

Gestão de resíduos e proteção ambiental no processo BIM

O modelo digital também apoia o cumprimento das normas ambientais:

• Normas de gestão de resíduos: o modelo permite planear antecipadamente os volumes de resíduos de construção por tipo de material.
• Normas de proteção ambiental: decisões de projeto tomadas cedo, com apoio do modelo, evitam desperdício de material em obra.
• Um modelo bem classificado facilita relatórios de sustentabilidade, porque já sabe as quantidades e os materiais de cada elemento.

Acompanhar a execução com o modelo atualizado

Monitorizar o desempenho e a troca de dados entre sistemas de modelação durante a execução do projeto significa confirmar, ao longo da obra, que o modelo continua fiável e sincronizado entre especialidades.

• Verificar periodicamente se as entregas de cada especialidade chegam ao CDE nos prazos e formatos acordados no BEP.
• Comparar o modelo com o que é construído em obra, e assinalar desvios.
• É uma responsabilidade contínua, não uma verificação única no início do projeto.
• Um desvio detetado cedo custa uma correção no modelo; o mesmo desvio detetado tarde pode custar uma demolição parcial em obra.

Identificar e corrigir problemas de troca de dados

Quando a troca de dados falha, o técnico tem de diagnosticar a causa antes de a corrigir:

Melhorar a eficiência na deteção e resolução destes problemas é um critério de desempenho central desta UC.

Do modelo à quantidade

Porque a informação está centralizada no modelo, extrair quantidades deixa de exigir uma medição manual: o modelo já sabe as dimensões e as quantidades de cada elemento.

• Um mapa de quantidades gerado do modelo lista, por exemplo, os m² de parede exterior ou o volume de betão em fundações.
• Estimar custos em qualquer etapa do projeto passa a ser possível cedo, com a informação disponível nesse momento.
• Quanto mais desenvolvido o LOD, mais rigorosa a estimativa.
• Um mapa de quantidades ligado ao modelo nunca fica "desatualizado" por esquecimento: atualiza-se sozinho a cada alteração.

Responder a mudanças de design sem perder o orçamento

Um exemplo típico de obra: a arquitetura decide aumentar a área de uma sala em 12 m² já depois de o orçamento inicial estar feito.

1. O modelo é atualizado com a nova área.
2. O mapa de quantidades associado recalcula automaticamente os m² de pavimento, rodapé e pintura afetados.
3. A equipa de custos consulta o mapa atualizado, sem refazer a medição manual.
4. O orçamento é ajustado à mudança, com rastreio de qual alteração o causou.

Responder a mudanças de design durante a execução é uma aptidão que só é rápida quando o modelo e os custos estão ligados.

EPI, segurança e saúde, ambiente e qualidade

O trabalho com sistemas de modelação não dispensa as normas que regem a obra e o próprio posto de trabalho:

• EPI (Equipamentos de Proteção Individual): usados sempre que a validação do modelo exige visita ao estaleiro.
• Normas de segurança e saúde no trabalho: aplicam-se tanto ao estaleiro como ao posto de trabalho do técnico de modelação.
• Normas de gestão de resíduos e de proteção ambiental: o modelo pode e deve apoiar o planeamento da gestão de resíduos de construção.
• Normas da qualidade: aplicam-se ao processo de modelação e à obra construída.

Organizar e imprimir as peças desenhadas e escritas

No fecho de cada fase, o técnico organiza e imprime as peças desenhadas e escritas extraídas do modelo:

• Peças desenhadas: plantas, alçados, cortes e pormenores, gerados diretamente do modelo 3D.
• Peças escritas: mapas de quantidades, memórias descritivas e cadernos de encargos.
• No fecho do projeto, os dados de equipamentos e espaços podem ainda ser entregues em COBie, para apoiar a gestão de manutenção do edifício.
• A impressão ou exportação final é sempre a partir da versão Publicada no CDE, nunca de um trabalho em curso (WIP).