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Modelagem BIM: o futuro da Construção Civil

A modelagem é uma atividade que está presente em diversas profissões, entre elas a Engenharia Civil. Nesta, a modelagem BIM tem papel fundamental na visualização e compreensão do projeto, pois leva planta do 2D ao 3D. Desse modo, a identificação das alturas de certos objetos fica mais fácil, há uma maior praticidade na elaboração de cortes, entre outros diversos benefícios.

Na área de Civil, a modelagem se encontra inserida como uma etapa que pode acontecer antes, durante e/ou depois da execução de um projeto, tornando possível fazer diversas análises a respeito da estrutura e seus comportamentos. Os modelos podem ser criados virtual ou fisicamente, dependendo das informações almejadas com o estudo.

O que é um modelo?

Modelos e maquetes são ambos representações da realidade, normalmente em escala reduzida, mas não significam a mesma coisa. Enquanto as maquetes são construídas apenas aspirando a visualização e apresentação de empreendimentos, os modelos são projetados de modo que suas informações possam ser convertidas para expressar os valores reais de seu original. Na Universidade Federal do Paraná (UFPR), por exemplo, existem diversos modelos físicos, representando hidrelétricas em tamanho reduzido, a partir das quais são realizados estudos do comportamento da hidrelétrica em escala real.

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Modelo reduzido da hidrelétrica de Belo Monte na UFPR. Disponível em: https://www.jws.com.br/2017/05/nelson-luiz-de-souza-pinto-e-historia-da-copel-no-parana/

Já os modelos virtuais se enquadram no conceito de BIM, pois apresentam parâmetros que permitem cálculos e a observação do desempenho da estrutura quando submetida a certos esforços. Esses parâmetros vão desde as dimensões dos elementos até os materiais com que são feitos e suas propriedades.

As diferentes modelagens e suas finalidades

Modelagem de projetos

Processo que acontece de maneira simultânea à elaboração da planta baixa em alguns dos softwares essenciais para a engenharia, como o Revit. Assim, a modelagem antes da construção facilita a elaboração de alguns documentos, dentre eles as tabelas de quantitativos e listas de materiais. 

Essa etapa permite ainda a compatibilização entre as disciplinas de um mesmo empreendimento. Como os projetos são elaborados separadamente e, muitas vezes, por projetistas diferentes, conflitos entre os elementos podem acabar ocorrendo. Dessa forma, o processo de compatibilização consiste em juntar todos os projetos e analisar se há alguma interferência que precisa ser ajustada, por exemplo, se tem algum encanamento passando no meio de um elemento estrutural. 

A simples identificação dessas incompatibilidades e respectivos ajustes nos projetos evita o surgimento de problemas dessa natureza enquanto a obra está sendo executada, evitando também o gasto a mais que a solução desses problemas acarretaria.

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Exemplo de incompatibilidades entre o projeto elétrico e estrutural.

Modelagem As Is/As Built

Essas categorias da modelagem acontecem depois do início, e talvez até fim, da construção. Enquanto As Built (como construído) é um processo mais longo, que acompanha a construção em si, As Is (como é) se refere à análise realizada depois da finalização da obra.

Tanto a modelagem As Is quanto a As Built servem para verificar se os projetos foram seguidos corretamente, se há algum desvio entre o que foi construído e o que foi projetado e, caso aconteça, se esse desvio afeta de maneira significativa a utilização do espaço.

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Modelagem As Built. Disponível em: https://www.gtalevantamentos.com.br/solucoes/as-built/

Um exemplo de utilização da modelagem As Built são estudos feitos antes da entrega de prédios residenciais de São Paulo, principalmente, para verificar se os espaços reservados para as vagas de estacionamento foram invadidos por elementos estruturais, e se existe a possibilidade de realocar as vagas afetadas.

Métodos de modelagem para construções finalizadas

Quando a modelagem é feita antes da construção, a base para o modelo é a planta baixa, mas como é feita a obtenção de dados para as modelagens As Is e As Built? Nesses casos existem basicamente 2 métodos:

Croqui

A primeira forma de se adquirir as medidas de um projeto é a mais simples e manual: ir ao local e, através de diversas medições, elaborar um croqui do que foi executado. Essa maneira acaba sendo um pouco demorada e não tão precisa, mas seu custo é baixo e não exige equipamentos específicos, então muitas vezes é empregada em situações que não exijam tanta precisão.

Nuvem de pontos

Já o segundo método envolve alguns equipamentos, como estações totais, scanners e, dependendo da situação, até mesmo drones. Os aparelhos escaneiam o ambiente por meio de fotos e linhas de laser, registrando milhões de pontos e suas coordenadas para digitalizar o ambiente escaneado. Esse método possui alta precisão, mas, por conta do uso de aparelhos mais sofisticados, normalmente também acaba saindo um pouco mais caro. Em casos como o citado anteriormente, onde o cálculo de invasão das vagas deve ser milimétrico, o levantamento por nuvem de pontos é o mais recomendado.

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Modelagem a partir de nuvem de pontos. Disponível em: https://mundogeo.com/2019/04/26/tenho-uma-nuvem-de-pontos-e-agora-o-que-faco/

Nível de detalhamento

A modelagem BIM também pode ser um projeto por si só, e nesses casos é crucial determinar com antecedência qual será o nível de desenvolvimento/detalhamento ou LOD (Level Of Development/Detail). O AIA (American Institute of Architects) definiu a existência de 5 LODs, de 100 a 500, sendo 100 o nível mais básico e 500 o mais detalhado.

No Paraná temos o Caderno BIM PR, que traz diretrizes para a elaboração de projetos em BIM com base na NBS (National BIM Specification). No Caderno, são especificados os NDs e NIs (Níveis de Detalhamento e Níveis de Informação), entretanto, o mais comum no mercado da engenharia no momento é a utilização dos LODs. O escopo de cada nível de detalhamento não é muito bem definido e pode variar de caso para caso, por isso é importante conversar com a empresa ou projetista que fará o projeto para definir exatamente o que será executado.

LOD 100

A representação dos elementos acontece de maneira genérica, com o mínimo de informações. Normalmente o LOD 100 significa que apenas os volumes dos elementos importantes serão representados. Recomendado para quando o objetivo da modelagem é apenas a visualização do projeto.

LOD 200

Os volumes possuem mais detalhes e elementos secundários são incluídos na modelagem, com localização mais precisa. Alguns parâmetros mais simples podem ser inseridos.

LOD 300

Mais elementos são incluídos, com detalhamento um pouco maior. A localização dos elementos modelados corresponde à realidade. Parâmetros como os materiais são inseridos e já é possível elaborar alguns documentos e quantitativos a partir da modelagem.

LOD 400

Inclui os menores elementos, mas com nível de detalhamento baixo (apenas o parafuso, por exemplo). Algumas deformações da estrutura são incluídas e mais parâmetros são adicionados. Cálculos podem ser feitos a partir do modelo, assim como diversos documentos podem ser gerados.

LOD 500

Todos os elementos são representados de forma verídica, incluindo as possíveis deformações na estrutura. O detalhamento atinge seu nível máximo (parafuso, porca e arruela), podendo ser representadas até as diversas camadas da estrutura separadamente (exemplo: alvenaria – chapisco – emboço – reboco).

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Níveis de detalhamento da modelagem. Disponível em: https://spbim.com.br/o-que-e-lod/

Os processos da Engenharia Civil se tornam cada vez mais tecnológicos, a modelagem já é muito útil atualmente e ainda apresenta muito potencial na automatização da construção. Por enquanto, a facilidade de análise e prevenção de problemas na obra já tornam o ato de projetar e construir mais acessíveis e ágeis.

Gostou do conceito? Percebeu como a modelagem em BIM pode prevenir os problemas do seu empreendimento? Entre em contato conosco e faça um orçamento!

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