Compreensão e investigação do BIM ao longo de todo o ciclo de vida da construção

Resumo

Introdução

Na década de 1970, o professor Charles M. Eastman, da Universidade Carnegie Mellon, propôs o protótipo do conceito de BIM — o sistema de descrição de edificações, isto é, a descrição de edifícios baseada em computador, com o objetivo de realizar a visualização e a análise quantitativa dos projetos de construção e aumentar a eficiência das obras.

Com o desenvolvimento do hardware e do software de computadores, somente em 2002, quando a empresa norte-americana Autodesk adquiriu a empresa de software Revit, é que, com base em estratégias de divulgação no mercado, o termo “modelo de informações da construção” (Building Information Modeling, BIM) foi oficialmente lançado. Após mais de vinte anos de desenvolvimento, diversas empresas de software, nacionais e estrangeiras, lançaram sucessivamente seus próprios softwares BIM, exagerando nas funções dos programas, na expectativa de conquistar maior participação de mercado na concorrência.

Do “modelo de informações da construção” (Building Information Modeling) proposto pela Autodesk ao “gerenciamento de informações da construção” (Building Information Mangement), hoje mais reconhecido no campo da gestão de projetos, a definição de BIM se tornou cada vez mais ampla, e as funções e exigências que lhe são atribuídas também aumentam cada vez mais.

Finith E. Jernigan, no livro “BIG BIM little bim”, descreve claramente o processo de desenvolvimento do conceito de BIM: o little bim seria como a tecnologia computacional anterior ao surgimento da internet; por volta de 1996, o little bim tornou-se uma tecnologia computacional capaz de se conectar à rede local e começou a transição para a plena conexão à internet. O big BIM seria como o computador pessoal totalmente integrado à rede, plenamente integrado à internet.

Do protótipo conceitual de BIM de Charles Eastman ao “gerenciamento de informações da construção” no campo da gestão de projetos, e daí à plena integração com a internet, o conteúdo e a abrangência do conceito de BIM vêm se ampliando, em constante evolução. O BIM não é apenas uma questão técnica, mas também uma questão social.

2 Compreensão do ciclo de vida completo da edificação

2.2 O novo ciclo de vida completo da edificação

Figura 2 O novo ciclo de vida completo da edificação 

2.2.1 O BIM voltado à consultoria e ao projeto

Com base no exposto, para que o BIM se desenvolva bem, é necessário formular um conjunto de normas e um sistema de padrões de avaliação da qualidade dos modelos adequados à entrega de modelos virtuais tridimensionais. O modo de entrega de desenhos bidimensionais não é o melhor, mas é relativamente aceitável; a qualidade da entrega de modelos tridimensionais é a melhor, porém carece dos devidos suportes (aqui, suportes remete à dependência de trajetória, conceito da economia). Aproveitando a propriedade “o que você vê é o que você obtém” do modelo BIM, e com a compreensão plena de todas as partes envolvidas no projeto, é possível contabilizar em tempo real as quantidades físicas do modelo da edificação (cimento, areia, armadura), estabelecendo a precisão das quantidades físicas como critério objetivo de avaliação da qualidade do modelo BIM, como um sistema paralelo e complementar ao regime vigente de entrega de desenhos bidimensionais, e abandonando o sistema de revisão de BIM atualmente em voga, inútil e que desperdiça dinheiro e trabalho. A maior vantagem das quantidades físicas do modelo BIM (cimento, areia, armadura) é que elas podem ser verificadas durante o processo construtivo; o contratante ou os órgãos governamentais competentes podem tomar o desvio positivo ou negativo entre as quantidades físicas do modelo BIM e as quantidades físicas efetivamente utilizadas na obra concluída (cimento, areia, armadura) como critério de avaliação da qualidade do modelo tridimensional do BIM de consultoria e projeto, implementando um mecanismo relativamente objetivo de premiação e punição e impulsionando o desenvolvimento de alta qualidade do BIM de consultoria e projeto.

Não há como evitar o fato de que as construtoras têm motivação mais forte para implementar o BIM e alcançam os resultados mais expressivos; a razão fundamental está em aproveitar ao máximo as vantagens naturais do modelo de edifício virtual do BIM, evitando a desvantagem de converter o modelo virtual em desenhos bidimensionais. Limitadas pelas restrições do sistema e pela escassez de talentos, a maioria das construtoras obtém modelos BIM por meio de profissionais com formação na especialidade de equipamentos, que reconstroem os modelos a partir de desenhos bidimensionais; em razão da insuficiência inata de conhecimentos profissionais, conseguem identificar, na maioria das vezes, apenas problemas explícitos, como colisões de tubulações, entregando-se à correção da qualidade dos desenhos bidimensionais e desviando-se da direção correta do desenvolvimento do BIM de construção.

O edifício físico concluído e em operação é, em certo sentido, o edifício físico gêmeo do modelo de edifício virtual do BIM no mundo real. O edifício virtual do BIM, que carrega os dados e as informações gerados e coletados pelo edifício físico, pode ser denominado edifício digital; embora tenha nascido no setor da construção, ele o transcende. Somente quando o edifício digital se desvencilhar do setor da construção, abraçar ativamente tecnologias emergentes, como big data, computação em nuvem e Internet das Coisas, e ingressar em um novo campo integrado, é que poderá verdadeiramente se tornar um edifício digital inteligente.

Há alguns anos, a cidade de Hangzhou, valendo-se dos serviços em nuvem da Alibaba, vem explorando as aplicações de vanguarda do “cérebro urbano”. O autor, com algum conhecimento dos materiais pertinentes, verifica que, até o momento, apenas os túneis subterrâneos de serviços públicos e parte das redes públicas de água e eletricidade foram digitalizados; nos demais aspectos, foi montado apenas um esqueleto rudimentar, ainda muito distante da necessidade real de penetrar na vida cotidiana da população.

Sem a aplicação difundida da tecnologia BIM para realizar o gêmeo digital dos edifícios, seria como se os edifícios não tivessem cérebro: como poderiam sustentar o cérebro urbano e concretizar a cidade inteligente? Apoiando-se no modelo BIM para realizar o gêmeo digital dos edifícios e combinando tecnologias de ponta, como o big data, para analisar em profundidade os diversos dados gerados pelos edifícios, é possível descentralizar os dados e computá-los de forma distribuída, aliviando a pressão sobre a capacidade de processamento computacional central. Do ponto de vista do percurso técnico, trata-se também de um processo de desenvolvimento do mais fácil para o mais difícil e do ponto para a totalidade, no qual os resultados são mais fáceis de alcançar.

Uma aplicação mais urgente do edifício com gêmeo digital: por meio de drones que coletam dados no canteiro, o edifício do mundo real pode ser comparado com o edifício digital, permitindo monitorar com maior eficácia o estado imediato dos edifícios urbanos e conter de forma efetiva as construções irregulares. Para os edifícios com gêmeo digital em que a tecnologia BIM foi aplicada de forma sistemática no projeto e na construção e que passaram pela vistoria de aceitação, sugere-se que o arquivo público os adquira segundo padrões razoáveis, formando os ativos digitais da cidade; a operação posterior ficaria a cargo do arquivo público, que alugaria ou venderia esses ativos digitais para terceiros, gerando receitas estáveis. Dessa forma, com o governo dando o impulso inicial e a operação contínua em seguida, é possível ao mesmo tempo aliviar a pressão fiscal e evitar a concorrência desordenada e o monopólio de fato da operação empresarial; é também outra linha de pensamento para resolver o investimento inicial da construção digital urbana.

Em segundo lugar, o BIM deve ser incorporado como tecnologia e fluxo de trabalho regulares do contratante, da consultoria de projeto e das construtoras, com orientação correta, divulgação e aplicação; quando a modernização de todo o setor da construção se tornar a grande tendência e houver acúmulo suficiente de dados de BIM, talvez a rubrica específica de custos de BIM possa ser dispensada.

O BIM voltado ao projeto requer softwares com funções que atendam às necessidades dos projetistas; o BIM voltado à construção requer funções que atendam às necessidades dos gestores da obra; quanto ao BIM voltado à operação e manutenção, as funções exigidas são as mais diversas. É praticamente impossível que um único software atenda às necessidades de todas as partes. Por isso, a organização internacional buildingSMART propôs o conceito de openBIM: profissionais das diversas áreas do setor trabalham com softwares adequados às suas próprias especialidades e realizam a troca de dados por meio de padrões e formatos comuns, como IFC (Figura 3), BCF, DWG e PDF. O padrão IFC é público e aberto: não é monopolizado por fornecedores de software nem apresenta problemas de “estrangulamento tecnológico”, sendo uma boa escolha; ainda assim, é necessário que o governo estabeleça uma instituição de interesse público para participar do desenvolvimento contínuo do padrão IFC.

Na era bidimensional, todo o setor entregava os resultados por meio de desenhos bidimensionais; sobretudo as plantas carimbadas, dotadas de status de documento legal, possuíam também a propriedade natural de não serem adulteráveis. Ao entrar na era do BIM, plenamente integrado à internet, os dados passam a ser transmitidos por meio de redes, sendo necessário desenvolver um mecanismo que garanta que, durante a transmissão, os dados não sejam perdidos inadvertidamente nem adulterados de forma maliciosa, de modo a conferir à entrega tridimensional significado jurídico, isto é, o status legal das plantas carimbadas. Em especial, é preciso corrigir pela raiz as concepções e os mecanismos atualmente em voga e equivocados, como “consistência entre desenho e modelo” e “revisão de BIM”, que não resolvem nem os problemas técnicos nem os jurídicos, apenas provocam desperdício de recursos de todo o setor e da sociedade.

4.3 O sistema de custos de construção

Na era bidimensional, em razão das limitações dos meios técnicos, o cálculo das quantidades de obra era bastante aproximado e exigia cálculo manual, ao mesmo tempo penoso e impreciso. O software BIM elevou consideravelmente o refinamento e a precisão do levantamento de quantitativos; contudo, o sistema de custos não o acompanhou, ainda empregando o antigo sistema de custos baseado em normas de consumo e listas de quantitativos, o que restringe a aplicação e o desenvolvimento do BIM. É necessário formular um sistema de custos adaptado ao cálculo de quantitativos com BIM.

A promoção do grande mercado unificado faz o produto da construção retornar à condição de mercadoria comum. Sob a perspectiva da transação, o produto da construção também é uma mercadoria; contudo, devido ao forte vínculo entre construção e solo e às limitações técnicas, ele se converteu em uma mercadoria de profunda customização, com características únicas e regionais, que restringem sua condição de mercadoria comum. O desenvolvimento da tecnologia e dos fluxos de trabalho BIM fez cair drasticamente o custo da simulação de dados do modelo virtual tridimensional da edificação; embora o produto da construção ainda possua unicidade e regionalidade, a maior parte de seus componentes construtivos e de seus fluxos de construção pode ser decomposta em componentes padronizados de uso universal e métodos construtivos padrão, que, por meio da simulação de dados, podem ser simulados e iterados, reduzindo, na origem, o desperdício durante a execução. Os edifícios pré-fabricados atualmente em voga, por não possuírem capacidade de simulação de dados, muitas vezes só conseguem escolher um número limitado de fábricas de componentes durante a execução, permanecendo como mercadorias customizadas, sem possibilidade de redução de custos. A maioria dos edifícios pré-fabricados, em tese, economiza custo e prazo, mas, na prática, não é mais rápida nem melhor do que a estrutura tradicional de concreto moldado in loco. Com o uso correto do fluxo de informações do BIM, as fábricas de componentes podem obter livremente as informações BIM da edificação e, por meio de simulação, produzir, com base nas próprias vantagens, componentes pré-fabricados que atendam aos requisitos da edificação, oferecendo às construtoras a fabricação e a cotação dos componentes; as construtoras podem, por meio do modelo BIM, simular virtualmente se os componentes da fábrica atendem às exigências e decidir livremente pela compra. Embora a edificação como um todo seja uma mercadoria profundamente customizada, seus componentes passam a possuir a condição de mercadoria comum; por meio da concorrência no grande mercado unificado, os recursos são plenamente utilizados, e a qualidade e a eficiência serão muito elevadas, alcançando-se a meta do desenvolvimento de alta qualidade do setor da construção.