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'''Building Information Modeling''' (BIM) designa os processos de produção e gestão da informação durante o ciclo de vida da construção <ref>Lee, G., R. Sacks, and C.M. Eastman, Specifying parametric building object behavior (BOB) for a building information modeling system. Automation in Construction, 2006. 15(6), 758-776.</ref>. As aplicações mais correntes utilizam o modelo tridimensional do edifício ('''Building Information Model''', também designado por BIM) como um repositório dinâmico para integração da informação da construção. Os elementos constituintes do modelo encontram-se ligados por relações paramétricas de modo a que a informação seja introduzida de forma estruturada e que as alterações se propaguem em tempo real. Actualmente, a produção automática de vistas, a extracção de quantidades e a detecção de erros e omissões em projecto são os outputs mais habituais da utilização deste tipo de ferramentas <ref>Monteiro, A., Avaliação da aplicabilidade do modelo IFC no licenciamento automático de projectos de redes de distribuição predial de água. Dissertação no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Civil da Faculade de Engenharia da Universidade do Porto, 2010.</ref>.
 
'''Building Information Modeling''' (BIM) designa os processos de produção e gestão da informação durante o ciclo de vida da construção <ref>Lee, G., R. Sacks, and C.M. Eastman, Specifying parametric building object behavior (BOB) for a building information modeling system. Automation in Construction, 2006. 15(6), 758-776.</ref>. As aplicações mais correntes utilizam o modelo tridimensional do edifício ('''Building Information Model''', também designado por BIM) como um repositório dinâmico para integração da informação da construção. Os elementos constituintes do modelo encontram-se ligados por relações paramétricas de modo a que a informação seja introduzida de forma estruturada e que as alterações se propaguem em tempo real. Actualmente, a produção automática de vistas, a extracção de quantidades e a detecção de erros e omissões em projecto são os outputs mais habituais da utilização deste tipo de ferramentas <ref>Monteiro, A., Avaliação da aplicabilidade do modelo IFC no licenciamento automático de projectos de redes de distribuição predial de água. Dissertação no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Civil da Faculade de Engenharia da Universidade do Porto, 2010.</ref>.
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[[File:Modelos BIM.jpg|thumb|right|350px|Esquematização do ciclo de aplicação dos diferentes modelos BIM <ref name="SIGABIM" />.]]
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'''Nota''': os conteúdos aqui presentes fazem parte de relatórios e artigos desenvolvidos pela parte integrante da FEUP no projecto de investigação [[SIGABIM]], devendo por isso, quando citados, incluir a devida referência <ref name ="SIGABIM">Projecto SIGABIM. Hipólito de Sousa, João Poças Martins, André Monteiro. Secção de Construções Civis, Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (2011).</ref>.
  
 
= Retrospectiva histórica =
 
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A origem dos conceitos BIM remonta para as teorias desenvolvidas desde os finais da década de 70 por Charles M. Eastman sobre modelação de dados de produtos da construção <ref>Yessios, C.I., Are We Forgetting Design? AECbytes Viewpoint, 2004. #10.</ref>, partilhando os mesmos princípios conceptuais a nível de representação e organização da informação <ref name="Eastman">Eastman, C.M., Building Product Models: Computer Environments Supporting Design and Construction. 1999.</ref>.
 
A origem dos conceitos BIM remonta para as teorias desenvolvidas desde os finais da década de 70 por Charles M. Eastman sobre modelação de dados de produtos da construção <ref>Yessios, C.I., Are We Forgetting Design? AECbytes Viewpoint, 2004. #10.</ref>, partilhando os mesmos princípios conceptuais a nível de representação e organização da informação <ref name="Eastman">Eastman, C.M., Building Product Models: Computer Environments Supporting Design and Construction. 1999.</ref>.
O termo BIM "Building Information Modeling" foi utilizado pela primeira vez por um arquitecto da Autodesk, Phil Berstein, sendo depois generalizado por Jerry Laiserin como um nome comum para a representação digital dos processos de construção <ref>Laiserin, J., Comparing Pommes and Naranjas. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for Technology Leaders in Design Business, 2002.</ref>, característica de um pequeno conjunto de aplicações então disponíveis no mercado. O Graphisoft ArchiCAD é apontado como a primeira implementação dos princípios BIM numa aplicação comercial <ref>Laiserin, J., Graphisoft on BIM. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for  
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O termo BIM "Building Information Modeling" foi utilizado pela primeira vez por um arquitecto da Autodesk, Phil Berstein, sendo depois generalizado por Jerry Laiserin como um nome comum para a representação digital dos processos de construção <ref>Laiserin, J., Comparing Pommes and Naranjas. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for Technology Leaders in Design Business, 2002.</ref>, característica de um pequeno conjunto de aplicações então disponíveis no mercado. O Graphisoft ArchiCAD é apontado como a primeira implementação dos princípios BIM numa aplicação comercial <ref>Laiserin, J., Graphisoft on BIM. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for
 
Technology Leaders in Design Business, 2003.</ref>, <ref>Howell, I. and B. Batcheler, Building Information Modeling Two Years Later - Huge Potential, Some Success and Several Limitations. 2005.</ref>.
 
Technology Leaders in Design Business, 2003.</ref>, <ref>Howell, I. and B. Batcheler, Building Information Modeling Two Years Later - Huge Potential, Some Success and Several Limitations. 2005.</ref>.
  
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=== Modelação orientada por objectos ===
 
=== Modelação orientada por objectos ===
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[[File:ModelacaoObjectosBIM.jpg|thumb|300px|Exemplo da modelação orientada por objectos <ref name="Krippahl">Krippahl, M. - Building Information Model: Modelação 3D. Gestão da Construção. Mota-Engil Engenharia. (2009).</ref>]]
  
 
BIM utiliza habitualmente uma abordagem de modelação orientada por objectos. Este método consiste na programação de estruturas de dados, isto é, a definição de entidades ou objectos, numa organização semelhante à forma como os objectos reais interagem. Por outro lado, cada entidade ou objecto corresponde não só ao modo de representação, isto é, às propriedades que definem o objecto, como também a todos os operadores que o criam, manipulam, eliminam e actualizam correctamente, possibilitando assim o funcionamento e autonomia de cada objecto em particular <ref name="Eastman" />.
 
BIM utiliza habitualmente uma abordagem de modelação orientada por objectos. Este método consiste na programação de estruturas de dados, isto é, a definição de entidades ou objectos, numa organização semelhante à forma como os objectos reais interagem. Por outro lado, cada entidade ou objecto corresponde não só ao modo de representação, isto é, às propriedades que definem o objecto, como também a todos os operadores que o criam, manipulam, eliminam e actualizam correctamente, possibilitando assim o funcionamento e autonomia de cada objecto em particular <ref name="Eastman" />.
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*Os '''parâmetros de responsabilização devem ser claramente definidos e explicitados contratualmente'''. Com efeito, a automatização dos processos e a compatibilização das especialidades a partir de uma base de dados centralizada, resulta, em certa medida, numa diluição das responsabilidades de cada um dos intervenientes, o que poderá resultar em consequências perigosas, na medida em que motiva o desinteresse pela integridade, segurança e exequibilidade do modelo. Por outro lado, retira segurança aos projectistas para utilizarem estas ferramentas, inibindo-os de usarem o modelo para mais do que mera visualização. A atribuição de responsabilidades explícitas poderá ainda ser uma forma de legitimar a cobrança, por parte dos projectistas, de encargos adicionais pela prestação de serviços de modelação em BIM.
 
*Os '''parâmetros de responsabilização devem ser claramente definidos e explicitados contratualmente'''. Com efeito, a automatização dos processos e a compatibilização das especialidades a partir de uma base de dados centralizada, resulta, em certa medida, numa diluição das responsabilidades de cada um dos intervenientes, o que poderá resultar em consequências perigosas, na medida em que motiva o desinteresse pela integridade, segurança e exequibilidade do modelo. Por outro lado, retira segurança aos projectistas para utilizarem estas ferramentas, inibindo-os de usarem o modelo para mais do que mera visualização. A atribuição de responsabilidades explícitas poderá ainda ser uma forma de legitimar a cobrança, por parte dos projectistas, de encargos adicionais pela prestação de serviços de modelação em BIM.
  
*Deverão ser estabelecidos certos '''parâmetros para definição da posse de informação BIM''', de modo a proteger os intervenientes e a sua informação proprietária, retirando-lhes possíveis inibições que tenham em relevar a sua informação interna e exclusiva quando a introduzem num modelo partilhado que, em última análise, pertence ao Dono de Obra que encomendou o projecto.  
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*Deverão ser estabelecidos certos '''parâmetros para definição da posse de informação BIM''', de modo a proteger os intervenientes e a sua informação proprietária, retirando-lhes possíveis inibições que tenham em relevar a sua informação interna e exclusiva quando a introduzem num modelo partilhado que, em última análise, pertence ao Dono de Obra que encomendou o projecto.
  
 
*A correcta e ponderada '''definição das expectativas''' será bastante importante na gestão da utilização dos BIM. Com efeito, há tendência para publicitar inadequadamente as potencialidades destas ferramentas na medida em que não são considerados os desafios e os riscos associados à sua utilização. Conhecer as limitações das ferramentas será importante para não serem definidos requisitos contratuais inatingíveis, e para não desmotivar nem a utilização presente, nem as utilizações futuras.
 
*A correcta e ponderada '''definição das expectativas''' será bastante importante na gestão da utilização dos BIM. Com efeito, há tendência para publicitar inadequadamente as potencialidades destas ferramentas na medida em que não são considerados os desafios e os riscos associados à sua utilização. Conhecer as limitações das ferramentas será importante para não serem definidos requisitos contratuais inatingíveis, e para não desmotivar nem a utilização presente, nem as utilizações futuras.
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=== Visualização ===
 
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Os processos de visualização num modelo BIM são automáticos, isto é, o utilizador define o tipo de vista pretendido e o modelo gera-a. Isto inclui plantas, alçados, cortes, pormenores e elementos 3D. Visto que a modelação obedece a regras paramétricas, todas as vistas são actualizadas em tempo real, garantindo a consistência do modelo quer na fase inicial, quer na fase final e a rapidez na produção de informação visual.
 
Os processos de visualização num modelo BIM são automáticos, isto é, o utilizador define o tipo de vista pretendido e o modelo gera-a. Isto inclui plantas, alçados, cortes, pormenores e elementos 3D. Visto que a modelação obedece a regras paramétricas, todas as vistas são actualizadas em tempo real, garantindo a consistência do modelo quer na fase inicial, quer na fase final e a rapidez na produção de informação visual.
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=== Colaboração ===
 
=== Colaboração ===
  
A abrangência das ferramentas BIM permite centrar um volume significativo da informação referente ao ciclo de vida do edifício num único modelo. A partilha deste modelo com os vários colaboradores permite que o trabalho seja realizado a partir da mesma plataforma, minimizando os erros e omissões provenientes da interpretação e tradução deficiente da informação, e permitindo uma optimização da harmonia do modelo à medida em que novos dados são acrescentados. A partilha de um modelo BIM é, contudo, condicionada pela (falta de) [[interoperabilidade]] entre os [[formatos proprietários]] das aplicações. O formato standard [[IFC]] encontra-se já em várias das mais importantes aplicações BIM e constitui uma das poucas formas de ultrapassar o problema da interoperabilidade. Embora a sua utilização não se concretize numa correspondência total entre diferentes modelos proprietários, o formato assegura a transmissão de uma parte substancial da informação.
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[[File:CompatibilizacaoEspecialidadesBIM.png|thumb|300px|Compatibilização de especialidades <ref name="Krippahl">Krippahl, M. - Building Information Model: Modelação 3D. Gestão da Construção. Mota-Engil Engenharia. (2009).</ref>.]]
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A abrangência das ferramentas BIM permite centrar um volume significativo da informação referente ao ciclo de vida do edifício num único modelo. A partilha deste modelo com os vários colaboradores permite que o trabalho seja realizado a partir da mesma plataforma, minimizando os erros e omissões provenientes da interpretação e tradução deficiente da informação, e permitindo uma optimização da harmonia do modelo à medida em que novos dados são acrescentados. A partilha de um modelo BIM é, contudo, condicionada pela (falta de) [[interoperabilidade]] entre os [[Interoperabilidade BIM#Tipos de formatos|formatos proprietários]] das aplicações. O formato standard [[IFC]] encontra-se já em várias das mais importantes aplicações BIM e constitui uma das poucas formas de ultrapassar o problema da interoperabilidade. Embora a sua utilização não se concretize numa correspondência total entre diferentes modelos proprietários, o formato assegura a transmissão de uma parte substancial da informação.
  
 
A compatibilização de projectos de especialidades diferentes é das tarefas mais difícil a nível de [[gestão de projectos]]. A tendência das ferramentas BIM aponta cada vez mais no sentido de trabalho com toda esta informação num só modelo. Actualmente existem aplicações que não só permitem a agregação de projectos de diferentes especialidades, como possuem ferramentas que realizam uma verificação da compatibilidade dos modelos, identificando sobreposições, conflitos, erros e omissões no modelo global.
 
A compatibilização de projectos de especialidades diferentes é das tarefas mais difícil a nível de [[gestão de projectos]]. A tendência das ferramentas BIM aponta cada vez mais no sentido de trabalho com toda esta informação num só modelo. Actualmente existem aplicações que não só permitem a agregação de projectos de diferentes especialidades, como possuem ferramentas que realizam uma verificação da compatibilidade dos modelos, identificando sobreposições, conflitos, erros e omissões no modelo global.
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Ver também:
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* [[interoperabilidade|Interoperabilidade BIM]]
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* [[Industry Foundation Classes|Modelo IFC]]
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* [[Metodologias Lean]]
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* [[Linha de Balanço]]
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* [[Código dos Contratos Públicos]]
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* [https://www.rtp.pt/play/p2936/e306910/90-segundos-ciencias Entrevista João Poças Martins - 90 Segundos de Ciência][http://www.90segundosdeciencia.pt/episodes/ep-223-joao-pocas-martins/]
  
 
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Edição atual desde as 16h40min de 11 de dezembro de 2017

Building Information Modeling (BIM) designa os processos de produção e gestão da informação durante o ciclo de vida da construção [1]. As aplicações mais correntes utilizam o modelo tridimensional do edifício (Building Information Model, também designado por BIM) como um repositório dinâmico para integração da informação da construção. Os elementos constituintes do modelo encontram-se ligados por relações paramétricas de modo a que a informação seja introduzida de forma estruturada e que as alterações se propaguem em tempo real. Actualmente, a produção automática de vistas, a extracção de quantidades e a detecção de erros e omissões em projecto são os outputs mais habituais da utilização deste tipo de ferramentas [2].

Esquematização do ciclo de aplicação dos diferentes modelos BIM [3].

Nota: os conteúdos aqui presentes fazem parte de relatórios e artigos desenvolvidos pela parte integrante da FEUP no projecto de investigação SIGABIM, devendo por isso, quando citados, incluir a devida referência [3].

Retrospectiva histórica

A origem dos conceitos BIM remonta para as teorias desenvolvidas desde os finais da década de 70 por Charles M. Eastman sobre modelação de dados de produtos da construção [4], partilhando os mesmos princípios conceptuais a nível de representação e organização da informação [5]. O termo BIM "Building Information Modeling" foi utilizado pela primeira vez por um arquitecto da Autodesk, Phil Berstein, sendo depois generalizado por Jerry Laiserin como um nome comum para a representação digital dos processos de construção [6], característica de um pequeno conjunto de aplicações então disponíveis no mercado. O Graphisoft ArchiCAD é apontado como a primeira implementação dos princípios BIM numa aplicação comercial [7], [8].

Conceitos Genéricos

Os BIM são frequentemente vistos como a nova geração de ferramentas CAD. A necessidade de criar um modelo central representativo dos processos de construção, levou a que se percebesse a importância em abandonar a simples representação de elementos através de linhas, formas e texto, e se passasse a representar um modelo como uma associação de elementos individuais, através de uma modelação orientada por objectos. Para tal, os elementos passam a ser definidos, sendo-lhes atribuído significado semântico e associadas propriedades. São estabelecidas ligações que definem o modo de interacção dos elementos entre si e com o modelo global. Os objectos são organizados numa estrutura racional dividida por especialidade e estratificada por nível de pormenorização.

Numa típica aplicação BIM a concepção do edifício é feita através da agregação dos elementos construtivos tanto em 2D como em 3D. Para cada elemento construtivo, por exemplo uma parede, é possível especificar não só os parâmetros geométricos como a espessura, o comprimento e a altura, como também outros parâmetros como o material da parede, as tramas de superfície, propriedades térmicas e acústicas, custos de material e custos de construção, entre outros, permitindo inclusive ao utilizador a introdução de parâmetros ao seu critério.

BIM é diferente de CAD 3D. Num BIM a informação encontra-se interligada por via de relações paramétricas o que significa que as alterações são processadas em tempo real em todo o modelo, evitando a propagação de erros e dinamizando os processos de actualização. A automatização da produção das peças automáticas de um projecto é uma das grandes bandeiras da modelação BIM, com as vistas a serem obtidas automaticamente a partir do modelo do edifício. Esta funcionalidade tira partido das relações paramétricas entre os elementos do modelo na medida em que permite trabalhar em qualquer uma das vistas sem a preocupação de ajustar as restantes. O modelo executa as alterações automaticamente. Por outro lado, sendo o utilizador a definir que vista pretende extrair, consegue-se retirar pormenores que de forma manual são demasiado complexos para desenhar.

Um BIM engloba várias especialidades da construção. Assim, as aplicações mais correntes permitem a concepção de modelos de arquitectura, modelos de estruturas e modelos de redes. Certas aplicações, como por exemplo o Autodesk Revit, separam os módulos por diferentes aplicações, no entanto, este tipo de sistemas vem preparado para sincronizar os vários modelos de modo a centralizar a informação e a permitir a sobreposição de projectos com vista à detecção de erros. No caso da Autodesk e para este efeito, existe uma outra aplicação, o NavisWorks, cuja função é a compatibilização de projectos e identificação de conflitos.

A compatibilização de modelos é uma das bandeiras do BIM, possibilitando uma visão global sobre o projecto, a compatibilização dos elementos, a identificação de erros e omissões, a produção de vistas e pormenores complexos e a extracção de quantidades globais, no entanto, esta função obriga a requisitos de interoperabilidade entre sistemas. Interoperabilidade define-se como a capacidade de dois ou mais sistemas trocarem dados entre si e representa um dos mais fortes motivos para as derrapagens orçamentais, com estudos a apontarem valores na ordem dos biliões de dólares gastos por ano. Actualmente, a adopção de ferramentas BIM ainda se encontra numa fase inicial, pelo que ainda não é possível identificar uma preferência clara dos utilizadores a nível de aplicação BIM, logo, os problemas de interoperabilidade subsistem. Nos últimos tempos, um formato, mais do que todos os outros, tem sobressaído consideravelmente no que diz respeito à interoperabilidade entre sistemas, o modelo IFC (Industry Foundation Classes). Desenvolvido pela buildingSMART, uma associação não lucrativa composta por profissionais ligados à construção, pretende-se que o modelo IFC funcione como a ponte de ligação entre aplicações BIM, operando não só como formato de interoperabilidade mas também como sistema de classificação para organizar e definir o modo de representação da informação da construção.

Princípios Conceptuais

Modelos de dados e modelos de informação

Do ponto de vista conceptual, um BIM representa um modelo de organização e representação de dados com vista à aplicação prática. Em termos de engenharia de software, este tipo de estrutura entende-se por modelo de dados. Habitualmente, os modelos de dados são especificados através de uma linguagem de programação.

O modelo de dados cobre a forma como os dados são estruturados numa aplicação. Estas estruturas podem ser bases de dados, diagramas estruturais, modelos entidade-relação, modelos geográficos, modelos de objectos, modelos genéricos adaptáveis aos requisitos de utilização ou ainda modelos semânticos. As aplicações dos modelos de dados também variam.

Um BIM é uma aplicação de um modelo de dados na definição de uma estrutura para um sistema de informação, ou seja, um modelo de informação. Em termos conceptuais, um modelo de informação pode ser visto como um conjunto de representações formais de tipos de entidades que incluem propriedades, relações, constrangimentos, regras e funções, para a definição semântica de dados, podendo corresponder a objectos reais ou abstracções [9]. Em termos práticos, um modelo de informação pode ser aplicado a instalações ou a um edifício, fornecendo os formalismos necessários para definir esse domínio.

Modelação orientada por objectos

Exemplo da modelação orientada por objectos [10]

BIM utiliza habitualmente uma abordagem de modelação orientada por objectos. Este método consiste na programação de estruturas de dados, isto é, a definição de entidades ou objectos, numa organização semelhante à forma como os objectos reais interagem. Por outro lado, cada entidade ou objecto corresponde não só ao modo de representação, isto é, às propriedades que definem o objecto, como também a todos os operadores que o criam, manipulam, eliminam e actualizam correctamente, possibilitando assim o funcionamento e autonomia de cada objecto em particular [5].

Abstracções

O conceito de abstracção é significativamente importante nos conceitos de modelação. Pode-se definir uma abstracção como uma visão de uma realidade onde se suprime um conjunto de informações que sejam consideradas desnecessárias para o fim a que se destina [11]. Por exemplo, quando se definem os vários elementos que constituem um edifício numa estrutura hierárquica, paredes, janelas, vigas, entre outros, não se devem considerar os parâmetros desses elementos no mesmo nível de abstracção, ou a estrutura ficaria demasiado complexa. Assim, omitem-se estas informações, estando as mesmas incluídas nas definições internas de cada elemento. Assim, a omissão de informação numa hierarquia de abstracções é importante na redução da complexidade dos vários níveis, focando a atenção apenas na informação que se pretende considerar.

A estruturação de uma hierarquia de abstracções pode ser de vários tipos[5]:

  • Especialização: definição da hierarquia inferior de um elemento. Por exemplo, em relação a uma viga, associar os elementos betão e aço.
  • Agregação: agrupamento dos parâmetros definidores de um elemento. Por exemplo, em relação a uma parede, definir a cor, o tipo de material e o tipo de acabamento.
  • Composição: define um agrupamento de tipos de um elemento. Por exemplo, agrupar vários tipos de espaços - espaço de circulação, espaço de utilização, espaço de armazém.

Relações Paramétricas

A metodologia das relações paramétricas consiste na atribuição de relações de vizinhança aos vários elementos que compõem o modelo. As relações de vizinhança são processadas através de parâmetros que definem constrangimentos e implicações associados às entidades, o que resulta num modelo "inteligente" que adapta automaticamente todos os elementos do modelo quando se dá valores a parâmetros de apenas um dos elementos.

Implementação

Vantagens

Os BIM surgem como uma tecnologia de tal forma promissora que se pode afirmar que quaisquer esforços no sentido de melhorar gestão de informação devem ser enquadrados num modelo de informação. De outra forma, as iniciativas terão um carácter algo avulso e um tempo de validade limitado pelo inevitável aparecimento de tecnologias de âmbito mais alargado, actualmente em desenvolvimento [11].

Entre as potenciais vantagens identificadas para a indústria da construção, associadas à adopção deste tipo de tecnologia, contam-se as seguintes [12]:

  1. Pesquisa e obtenção eficientes de documentos específicos;
  2. Propagação de alterações rápida e directa;
  3. Automatização de fluxos de trabalho;
  4. Compilação da informação relevante;
  5. Integração de processos de produção e de gestão documental que resultam numa economia de esforços ao nível administrativo;
  6. Simplificação da recolha de informação produzida em projectos anteriores ou proveniente de fontes de informação externas;
  7. Criação de condições favoráveis para a realização simultânea do trabalho de diversos projectistas, resultando em prazos mais curtos para o desenvolvimento de projectos;
  8. Eliminação da introdução repetida de dados, evitando-se os erros associados;
  9. Redução de esforços redundantes relacionados com a repetição de tarefas de projecto e com as verificações das especificações elaboradas;
  10. Aumento de produtividade devido a uma partilha de informação mais rápida e isenta de ruído;
  11. Simplificação da introdução de modificações em projectos;
  12. Melhoria da cooperação interdisciplinar.

Embora se preveja que as primeiras entidades a sentirem as vantagens oferecidas pelos BIM sejam os projectistas, espera-se que se façam sentir efeitos benéficos de segunda ordem devidos à alteração dos processos de trabalho resultantes da introdução de uma nova entidade abstracta no processo construtivo: o repositório de informação. Com efeito, a existência de uma base de dados partilhada pelos diversos intervenientes, contendo a generalidade das informações produzidas durante o processo construtivo, alterará radicalmente a forma como é feita actualmente a gestão de informação. Para além das vantagens que foram apontadas anteriormente, relativas à fase de projecto, considera-se que os BIM podem produzir um impacto significativo ao longo de todo o processo construtivo [11]:

  • A partilha de informação deverá deixar de se fazer sob a forma de “pacotes fechados”, consubstanciados em documentos formais, passando a ocorrer, na generalidade dos casos, sob a forma de um acesso directo de cada interveniente a um modelo centralizado. Os benefícios directos desta alteração ultrapassam aqueles que resultam directamente da centralização da informação, nomeadamente a facilidade em assegurar que todos os intervenientes tenham acesso imediato à última versão de qualquer documento associado ao empreendimento. A alteração é mais profunda, assistindo-se a uma mudança de paradigma: abandona-se o procedimento habitual que consiste numa necessidade de que uma tarefa de projecto esteja concluída antes de se iniciar a tarefa seguinte, passando-se a uma forma distinta de trabalhar – as tarefas de projecto devem ser desenvolvidas em simultâneo, admitindo-se que há vantagens em que assim seja, não só em termos de eficiência (a sobreposição temporal de tarefas em alternativa ao seu encadeamento usando relações fim-início resulta, previsivelmente, numa redução no prazo total), mas também em 70 termos da qualidade do projecto (criam-se condições para um verdadeiro trabalho de equipa entre projectistas, em que a colaboração de cada elemento passa a ter influência imediata nos trabalhos produzidos pelos outros).
  • A disponibilidade de informação (não só de dados) num formato acessível a todos os intervenientes permitirá a automatização de grande parte das tarefas de gestão da informação a realizar por cada um deles. Serão de esperar benefícios, por exemplo, nas tarefas relacionadas com o aprovisionamento, com a contratação de serviços e com o planeamento dos trabalhos (incluindo o acompanhamento do progresso dos trabalhos) como resultado da integração dos modelos de informação com os sistemas ERP das empresas. Existem já soluções comerciais que permitem esta integração. Conforme foi referido anteriormente, também as tarefas de licenciamento das construções podem ser aligeiradas, fazendo-se uma verificação automática do cumprimento de regulamentos aplicáveis.
  • A adopção deste tipo de tecnologia por parte de um conjunto significativo de intervenientes com peso no sector da construção poderá resultar numa pressão sobre as entidades com o fim de criar mecanismos que facilitem a automatização de processos. Para além do licenciamento de projectos, considera-se que os próprios regulamentos e documentos técnicos podem sofrer alterações no sentido de “suavizar” o percurso da informação ao longo do processo construtivo. Neste contexto, destaca-se as vantagens que decorreriam (e que outros países experimentam já) da disponibilidade de especificações técnicas padrão.

Desvantagens

O sucesso da implementação do BIM depende da receptividade dos futuros utilizadores, que será tanto maior quanto mais antecipadamente se perceber que problemas se espera encontrar. O manuseamento do software BIM, em termos das suas funcionalidades mais básicas, por si só não representa um problema. Existe uma complexidade lógica acrescida em relação às práticas tradicionais, mas as sessões de formação servirão para absorver a maioria dos novos métodos. Pelo facto de não haver ainda muitos utilizadores BIM e de os formadores serem eles próprios ainda algo inexperientes na utilização, prevê-se que os grandes utilizadores das ferramentas BIM rapidamente ultrapassem em conhecimento os formadores, pelo que, para adquirir um grau mais avançado de conhecimento, terá forçosamente de ser por meio de processos de tentativa e erro, o que poderá ser encarado como um factor desmoralizador.

A falta de padronização é apontada como um dos grandes obstáculos à utilização dos BIM e pode ser analisada sob diferentes perspectivas [3]:

  • Padronização do sistema de modelação é essencial para se obter um fluxo de informação fluído. Se o projecto de concepção for desenvolvido em CAD e o projecto de execução em BIM, o empreiteiro terá de fazer um modelo de execução em BIM a partir das peças em CAD. Se o projecto em CAD for demasiado pormenorizado, o empreiteiro será obrigado a especificar mais sistemas construtivos do que idealmente deveria. Pelo contrário, se o projecto de concepção for pouco pormenorizado, o modelo de execução BIM irá requisitar informação que deveria vir já especificada no projecto de concepção. Estas dinâmicas de interacção entre modelo de projecto e modelo de execução mostram que será decisivo atingir um equilíbrio pela definição e padronização do sistema de modelação.
  • Padronização de métodos e processos, materializada pela articulação das especificações de quem fornece e de quem recebe informação. Será importante articular as especificações dos modelos de concepção com os modelos de execução, ou seja, o projectista deverá conhecer os parâmetros dos modelos de execução e do mesmo modo, o empreiteiro deverá conhecer os parâmetros de concepção dos projectos, de modo a adequar os seus processos de construção. Sabendo que existem várias empresas e gabinetes no mercado, estas dinâmicas só poderão ser equilibradas através da padronização de processos e especificações. Neste cenário, a competitividade das entidades seria ditada pela produtividade e eficiência dos processos de trabalho, ao invés de se deixar ao cargo de cada entidade, em cada caso, encontrar a melhor solução que minimize conflitos procedimentais como forma de ganhar vantagem concorrencial.
  • Falta de padronização do tipo de software BIM leva a problemas de interoperabilidade entre sistemas. Sendo uma tecnologia que privilegia a centralização da informação, será significativamente importante a capacidade de duas entidades diferentes (por exemplo: gabinete de projecto e empreitada), utilizando dois sistemas diferentes, trocarem informação sem perda significativa de informação e da sua integridade.

As ferramentas BIM são poderosas na medida em que têm muitas potencialidades, são absorventes na medida em que requerem a introdução de muita informação, e centralizadoras e abrangentes na medida em que a sua utilização potencia a reunião de informação referente a diferentes especialidades. Estas são características geralmente vistas como positivas, no entanto, estes factores também implicam uma série de perigos e ameaças que importa considerar [3]:

  • Deve ser assegurada a qualificação de quem introduz informação no modelo, sob pena de se incorrer numa série de riscos. Sendo ferramentas input-output, poderá haver a tentação de introduzir informação no modelo sem saber bem o que isso implica, levando a possíveis resultados perversos e desadequados à realidade. Assim, é fundamental que se perceba o que a informação do modelo implica em termos reais, para ser garantida a segurança e exequibilidade do produto. o O utilizador deve saber como trabalhar com um BIM, como introduzir informação. A interligação da informação do modelo poderá tornar-se um obstáculo se o utilizador introduzir informação errada, podendo dar origem a uma série de erros em cadeia. Este aspecto terá repercussões tanto mais negativas, quanto maior o número de utilizadores a trabalhar a partir de um modelo central, pois significa que um utilizador poderá inadvertidamente alterar o trabalho realizado por todos os outros e propagar os erros pelos vários modelos. Se um utilizador se compromete a utilizar as potencialidades dos BIM e não o conseguir fazer, serão comprometidas as expectativas planeadas para as suas tarefas, podendo vir a condicionar a cadência geral e contínua dos trabalhos.
  • A informação introduzida no modelo deverá ser controlada. A qualificação do utilizador não é suficiente. Conforme a lógica vista no ponto anterior, a abrangência e interligação das partes do modelo pode levar a conflitos em cadeia, logo, o controlo da informação servirá para supervisionar e rever os conteúdos introduzidos e estabelecer parâmetros de responsabilização sobre quem os introduz.
  • Os parâmetros de responsabilização devem ser claramente definidos e explicitados contratualmente. Com efeito, a automatização dos processos e a compatibilização das especialidades a partir de uma base de dados centralizada, resulta, em certa medida, numa diluição das responsabilidades de cada um dos intervenientes, o que poderá resultar em consequências perigosas, na medida em que motiva o desinteresse pela integridade, segurança e exequibilidade do modelo. Por outro lado, retira segurança aos projectistas para utilizarem estas ferramentas, inibindo-os de usarem o modelo para mais do que mera visualização. A atribuição de responsabilidades explícitas poderá ainda ser uma forma de legitimar a cobrança, por parte dos projectistas, de encargos adicionais pela prestação de serviços de modelação em BIM.
  • Deverão ser estabelecidos certos parâmetros para definição da posse de informação BIM, de modo a proteger os intervenientes e a sua informação proprietária, retirando-lhes possíveis inibições que tenham em relevar a sua informação interna e exclusiva quando a introduzem num modelo partilhado que, em última análise, pertence ao Dono de Obra que encomendou o projecto.
  • A correcta e ponderada definição das expectativas será bastante importante na gestão da utilização dos BIM. Com efeito, há tendência para publicitar inadequadamente as potencialidades destas ferramentas na medida em que não são considerados os desafios e os riscos associados à sua utilização. Conhecer as limitações das ferramentas será importante para não serem definidos requisitos contratuais inatingíveis, e para não desmotivar nem a utilização presente, nem as utilizações futuras.

Funcionalidades

Dimensão do modelo

Os modelos BIM mais ambiciosos dizem-se "nD". Esta designação caracteriza o âmbito dimensional que vai além das clássicas três dimensões do espaço euclidiano.

A quarta dimensão de um modelo BIM é o factor tempo. A capacidade de retratar o ciclo de vida da construção, estratificando o modelo por fases de execução da construção, permite uma visão única da evolução do edifício ao longo do tempo. Por outro lado, esta arquitectura pode ser aproveitada no contexto das aplicações de planeamento dos processos produtivos.

A quinta dimensão de um modelo BIM são os custos. A capacidade de atribuir valores aos elementos do edifício apoia e agiliza, em certa medida, os processos de orçamentação. Esta funcionalidade beneficia da extracção automática de quantidades para evitar erros de medição e a propagação de inconformidades, assegurando estimativas sempre coerentes com o estado actual do projecto.

A escala temporal e os custos são, actualmente, as dimensões "extra" mais divulgadas, no entanto, o potencial dos BIM permite outras dimensões, sobretudo a nível de simulações e cálculo. Em alguns casos já vai sendo possível utilizar a extracção automática de quantidades e a atribuição de parâmetros aos elementos para proceder à simulação de cenários para análise estrutural e análise energética.

Concepção

As mais correntes aplicações BIM são autenticas ferramentas de concepção e design de edifícios. A modelação do edifício vai mais além da simples concretização dos esboços em papel para formato digital, sendo possível usar a aplicação para testar diferentes tipos de soluções, sempre limitadas pelos parâmetros de consistência de um modelo de construção. A modelação desenvolve-se com recursso a bibliotecas ou famílias de elementos, editáveis por cada utilizador. A criação de bibliotecas pré-definidas para cada projecto assegura a compatibilidade do modelo com os materiais e processos de construção pretendidos para cada obra, o que aumenta significativamente a construtibilidade do projecto e reduz as incompatibilidades e ajustes necessários entre o projecto de concepção e o projecto de execução.

Visualização

Inspecção visual de um modelo completo para efeitos de detecção de erros e omissões [10].

Os processos de visualização num modelo BIM são automáticos, isto é, o utilizador define o tipo de vista pretendido e o modelo gera-a. Isto inclui plantas, alçados, cortes, pormenores e elementos 3D. Visto que a modelação obedece a regras paramétricas, todas as vistas são actualizadas em tempo real, garantindo a consistência do modelo quer na fase inicial, quer na fase final e a rapidez na produção de informação visual.

As capacidades de visualização dos BIM permitem uma melhor percepção global do modelo global durante todo o ciclo de vida do edifício, o que significa que é possível retratar várias fases da construção. Por outro lado, uma funcionalidade deste tipo permite obter um modelo muito aproximado ao produto final em fases mais adiantadas do projecto, reduzindo substancialmente a imprevisibilidade associada a vários aspectos dos processos de construção.

Outra funcionalidade que decorre da visualização potenciada do modelo é a capacidade de efectuar uma inspecção visual, permitindo uma verificação manual de erros de altimetria, erros em ligações entre elementos, sobreposição de elementos e omissão de elementos.

Quantificação

A abordagem de modelação por elementos obriga à especificação de parâmetros para cada um dos elementos. Certos parâmetros tais como comprimentos, altura, espessura e área, são standard. Outros parâmetros tais como custo de material, custo de construção, tempo de construção, fabricante, histórico de propriedade, entre outros, são definíveis por utilizador. Actualmente, várias aplicações BIM já permitem efectuar listagens por elementos, por parâmetros e por quantidades. Deste modo, é possível extrair automáticamente certas quantidades do modelo. Mediante a capacidade de interoperabilidade, as quantidades podem depois ser aproveitadas por outras aplicações para executar operações de orçamentação, planeamento e gestão da construção.

Colaboração

Compatibilização de especialidades [10].

A abrangência das ferramentas BIM permite centrar um volume significativo da informação referente ao ciclo de vida do edifício num único modelo. A partilha deste modelo com os vários colaboradores permite que o trabalho seja realizado a partir da mesma plataforma, minimizando os erros e omissões provenientes da interpretação e tradução deficiente da informação, e permitindo uma optimização da harmonia do modelo à medida em que novos dados são acrescentados. A partilha de um modelo BIM é, contudo, condicionada pela (falta de) interoperabilidade entre os formatos proprietários das aplicações. O formato standard IFC encontra-se já em várias das mais importantes aplicações BIM e constitui uma das poucas formas de ultrapassar o problema da interoperabilidade. Embora a sua utilização não se concretize numa correspondência total entre diferentes modelos proprietários, o formato assegura a transmissão de uma parte substancial da informação.

A compatibilização de projectos de especialidades diferentes é das tarefas mais difícil a nível de gestão de projectos. A tendência das ferramentas BIM aponta cada vez mais no sentido de trabalho com toda esta informação num só modelo. Actualmente existem aplicações que não só permitem a agregação de projectos de diferentes especialidades, como possuem ferramentas que realizam uma verificação da compatibilidade dos modelos, identificando sobreposições, conflitos, erros e omissões no modelo global.

Documentação

A produção de documentação técnica da construção é um dos trabalhos mais penosos nos processos de construção, quer a nível de documentação para licenciamento, contratação ou preparação de obra. A automatização dos processos de produção de documentos técnicos a partir de um BIM agiliza substancialmente estas tarefas. As aplicações BIM mais correntes focam sobretudo a produção de peças desenhadas, incluindo ferramentas para criação de layouts, concebidas com a finalidade de apoiarem a impressão das peças. A componente "inteligente" do modelo assegura a actualização em tempo real dos layouts quando são introduzidas alterações no modelo.

Algumas aplicações BIM também produzem documentação escrita, sobretudo a nível de mapas de quantidades, isto é, listagens de quantidades, sejam medidas ou elementos, extraídas automaticamente a partir do modelo. As peças desenhadas, no entanto, contêm mais informação nomeadamente a nível de articulado, mapas de trabalhos, especificações técnicas, memória descritiva e estimativas orçamentais. O ProNIC é uma ferramenta que normaliza as especificações e automatiza a produção desta documentação. Uma ferramenta capaz de automatizar a produção de toda a documentação técnica, escrita e desenhada, seria algo como a junção de uma aplicação BIM e o ProNIC.

Software

Segue uma lista de aplicações comerciais BIM, organizada por especialidade:

Ligações

Ver também:

Referências Bibliográficas

  1. Lee, G., R. Sacks, and C.M. Eastman, Specifying parametric building object behavior (BOB) for a building information modeling system. Automation in Construction, 2006. 15(6), 758-776.
  2. Monteiro, A., Avaliação da aplicabilidade do modelo IFC no licenciamento automático de projectos de redes de distribuição predial de água. Dissertação no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Civil da Faculade de Engenharia da Universidade do Porto, 2010.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Projecto SIGABIM. Hipólito de Sousa, João Poças Martins, André Monteiro. Secção de Construções Civis, Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (2011). Erro de citação: Código <ref> inválido; o nome "SIGABIM" é definido mais de uma vez com conteúdos diferentes
  4. Yessios, C.I., Are We Forgetting Design? AECbytes Viewpoint, 2004. #10.
  5. 5,0 5,1 5,2 Eastman, C.M., Building Product Models: Computer Environments Supporting Design and Construction. 1999.
  6. Laiserin, J., Comparing Pommes and Naranjas. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for Technology Leaders in Design Business, 2002.
  7. Laiserin, J., Graphisoft on BIM. The Laiserin Letter - Analysis, Strategy and Opinion for Technology Leaders in Design Business, 2003.
  8. Howell, I. and B. Batcheler, Building Information Modeling Two Years Later - Huge Potential, Some Success and Several Limitations. 2005.
  9. Lee, Y.T., Information modeling from design to implementation. National Institute of Standards and Technology, 1999.
  10. 10,0 10,1 10,2 Krippahl, M. - Building Information Model: Modelação 3D. Gestão da Construção. Mota-Engil Engenharia. (2009).
  11. 11,0 11,1 11,2 Poças Martins, J.P.d.S., Modelação do Fluxo de Informação no Processo de Construção, Aplicação ao Licenciamento Automático de Projectos. 2009, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto: Porto.
  12. El-Desouki, M. and A.H. Hosny. A Framework Model for Workflow Automation in Construction Industry in International Workshop on Innovations in Materials and Design of Civil Infrastructure. 2005. Cairo, Egipto.