BIM

Building Information Modeling (BIM) designa os processos de produção e gestão da informação durante o ciclo de vida da construção . 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 .

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 , partilhando os mesmos princípios conceptuais a nível de representação e organização da informação . 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 , 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 , .

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 . 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

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 .

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 . 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 :

- 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.