Independente da fase da história que analisarmos e comparamos com a época em que vivemos hoje, verificamos que as nossas necessidades básicas e desafios para a construção de um empreendimento continuam “os mesmos”. Ao longo da história novas ferramentas, máquinas, materiais de construção, técnicas de engenharia foram sendo criadas e desenvolvidas com intuito de atender desafios sempre crescente de se construir prédios mais altos, vencer maiores vãos, suportar maiores esforços e estururas mais complexas.

Visualização da necessidade                     Planejamento e construção                           Conclusão da obra

Mas as perguntas básicas de como, o que, onde, porque, por quanto e quando construir continuam as mesmas.
Até a era pré-industrial, os desenhos e quantitativos dos projetos eram registrados por meio de pergaminhos e outras ferramentas primitivas de contabilidade. Toda a comunicação era transmitida por via oral e a maior parte da força de trabalho era humana com apoio em alguns casos de mecanismos simples de içamento de cargas e tração animal.

Construção na Indústria 1.0 – Peças em Ferro Fundido

Construção na Indústria 2.0 – Perfis Laminados

Energia elétrica, produção em massa, linhas de montagem, telégrafo

Construção na Indústria 3.0 – fábricas automatizadas

Com a chegada da mecanização da revolução industrial, o emprego de máquinas a vapor, novos materiais e métodos construtivos ajudaram a evoluir todo o sistema produtivo e construtivo da época. Por exemplo, nesse periodo, as estruturas antes feitas somente com blocos de pedras como pontes e estações de trem puderam ser construídas por peças em ferro fundido. Entretanto a comunicação ainda continuava verbal ou por meio de cartas. Essa fase também é conhecida como INDÚSTRIA 1.0.

Com o advento da energia elétrica, novas tecnologias como inovações das linhas de montagem, produção em massa, telégrafo, entre outras invensões, proporcionou à sociedade vicenciar uma nova revolução nos modos de produção conhecida como INDÚSTRIA 2.0. Neste período os materiais disponíveis para a construção continuaram evoluindo, como exemplo podemos citar o telégrafo que permitiu a comunicação cabeada entre regiões distantes.

Iniciada nos anos 70 do século 20 através de automação parcial usando controles e computadores programáveis por memória, a Terceira Revolução Industrial, também conhecida por Revolução Técnico-Científica e Informacional, foi um processo de inovação tecnológica marcado pelos avanços no campo da Informática, da Robótica, das Telecomunicações, dos Transportes e da Biotecnologia. Nesse período surgiram os primeiros programas CAD 2D/3D que substituiriam as pranchetas de desenho como também programas computacionais usados para cálculos estruturais, criação de documentos e planilhas eletrônicas. A insersção dos dados e programação das máquinas de fabricação e computadores eram feitas de maneira manual através do teclado, leitor ótico ou mecânico. Os dados era armazenados e transmitidos de maneira mecânica por cartões impressos e posteriormente discos magnéticos.

(Detalhamento Estrutural em LOD 400)

Indústria 4.0 ou Quarta Revolução Industrial é uma expressão que engloba algumas tecnologias para automação e troca de dados e utiliza conceitos de Sistemas ciber-físicos, Internet das Coisas e Computação em Nuvem. A quarta revolução industrial se caracteriza por um conjunto de tecnologias que permitem a fusão do mundo físico, digital e biológico.

A Indústria 4.0 facilita a visão e execução de “Fábricas Inteligentes” com as suas estruturas modulares, os sistemas ciber-físicos monitoram os processos físicos, criam uma cópia virtual do mundo físico e tomam decisões descentralizadas. Com a internet das coisas, os sistemas ciber-físicos comunicam e cooperam entre si e com os humanos em tempo real, e através da computação em nuvem, ambos os serviços internos e intra-organizacionais são oferecidos e utilizados pelos participantes da cadeia de valor.

(Detalhamento Estrutural em LOD 400)

(Detalhamento Estrutural em LOD 400)

BIM (Building Information Model) que significa Modelagem da Informação da Construção ou Modelo da Informação da Construção é um conjunto de informações geradas e mantidas durante todo o ciclo de vida de um edifício, desde a fase de projeto à construção e manutenção. Trata-se de uma construção virtual equivalente a uma edificação real, possuindo assim, muitos detalhes no tocante a composição dos materiais de cada elemento, como portas, janelas, vigas, pilares, lajes, etc. Isso permite simular a edificação e entender seu comportamento antes de sua construção real ter sido iniciada.

Como aspecto chave no BIM, a interoperabilidade e a transferência de informações (geométricas e não geométricas) entre os diferentes sistemas e participantes do projeto pode ser feita a partir de uma extensão comum, chamada de IFC (Industry Foundation Classes). Os principais usos do IFC hoje em dias são a compatibilização de projetos e planejamento das fases de execução da obra.

De maneira resumida podemos classificar o Nível de Desenvolvimento (LOD) de um modelo em base à fase de maturidade em que o projeto se encontra. Iniciando pela fase do projeto conceitual, a posição dos elementos estruturais é proposto de maneira simplificada no projeto arquitetônico (LOD100), que conseguentemente evoluirá para a definição genérica do tipo de material e geometria do elemento estrutural.(LOD200).

Em base ao projeto arquitetônico, os elementos estruturais tais como fundações, pilares, vigas, lajes e paredes terão suas seções e perfis definidos pelo dimensionamento realizado por um software especialista em análise estrutural. (LOD300).

Em seguida, este modelo passa para a fase detalhamento estrutural onde são modelados todos os seus elementos construtivos tais como parafusos, soldas, armaduras etc. Após o detalhamento completo (LOD400), são gerados seus respectivos desenhos, listas de materiais, informações de PCP, códigos CNC de fabricação das peças e o modelo IFC usado na integração com outras plataformas BIM.
Caso esse modelo seja atualizado com as informações de como a obra foi construída ele passa a ser classificado como um modelo “as-built” (LOD500) que poderá ser usado como referência em futuras manutenções ou reformas. 

Nos conceitos dos pilares da Indústria 4.0, o modelo BIM servirá como HUB de dados que serão usados na comunicação entre máquinas e pessoas conectadas online na nuvem de maneira que a troca de informações possa ser feita completamente digital, “onipresente” em tempo real e sem a necessidade de se imprimir desenhos técnicos e documentos físicos (paperless).

Neste artigo introduzimos a importância do BIM e o detalhamento do modelo estrutural em LOD 400 como base para a criação das informações necessárias para a comunicação online entre máquina-máquina, homem-máquina e homem-homem no denvolvimento de um projeto e uma obra seguindo os Conceitos da Indústria 4.0 no Setor Construtivo.

A exploração e detalhamento de como o BIM e os conceitos da Indústria 4.0 estão revolucionado e sendo aplicados nos diferentes sistemas construtivos tais como as variantes das obras de edifícios em concreto armado in-loco, pré-fabricado, estrutura metálica, madeira e misto serão abordados em artigos subsequentes com casos reais.

Autor:
Rafael, Rigoni. Engenheiro formado pela PUCMinas em 2004. Pós-Graduação em Projetos Industriais (ênfase Civil, Elétrica e Mecânica) pela Newton-Paiva em 2009. Especialização BIM em estruturas metálicas, concreto e plantas industrias na Finlândia, em várias viagens entre 2004 – 2015. Participação em inúmeros projetos BIM em infraestrutura, portos, industrias, residenciais e comerciais. Atualmente trabalha em consultoria BIM e como professor nas pós graduações em Master Internacional em Estruturas de Edificações da Zigurat; sendo também membro do CanBIM – Canada BIM Council.

Durante 5 anos (2014-2019) trabalhou na gerência de treinamento e serviços da Trimble Brasil, Campinas – SP, realizando treinamentos e implementações BIM das soluções da Trimble em várias empresas, órgãos públicos e universidades brasileiras, e também participou da Comissão de Estudo Especial ABNT/CEE-134 para normalização da Modelagem de Informação da Construção (BIM).

Referências:
https://www.e-zigurat.com/blog/pt-br/ifc-e-interoperabilidade-bim/
https://www.autodesk.com/future-of-making-things/hardcopy-book
http://patrocinados.estadao.com.br/o-que-o-brasil-quer/futuro-da-industria/como-e-a-industria-do-futuro/
http://www.iim.mb.tu-dortmund.de/cms/de/forschung/Arbeitsberichte/Design-Principles-for-Industrie-4_0-Scenarios.pdf
https://www.huffpost.com/entry/the-2016-world-economic-f_b_8975326
https://www.tekla.com/br/sobre/construtibilidade
https://www.tekla.com/br/sobre/lod-n%C3%ADvel-de-desenvolvimento
http://www.industria40.gov.br/

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