O que significa BIM para engenheiros civis?

Há algumas semanas atrás, um engenheiro civil precisava de uma resposta para uma pergunta feita a ele por uma empresa de arquitetura: "Você está pronto para o BIM?" O engenheiro civil tinha boas informações dos benefícios da modelagem de informações de construção (BIM) para o projeto de construção e tinha ideias sobre como esses benefícios podiam estender-se a engenheiros civis. Mas ele não tinha certeza de como responder à pergunta. Será que o BIM se aplica mesmo aos engenheiros civis? E se o fizesse, ele teria de usar um novo software para ser "apto para o BIM?"

E se ele não estava trabalhando em projetos que envolviam construções, ele poderia ainda fazer BIM?

Como a adoção do BIM tornou-se um padrão em arquitetura e construção civil, engenheiros civis foram tomando conhecimento e estão fazendo a seguinte pergunta: O que BIM significa para mim? Para os engenheiros civis que trabalham regularmente com arquitetos ou engenheiros estruturais, o BIM já pode ser parte de seu vocabulário. Mas para aqueles que passam os dias a desenhar estradas e rodovias, o BIM representa todo um mundo novo que é altamente relevante agora e vai continuar a crescer em importância.

O que é BIM?

Building Information Modeling - BIM - não é um programa de software proprietário ou produto. É um processo integrado, construído em informações coordenadas e confiáveis ​​sobre um projeto desde a concepção até a construção e a operação. O BIM não é apenas para os arquitetos. Embora tenha suas raízes na arquitetura, os princípios de BIM se aplicam a tudo o que foi construído, incluindo estradas e rodovias e os benefícios do BIM estão sendo experimentados por engenheiros civis, da mesma forma que são apreciados pelos arquitetos.

O BIM não é apenas sobre 3-D (apesar de que é parte dele). O BIM permite que os engenheiros com mais facilidade prevejam o desempenho de projetos antes de serem construídos, com resposta mais rápida a alterações de projeto, otimizando os projetos com a análise, simulação e visualização, além da entrega da documentação de construção com uma qualidade superior. Além disso, permite que as equipes estendidas extraiam dados valiosos do modelo para facilitar a tomada de decisão mais cedo e a entrega de um projeto mais econômico.

Limitações da Elaboração do fluxo de trabalho centrado

Para entender como o BIM se aplica a engenharia civil e ao projeto de rodovias e auto -estradas especificamente, é útil ter um primeiro olhar para o legado do processo de elaboração de projeto 2D centrados. Este processo, que pode ser melhor descrito como "Silo" começa com o projeto preliminar, move-se para o projeto detalhado e depois para a documentação de construção. Cada etapa é concluída antes do que a próxima começa e a colaboração é muito limitada. Este processo funciona bem até que uma mudança inevitável precisa ser feita no projeto, momento em que são necessários demorados e propenso a erros atualizações de desenho manual. Como tal, este processo tem limitações práticas inerentes.

O gráfico na figura 1 mapeia o nível de esforço exigido ao longo da vida de um projeto típico de estrada, todo o caminho do projeto preliminar para a construção e operações. Como a linha azul indica, a capacidade do engenheiro civil para o impacto do custo do projeto e desempenho ao longo do ciclo de vida do projeto está em seu máximo durante o projeto preliminar, mas acentuadamente diminui à medida que o projeto progride. A linha vermelha mostra como o custo de produção e execução de mudanças no projeto é baixa durante o projeto preliminar, mas aumenta consideravelmente durante o projeto. Finalmente, a linha preta ilustra onde engenheiros civis e projetistas gastam mais esforços e recursos com um processo de elaboração centralizado - durante a fase da documentação da construção.

O problema com esse gráfico é que o pico do esforço (linha preta) coincide com um ponto no projeto, quando a capacidade do engenheiro para impactar o desempenho do projeto está em declínio e o custo das alterações de projeto estão aumentando. Isto chega no centro das limitações de um fluxo de trabalho de elaboração centrada. Embora seja teoricamente possível usar este processo para executar projeto iterativo para otimizar o desempenho do projeto, de forma realista, isso é feito muito pouco. É simplesmente muito caro fazer várias alterações no projeto e avaliar os impactos sobre o desempenho do projeto uma vez que a documentação é iniciada. Como resultado, um processo de elaboração centrada produz normalmente o primeiro projeto que atenda as regras e não necessariamente o melhor projeto.

Drafting centric design limitations - Construction Design Evolution

Novos fluxos de trabalho com o BIM

A implementação de um processo BIM para estrada e projeto de rodovia inicia-se com a criação de informações coordenadas e confiáveis sobre o projeto. Isso resulta em um modelo 3-D inteligente da estrada em que os elementos do projeto estão relacionados uns com os outros de forma dinâmica - não apenas os pontos, superfícies e alinhamentos, mas um rico conjunto de informações e atributos associados a ele.

Por exemplo, talvez no meio de um projeto de estrada o perfil se precise de ajustes para uma curva vertical. Ao se ajustar o perfil, todos os elementos de projeto relacionados se atualizam automaticamente, permitindo que o imediatamente se veja o impacto no corte e aterro do terreno

Desta forma, o BIM facilita a avaliação e dá muitas mais alternativas de projeto. Como parte do processo de projeto, os engenheiros civis podem alavancar o modelo de informação para a realização de simulação e análise para otimizar o projeto para objetivos como a construtibilidade, sustentabilidade e segurança. Finalmente, com um processo BIM, resultados de projeto podem ser criados diretamente a partir do modelo de informação. As entregas incluem não só documentação 2-D de construção, mas também o próprio modelo e todas as informações que ele contém, que pode ser aproveitado para a quantificação, sequenciamento de construção, comparações do como construido e até mesmo operações e manutenção.

O uso de modelagem, visualização e análise 3-D não é nada novo para projetistas de estrada e auto estradas. A diferença é que na elaboração de abordagens centradas tradicionais, o projeto, a análise e a documentação de processos estão desconectados. Isso faz uma avaliação de cenários hipotéticos ineficientes e de alto custo.

Como a linha verde na Figura 2 demonstra, conectando de forma dinâmica projeto, análise e documentação de um fluxo de trabalho BIM, a maior parte do esforço em um projeto de rodovia é deslocado de volta para a fase de projeto detalhado quando a capacidade de impactar o desempenho do projeto é alto e o custo de fazer alterações no projeto é baixo. Isso permite que os engenheiros passem mais tempo avaliando cenários hipotéticos para otimizar o projeto e documentação de construção gerando menos tempo. Com isto em mente, pense em como adotar um processo BIM traduz em benefícios reais para a estrada e design rodovia.

Construction Design workflow with BIM - Building Information Modeling

Benefícios do BIM

Os benefícios mais imediatos do BIM para projetos de rodovias são melhores projetos e aumento da eficiência e produtividade. Como o projeto e a documentação de construção estão ligados dinamicamente, o tempo necessário para avaliar mais alternativas, executar alterações no projeto, e produzir documentação de construção é reduzido significativamente. Isto é particularmente importante para as agências de transporte, porque pode-se encurtar o tempo de contratação, resultando projetos a serem completados dentro dos períodos mais curtos e previsíveis.

Além da eficiência e produtividade, o BIM facilita a otimização de estrada, incluindo a visualização, simulação e análise, como parte do processo de projeto. Seguem-se dois exemplos dos muitos critérios que podem ser avaliados para alcançar um projeto ideal de estrada:

Construtibilidade

Engenheiros civis tipicamente projetam para o cumprimento de regras e não para construtibilidade. Mas interpretações incorretas sobre a intenção do projeto feitas no campo por causa de documentação ambígua pode levar atrasos, pedidos de mudança e pedidos de informação depois do início da construção.

Considere-se um novo projeto de construção da estrada típica com pontes e alças orçadas em US $ 100 milhões. Normalmente, cerca de 7 a 8 por cento vai para o desenvolvimento do projeto. Reduzindo o custo do projeto em 35 por cento com um processo mais produtivo economiza-se US $ 2,6 milhões. Mas a redução da parcela de construção em 15 por cento, considerando construtibilidade durante o projeto, economiza cerca de US $ 14 milhões. E essas economias não levam em conta litígios que podem resultar por erros no campo. Projetando para construtibilidade pode ajudar a reduzir esses erros antes que se tornem um problema.

Segurança Rodoviária

A análise para garantir uma parada segura e as distâncias de visibilidade é um fator chave que conduz as decisões de projeto. A análise tradicional da distância da visão é baseada em equações matemáticas aplicadas a curvatura vertical do perfil da estrada. Mas esta abordagem não leva em conta fatores como o layout horizontal e obstruções visuais. Integrando visualização interativa e simulação distância de visibilidade para o processo de projeto (ver Figura 3) permite que o engenheiro civil rapidamente identifique se a geometria da estrada atende os parâmetros críticos de segurança relacionadas com as distâncias de visão, incluindo inclinações, curvatura e obstruções visuais, tais como barreiras, acostamento e vegetação.

Provavelmente a vantagem mais significativa do BIM em comparação com um processo de elaboração centrada é a capacidade de estender o uso do modelo de informações além do projeto, análise e simulação em construção e, eventualmente, operações. Por exemplo, as agências de transporte estão cada vez mais usando o modelo 3-D para operar equipamento de construção com orientação máquina GPS. Os benefícios incluem o aumento da produtividade e precisão, os custos de pesquisa reduzidos, menores custos de operação do equipamento e um dia de trabalho estendido.

Autodesk for Civil Engineering

A promessa do BIM para projeto de estrada e rodovia

Construtibilidade e segurança rodoviária são dois exemplos de análise e simulação de que um processo BIM facilita. No Departamento de Wisconsin de Transporte (WisDOT), no processo de implementação do AutoCAD Civil 3D, software de engenharia civil da Autodesk para BIM, o projeto da estrada, geotecnia, águas pluviais e equipes de ponte utilizaram aplicações de análise especializadas e ferramentas personalizadas para simular e analisar diferentes aspectos do desempenho do projeto.

Representantes Autodesk compartilharam com WisDOT o valor de um processo BIM, onde muitos tipos de análise e simulação ocorreriam como parte do processo de projeto, permitindo que os engenheiros rapidamente percorressem iterações e obtivessem feedback instantâneo sobre o desempenho do projeto. Capacidade de tráfego, ruído, iluminação, drenagem, sinalização e análise poderiam ser feitas mais cedo em um projeto como parte do processo de projeto, bem antes que um esforço significativo é investido em documentação de construção. Engenheiros WisDOT reconheceram os benefícios e que, se a tecnologia estava indo nessa direção, eles olharam para a frente para vivenciar essa realidade.

Embora tenha suas raízes na arquitetura, os princípios de BIM se aplicam a tudo o que foi construído, incluindo estradas e rodovias.

Fonte: What does BIM mean for civil engineers? Por Adam Strafaci. CENews. October 2008. Tradução e adaptação por Arq. José Eduardo Rendeiro.

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