Projetos de infraestrutura em BIM - Como atender ao Decreto n.º 10.306/2020?

Thaís Geraki – Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)

Edvanio Pacheco Teixeira - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)

A utilização da metodologia BIM tem resultados comprovados de eficiência e otimização no setor da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção). Com o intuito de difundir o BIM e criar um ambiente adequado para seu uso no Brasil, o governo federal, em consequência da Estratégia BIM BR, foi instituiu o Decreto n.º 10.306/2020. Esse decreto estabelece que todos os envolvidos, direta ou indiretamente, em obras e serviços de engenharia realizados pelos órgãos e pelas entidades da administração pública federal, ou executados para eles, devem utilizar a metodologia BIM. Os arquivos deverão ser disponibilizados em formato aberto (não proprietário) e, quando for solicitado, no formato exigido pela contratante no edital de licitação.

Segundo estudos, no Brasil, o setor de construção civil (obras verticais) encontra-se mais avançado com o uso do BIM em relação ao setor de obras de infraestrutura (construção pesada), que ainda acontece de forma morosa (PINI, 2013).

No processo BIM, a interoperabilidade é fundamental, uma vez que influencia toda a comunicação e a troca de informações entre os diferentes softwares utilizados. Para permitir esse intercâmbio de informações, é essencial ter os arquivos em formato aberto. O principal padrão utilizado é o formato “não proprietário” Industry Foundation Classes (IFC), não controlado pelos fabricantes de software, desenvolvido para facilitar a interoperabilidade entre os diferentes operadores para que, entre eles, exista um intercâmbio de informações. 

O modelo de dados no esquema IFC é regulamentado pela instituição internacional buildingSmart, a qual conta com diversas versões publicadas e amplamente utilizadas no mercado em obras de edificações. Existem estudos em desenvolvimento do padrão aberto para projetos de infraestrutura, que englobam o setor rodoviário (IFC Road), ferroviário (IFC Railway), túneis (IFC Tunnel) e pontes (IFC Bridge), por meio da versão IFC 4.3 (futuro IFC5). (BUILDINGSMART, 2017).

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Figura 1 – Alterações propostas pela buildingSmart para apoiar o IFC segmento de infraestrutura

Fonte: buildingSmart (2017)

Dessa forma, com o intuito de auxiliar os envolvidos em obras de infraestrutura, foi realizado estudo com o objetivo de determinar as diretrizes técnicas necessárias para a construção digital de projetos no processo OpenBIM, com base nas ferramentas disponíveis no mercado e atendendo às obrigatoriedades do Decreto n.º 10.306/2020, instituído pelo governo federal.

Estudo 

Foi modelado um trecho de um projeto rodoviário, disponibilizado por órgão público, que contemplava os itens mais significantes em obras desse porte, tais como: pavimentação, dispositivos de drenagem e sinalização. A modelagem da terraplanagem e topografia não fez parte deste estudo. 

Antes de iniciar a modelagem, foram avaliados os requisitos necessários para sua construção digital no processo OpenBIM, ou seja, o projeto será documentado no formato aberto IFC. 

O modelo de infraestrutura foi desenvolvido no software ARCHICAD 24 BR. Para essa escolha, foi considerada a disponibilidade de manuais e maturidade na exportação em IFC. De todo modo, por ser um fluxo OpenBIM, os conceitos de modelagem são válidos para qualquer software, como os disponibilizados pelos fabricantes Autodesk e Bentley. 

O IFC Road, padrão aberto para projetos de rodovias, está em processo de desenvolvimento pela buildingSmart. Sendo assim, uma vez que o decreto BIM começa a vigorar em 2021, os elementos do projeto de infraestrutura terão classificações similares às existentes no IFC de edificações.  

Para o segmento da infraestrutura rodoviária, estão previstas para desenvolvimento no IfcRoad as entidades IFC adequadas aos elementos do projeto, como IfcBarrier para representação da barreira, IfcPavementLayer para pavimento, IfcGutter para canaleta e IfcCurb para meio-fio, entre outras. 

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Figura 2 – Entidades propostas para o IfcRoad

Fonte: Lee e Kim (2011)

Assim, no desenvolvimento deste estudo utilizamos as entidades disponíveis para projetos de edificações (IfcBuilding). Por exemplo, para as barreiras, será adotada a entidade IfcBeam, para as camadas do pavimento, o IfcSlab, para as calhas e meio-fio, o IfcDuctSegment, para as pinturas/revestimentos o IfcCovering, conforme indica a Figura 3.

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Figura 3 – Relação das entidades do IfcBuilding adotadas para os elementos da infraestrutura rodoviária

Fonte: Os autores (2020)

Além disso, os objetos BIM foram incluídos grupos de propriedades padronizadas para usos no processo de orçamentação e extração de dados do projeto. Foi incluído o campo “Descrição” para a descrição básica do elemento; o campo “Grupo” para organização da EAP (Estrutura Analítica de projeto) de orçamentação; e o campo de “Instalação” para diferenciar a execução in loco ou pré-fabricada. 

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Figura 4 – Grupos de propriedades desenvolvidos

Fonte: Os autores (2020)

Resultados

Foi possível verificar algumas das funcionalidades da aplicação da metodologia BIM em obras de infraestrutura rodoviária. Analisando a interoperabilidade, a compatibilização e a orçamentação do arquivo IFC importado do ARCHICAD 24 BR. 

Na análise de interferência, alguns testes foram realizados no software Naviswork, e não foi encontrada nenhuma limitação para obras de infraestrutura no fluxo de trabalho OpenBIM, via modelo IFC. No sistema, foram criadas regras de análise de colisão entres os elementos do projeto, avaliados seus impactos e a orientação de solução no processo de compatibilização. Na imagem a seguir, pode-se visualizar uma colisão identificada entre o sistema de drenagem da rodovia e a tubulação de gás. Outro importante fato identificado nessa etapa foi que todos os elementos e informações inseridos no projeto foram compartilhados pelo arquivo IFC. 

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Figura 5 – Clash Detective do modelo

Fonte: Os autores (2020)

Para a quantificação, executada pelo software QiVisus, constatou-se que a importação do arquivo IFC foi viável, sem perder nenhuma informação, e que possibilitou a geração das listas e vínculos com as bases de custo. No sistema, foi personalizado o filtro de extração de quantitativos para os critérios de medições aplicados em projeto de infraestrutura. Na imagem seguinte, consta como exemplo a extração dos quantitativos associados à barreira de proteção, que permitiu gerar a quantificação, além da barreira, de itens acessórios, como delineador e terminal de barreiras, mesmo sem estarem modelados. 

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Figura 6 – Filtro de extração de dados para elementos classificados com entidade IfcBeam

Fonte: Os autores (2020)

Com base nessas regras, o sistema QiVisus gerou os quantitativos do modelo IFC. Por utilizar os dados incluídos no projeto, mesmo selecionando a lista, pode-se rastrear a origem dessas informações. 

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Figura 7 – Lista de quantitativos que contempla os serviços complementares

Fonte: Os autores (2020)

Assim como aplicado anteriormente, foram definidas as regras de quantificação para os demais elementos existentes no projeto. O pavimento foi categorizado com a entidade Laje (IfcSlab), aplicando-se assim as regras de quantificação pertinentes a esse elemento.  

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Figura 9 – Filtro de extração de dados para elementos classificados com entidade IfcSlab

Fonte: Os autores (2020)

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Figura 10 – Lista de quantitativos que contempla o item Pavimentação

Fonte: Os autores (2020)

Para representar a orçamentação, os elementos foram associados às composições da base de dados da Tabela SICRO (Sistema de Custos Referenciais de Obras) no âmbito do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte) referente à região Sul. Para os elementos existentes no projeto e inexistentes na base de dados, foram criadas composições próprias para complementar o orçamento. 

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Figura 11 – Orçamento do grupo Pavimentação, que demonstra quantitativo, preço unitário, código e tabela associada

Fonte: Os autores (2020)

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Figura 12 – Composição do C.B.U.Q com polímero faixa C

Fonte: Os autores (2020)

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Figura 13 – Quantificação e orçamentação dos dispositivos de drenagem

Fonte: Os autores (2020)

O software QiVisus permitiu a exportação da Curva ABC do projeto, além do relatório de quantitativo, orçamentação e insumos no padrão desejado pela a criação de templates.