Integração do ProNIC em ambiente BIM

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1 Integração do ProNIC em ambiente BIM Um modelo para o trabalho em ambiente colaborativo André Filipe Pereira Henriques Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Prof. Doutor Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito Orientador: Prof. Doutor Luís António de Castro Valadares Tavares Coorientador: Prof. Doutor António Morais Aguiar da Costa Vogais: Dr Fernando Oliveira Silva Doutora Paula Margarida Gonçalves Marques Couto Outubro de 2012

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3 Resumo A indústria da construção tem um importante peso na economia de qualquer país; porém, a indústria portuguesa da construção revela falta de competitividade em comparação com as indústrias estrangeiras. As causas para tal situação passam, para além de outras, pela falta de cooperação entre os vários intervenientes nos projetos de construção, incompatibilidades entre projetos, falta de rigor na definição e especificação dos projetos de execução e ausência de documentos técnicos de referência. A utilização integrada e abrangente da metodologia Building Information Modeling (BIM) como a forma padrão de realizar projetos de construção poderá ser a resposta para muitas dessas debilidades. No entanto, para algumas delas, já existe um projeto que pretende dar resposta e que tem demonstrado a sua eficácia e eficiência, o Protocolo para a Normalização da Informação técnica na Construção (ProNIC). Este projeto tem um grande potencial para se tornar uma referência para a indústria portuguesa da construção; no entanto, não contempla a realização de projetos de construção segundo a metodologia BIM. Assim, a integração do ProNIC no ambiente BIM faz todo o sentido e necessita de ser estudada de uma forma cuidada. A utilização do BIM compreende, essencialmente, um ambiente colaborativo, trocas de informação eficientes e a gestão da informação; portanto, a integração deve seguir também essas três componentes. Com este trabalho, pretende-se definir um modelo para a integração do ProNIC no ambiente BIM, realçar as suas implicações e definir o papel do ProNIC no trabalho em ambiente colaborativo e na gestão da informação. Palavras-chave: Building Information Modeling, ProNIC, gestão da informação, trabalho em ambiente colaborativo, trocas de informação. ii

4 Abstract The construction industry is of particular importance in the economy of any country; however, the Portuguese construction industry lacks competiveness in comparison with the foreign industries. The causes of this situation are, among others, poor collaboration between stakeholders, conflicts between disciplines, lack of rigor and quality of tender documents, lack of information about construction materials and absence of technical documents about the construction works execution, and the materials associated with those. A integrated and comprehensive use of the methodology Building Information Modeling (BIM) as a standard manner to carry out construction projects can address many of those causes. However, there is currently a system to address some of them, the Protocol for Normalization of the technical Information in Construction (ProNIC). This system has a great potential to become a reference in the Portuguese construction industry; however, the use of BIM is not contemplated in it. Therefore, the ProNIC integration in BIM makes perfect sense and needs to be studied carefully. The BIM is based on a workflow in a collaboration environment, information exchanges and information management, therefore, the integration must follow these three subjects. With this work, it is intended to define a model for the ProNIC integration within BIM workflow, address the relevant implications and define the ProNIC role throughout the work in a collaboration environment. Keywords: Building information Modeling, ProNIC, work in a collaborative environment, information management. iii

5 Agradecimentos Ao meu coorientador, o Prof. António Aguiar Costa, pelos conselhos, total disponibilidade e pelo constante interesse no desenvolvimento da dissertação. Um especial obrigado. Ao meu orientador, o Prof. Luís Valadares Tavares, pelas orientações iniciais e conselhos. À Dra. Paula Couto, investigadora auxiliar no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, pelos conselhos e esclarecimentos no âmbito do ProNIC e pela disponibilidade prestada. À Eng.ª Joana Melo da Somague por transmitir a experiência na utilização do BIM. Por fim, agradeço aos meus pais e namorada pelo apoio nos momentos difíceis e por acreditarem sempre em mim, não só durante o desenvolvimento da dissertação mas ao longo de toda a minha vida. iv

6 Índice geral 1. INTRODUÇÃO Enquadramento e objeto Objetivos Metodologia de investigação Estrutura da dissertação O ACRÓNIMO BIM Introdução CAD versus BIM Vantagens Componentes do acrónimo BIM Building Information Model Dimensões de modelação Modelação paramétrica Conteúdos do modelo BIM Interoperabilidade entre aplicações. Software e funcionalidades Nível de desenvolvimento (LODs) Building Information Modeling e Management Ambiente colaborativo Cloud Computing num ambiente BIM Interoperabilidade em ambiente colaborativo Processos de distribuição de informação Gestão da informação Conclusões INTEGRAÇÃO ENTRE O BIM E O PRONIC Introdução ProNIC Antecedentes v

7 Fases de desenvolvimento e entidades envolvidas ª fase de desenvolvimento ª fase de desenvolvimento Trabalho em ambiente colaborativo Modelo para a integração do ProNIC em ambiente BIM Organização da informação no âmbito do BIM e ProNIC CONCLUSÕES Considerações finais Limitações do estudo Desenvolvimentos futuros REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Apêndices Plano de Execução BIM Atribuição de trabalhos de construção (Parede dupla de alvenaria de tijolo) Atribuição de trabalhos de construção (Janela de alumínio) Atribuição de trabalhos de construção (Reboco) vi

8 Índice de figuras Figura 1 Peso do setor da construção no Produto Interno Bruto (%)... 1 Figura 2 Evolução da utilização e conscientização do BIM no Reino Unido Figura 3 - Os três componentes do acrónimo BIM Figura 4 - Os conceitos associados aos três componentes do acrónimo BIM Figura 5 Um exemplo de um modelo BIM Figura 6 Parâmetros associados a um pilar Figura 7 Hierarquia dos conteúdo dos modelos BIM Figura 8 Exemplo de um assembly Figura 9 Papel dos materiais na hierarquia do conteúdo dos modelos BIM Figura 10 Vários modelos BIM produzidos apenas para um projeto de construção Figura 11 Possibilidades dos modelos BIM e da sua combinação Figura 12 Tipos de análises que os software BIM permitem Figura 13 LOD Figura 14 LOD Figura 15 LOD Figura 16 - LOD Figura 17 LOD Figura 18 Comparação entre os processos tradicional e colaborativo Figura 19 Representação do LPDS Figura 20 A curva de Macleamy Figura 21 Representação da realização de um projeto de construção segundo o IPD Figura 22 Excerto da matriz do documento AIA E Figura 23 Elementos característicos de contratos relacionais Figura 24 O conceito BIM Cloud Figura 25 Partes principais do IDM Figura 26 Excerto de um mapa de processo Figura 27 O papel das FPs num único ER Figura 28 Quatro operações principais de um sistema de informação Figura 29 Utilização das tabelas do Omniclass como um Web Service Figura 30 Relações entre o conceito porta e outros conceitos Figura 31 Conjuntos de propriedades associados ao conceito janela segundo vários pontos de vista Figura 32 Processo COBie Figura 33 Conjunto de dados COBie Figura 34 Vantagens do ProNIC nas várias fases de um projeto de construção Figura 35 Influência do BIM e do ProNIC nas debilidades da indústria da construção Figura 36 Âmbito do ProNIC Figura 37 Exemplo da estrutura de desagregação de trabalhos utilizada pelo ProNIC vii

9 Figura 38 Especificações técnicas dos trabalhos e de matérias geradas pelo ProNIC Figura 39 Conceito Single Building Model Figura 40 Conceito Project Integration Model (PIM) Figura 41 Ambiente de dados comuns (CDE) Figura 42 Visão geral do modelo de informação proposto Figura 43 Organização da informação no modelo proposto Figura 44 Utilização do Assembly Code Figura 45 Atribuição de trabalhos de construção utilizando a WBS do ProNIC Figura 46 Os quatro passos principais do plano de execução BIM viii

10 Índice de Quadros Quadro 1 Cooperação dos principais intervenientes num projeto de construção... 3 Quadro 2 As 15 tabelas que compõem o sistema Omniclass Quadro 3 Capítulos do ProNIC Quadro 4 - Exemplo de um artigo gerado pelo ProNIC Quadro 5 Exemplo de uma parede dupla de alvenaria de tijolo Quadro 6 Exemplo de uma janela em alumínio Quadro 7 As catorze categorias definidas no Guia PxP ix

11 Lista de abreviaturas AIA - American Instutite of Architects API - Application Performance Interface AVAC - Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado BIM - Building Information Modeling/Management/Model BIMXML - Building Information Model Extended Markup Language BPMN - Business Process Model and Notation CCP - Código dos Contratos Públicos CDE - Common Data Environment COBie - Construction Operations Building information exchange DXF - Drawing exchange Format ER - Exchange Requirement FP - Functional Part gbxml - Green Building XML GUID - Globally Unique IDentifier IAI - International Alliance for Interoperability IDM - Information Delivery Manual IFC - Industry Foundation Classes IFD - International Framework for Dictionaries IGLC - International Group for Lean Construction IM - Information Management IPD - Integrated Project Delivery ISO - International Organization for Standardization LNEC - Laboratório Nacional de Engenharia Civil LOD - Level of Development Modelo BIM - Building Information Model MVD - Model View Definition NBIMS - National Building Information Modeling Standard NBS - National Building Specification NIST - National Institute of Standards and Technology Omniclass - OmniClass Construction Classification System PE - Parque Escolar PIM - Project Information Management ProNIC - Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção SML - Simplified Markup Language TPS - Toyota Production System XML - extensible Markup Language x

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13 1. INTRODUÇÃO 1.1. Enquadramento e objeto A construção engloba tanto a construção de edifícios (construção civil) como a construção de obras de engenharia civil (estradas, pontes, vias-férreas, barragens) e tem uma importância considerável na economia portuguesa (Martins, 2008). É, frequentemente, denominada como o barómetro da economia, devido à sua natureza tendencialmente pró-cíclica, ou seja, apresenta expansões mais marcadas do que a economia global em fases positivas do ciclo e recessões mais profundas nas fases negativas (Nunes, 2001). A atividade da construção é um dos setores impulsionadores da economia nacional devido ao seu peso específico na criação de riqueza e de emprego, tendo em conta o seu efeito multiplicador (Gil, 2012). Este efeito é explicado pela sua extensa cadeia de valor, ou seja, a indústria da construção recorre a uma ampla rede de inputs, proporciona o aparecimento de externalidades positivas aos restantes setores e gera efeitos multiplicadores significativos a montante e a jusante (Nunes, 2001). A montante nas empresas de materiais e de equipamentos de construção (maquinaria diversa, cimento, aço, tintas, plástico, janelas, portas, cabos, aparelhos de aquecimento e ventilação) e de serviços (consultadoria, arquitetura, engenharia) e a jusante nas empresas de equipamento (mobiliário, equipamento doméstico) e de serviços (abastecimento de energia, manutenção e decoração, seguros) (Afonso et al., 1998, Baganha et al., 2002). Tem, portanto, impactes importantes na criação de riqueza (Figura 1) e também de emprego, o que a torna uma atividade fundamental para o crescimento da economia. E - Estimado P - Previsto Figura 1 Peso do setor da construção no Produto Interno Bruto (%) (Retirado de: Nunes, 2001) 1

14 A atividade de construção contempla especificidades tanto ao nível da produção como ao nível do mercado de trabalho. Esta é caracterizada por uma grande diversidade de (Afonso et al., 1998, Baganha et al., 2002): clientes (desde o Estado ou Autarquias até particulares, ou de grande empresas multinacionais a pequenos promotores tradicionais); projetos (cada obra é diferente, o que dificulta a normalização); produtos (desde a habitação tradicional até obras complexas como, por exemplo, pontes e barragens); operações produtivas (o produto final é o resultado da interação de várias especialidades com graus diferenciados de exigência e capacidade tecnológica); tecnologias (interação de diversas especialidades e coexistência de tecnologias de produção modernas com antigas numa só empreitada); unidades produtivas (a coexistência, na mesma empreitada, de empresas evoluídas tecnologicamente e de grande capacidade com empresas limitadas no aproveitamento das tecnologias disponíveis e que utilizam abundantemente o fator mão-de-obra). É, portanto, um setor de carácter nómada, tradicional, com grande inércia à mudança e cuja produção é centralizada e não em série. Destaca-se, assim, a sua natureza heterogénea, fragmentada e segmentada (Afonso et al., 1998). Segundo Couto e Teixeira (2005), a indústria da construção portuguesa padece de falta de competividade, cujos sintomas são muito conhecidos: prazos ultrapassados, orçamentos excedidos, segurança deficiente, qualidade ausente, entre outros. No entanto, a construção noutros países europeus aparenta ser mais eficiente nesses mesmos aspetos e, por isso, revela-se mais competitiva no mercado internacional e mais saudável. A compreensão das causas desta situação pode ajudar a dominar o problema e a contribuir para a melhoria da gestão e produtividade tornando o setor mais competitivo. As empresas portuguesas do setor manifestam uma boa capacidade de assimilar novas tecnologias, novos materiais e novos processos de construção. No entanto, é frequente que os projetos apresentem atrasos na sua conclusão e derrapagens significativas nos custos. Esta situação é especialmente gravosa quando o promotor é o Estado, visto que os custos adicionais e atrasos têm reflexos diretos nos cidadãos e contribuintes. Um dos principais problemas é a falta de cooperação ao longo de todo o ciclo de vida do projeto de construção (conceção, projetos de execução, construção, manufatura, operação e manutenção) por parte dos vários intervenientes, o que aliado à existência de fracos mecanismos de colaboração e de modelos contratuais não propícios ao aparecimento de um ambiente colaborativo provoca outros problemas como (Grilo, 2008a): a existência de processos desconexos; erros de comunicação e nas trocas de informação; 2

15 informação perdida; desperdício de recursos na re-entrada e re-criação da informação (no ciclo de vida de um projeto de construção estima-se que a informação é re-introduzida em média sete vezes em aplicações diferentes e re-criada diversas vezes por diferentes aplicações). Em Portugal, não existe claramente uma cooperação dos intervenientes em todos as fases da realização de um projeto de construção. Vasconcelos (2010), com base em entrevistas a dez empresas portuguesas diretamente ligadas ao setor da construção, demonstrou uma evidente diferenciação entre as fases antes do concurso (onde existe a colaboração entre o dono de obra e os projetistas) e após o concurso (onde existe a colaboração entre o dono de obra e o empreiteiro), não havendo, pois, cooperação entre as referidas três entidades ao mesmo tempo (Quadro 1). Achou-se por bem dar especial enfoque ao referido problema pela sua relevância. Esta foi, segundo Grilo (2008a), a causa salientada pelo Tribunal de Contas (2004a, 2004b) para as derrapagens em casos mediáticos como a Ponte Europa em Coimbra e a Casa da Música no Porto e é, ainda, apontada por Couto e Teixeira (2006) como uma das principais causas para a falta de qualidade dos projetos. Quadro 1 Cooperação dos principais intervenientes num projeto de construção (Retirado de: Vasconcelos, 2010) Não se pretende fazer um levantamento exaustivo das debilidades identificadas do setor da construção mas sim destacar algumas das mais relevantes no âmbito desta dissertação e nas quais o trabalho desenvolvido poderá ter influência. Aspetos como a utilização de mão-de-obra pouco qualificada, a proliferação das obras de conceção/contrução, vários aspetos relativos à legislação actual e outros definidos por Couto e Teixeira (2005, 2006) e Vasconcelos (2010) ultrapassam o âmbito desta dissertação. Com base em diversos autores (2008, AIPCC, 2011, Couto e Teixeira, 2005, 2006), destacamse as seguintes debilidades do setor e causas para o incumprimento de custos e de prazos que se encontram no âmbito desta dissertação (sem qualquer ordem de relevância): 3

16 fraca coordenação entre os intervenientes; pedido de esclarecimentos por parte do Empreiteiro ao Dono de obra; mudança e revisão de projetos; existência de contradição entre documentos; existência de incompatibilidades entre projetos; pedidos de material em excesso devido a erros de aceção de quantidade; deficiente planeamento, controlo e gestão das atividades, dos materiais, da mão-deobra e dos equipamentos; a falta de rigor na definição e especificação dos projetos de execução com destaque para os seguintes componentes: pormenores construtivos; peças desenhadas; mapas de acabamentos; mapas de medições; cadernos de encargos; falta de informação sobre tipos e especificações de determinados materiais; ausência de documentos técnicos de referência relativos à informação sobre a execução dos trabalhos e materiais que lhes estão associados; dificuldade de reunião e divulgação das normas, especificações e textos técnicos; inexistência de conteúdos de utilização generalizada para geração de Mapas de Trabalhos e Cadernos de Encargos. Estas debilidades estão a afetar negativamente a competitividade da indústria da construção. Por isso, esta necessita de arranjar estratégias de as combater de uma forma abrangente e integrada, o que implicará mudanças profundas na forma como os seus profissionais trabalham. Espera-se, assim, que a metodologia BIM (denominada na literatura por Building Information Modeling) venha a ser a resposta para muitas dessas debilidades. O acrónimo BIM que se encontra tão em voga na indústria da construção é, provavelmente, um dos mais incompreendidos. É um conceito que se encontra em constante evolução e, por isso, torna difícil a sua definição. Portanto, um dos grandes problemas do conceito BIM é ser difícil de explicar, fazendo com que seja mal compreendido. É, assim, frequentemente associado à modelação a três dimensões. Porém, apesar de esta componente ser importante e útil na metodologia BIM, não passa de uma ferramenta utilizada num processo geral. O BIM pode ser, simplificadamente, definido como um processo de criação e gestão da informação dos projetos de construção de uma forma interoperável e reutilizável. Permite, assim, a integração e reutilização da informação da obra e o domínio do conhecimento ao longo do ciclo de vida da mesma por parte dos utilizadores (Lee et al., 2006). 4

17 O BIM assenta num ambiente colaborativo para a produção da informação relacionada com os projetos de construção que, a par das trocas de informação e da gestão da informação, poderá ser um catalisador para a criação de uma colaboração apertada entre todos os intervenientes e, ainda, aumentar a eficácia e a eficiência na produção, utilização, distribuição e manutenção da informação. Estes dois aspetos, por si só, contribuirão para grandes benefícios na indústria da construção. Para além disso, a utilização do BIM pressupõe a utilização de ferramentas como aplicações informáticas cujas funcionalidades contribuirão para a automatização de processos, a visualização dos projetos de construção, o aumento do rigor dos produtos finais dos projetos, a melhoraria do planeamento e da orçamentação, entre outros. Assim, o tema principal desta dissertação é a utilização do BIM no desenvolvimento dos projetos de construção. No futuro, o BIM tornar-se-á a forma padrão para realizar projetos de construção; no entanto, para algumas das debilidades da indústria da construção já existe um projeto que lhes pretende dar resposta. Trata-se do Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção (ProNIC). O objetivo principal deste projeto é o desenvolvimento de um conjunto sistematizado e integrado de conteúdos técnicos credíveis e suportados por uma ferramenta informática moderna. O ProNIC permite a geração dos artigos que farão parte do Mapa de Trabalhos e Quantidades e para além disso, associar fichas de execução dos trabalhos, de materiais e custos. Estas fichas pretendem, acima de tudo, fornecer informações técnicas relativas a boas práticas de construção, regulamentos, normas e custos. Estas funcionalidades do ProNIC permitem aumentar o rigor na produção de mapas de medições e de cadernos de encargos e, para além disso, fornecer informações importantes relativas aos materiais utilizados na obra (composição, aplicação, ensaios, normas aplicáveis) e à execução dos trabalhos (trabalhos preparatórios, processo de execução, normas aplicáveis, ensaios, critérios de medição, regras de segurança). Visto que o ProNIC tem o potencial para se tornar uma referência na indústria portuguesa da construção, faz todo o sentido que seja definida uma forma de permitir a sua integração e o aproveitamento dos conteúdos desenvolvidos no mesmo. Esta integração, na opinião deste autor, deverá conter três vertentes: um trabalho em ambiente colaborativo, as trocas de informação entre os vários intervenientes e a gestão da informação. Este é, portanto, o objeto da dissertação: a integração da utilização do ProNIC e o aproveitamento dos conteúdos do mesmo numa perspetiva BIM. Para que tal seja possível, é necessário, em primeiro lugar, garantir um ambiente colaborativo que passa por mudanças culturais por parte dos vários profissionais da indústria da construção, pelo estabelecimento de contratos legais que promovam a colaboração e pela utilização de tecnologias e software que, através da internet, suportem um ambiente colaborativo e definição de uma forma de trabalhar que suporte a utilização do ProNIC. O ambiente colaborativo criado servirá de base para o processo de trabalho entre os vários intervenientes e, por isso, é necessário abordar os fluxos de informação ao nível da implementação do BIM na realização dos projetos de construção. 5

18 Para além disso, será utilizado um repositório central de informação relevante aos projetos de construção cuja informação necessita de ser devidamente introduzida, gerida, classificada e mantida, tendo em conta a evolução natural da produção da mesma ao longo dos projetos e no qual o ProNIC terá um papel importante Objetivos Esta dissertação pretende contribuir para os objetivos gerais do Grupo de Trabalho BIM da Plataforma Tecnológica Portuguesa da Construção (PTPC) ao promover, facilitar e acelerar a adoção do BIM. Assim, os objetivos desta dissertação são os seguintes: contribuir para a compreensão do BIM e das suas implicações ao nível humano e tecnológico; definir uma forma de trabalhar em ambiente colaborativo integrando o ProNIC nesse processo, destacando as várias componentes dessa integração; definir um modelo para a gestão da informação em ambiente colaborativo, tendo em conta o aumento progressivo da pormenorização da mesma Metodologia de investigação A metodologia de investigação desta dissertação assenta num conhecimento tão aprofundado quanto possível da metodologia BIM, começando pela sua definição até aos últimos desenvolvimentos, com o objetivo de definir as implicações da sua implementação. Depois, procede-se ao estudo da integração do ProNIC na metodologia BIM, aproveitando as suas funcionalidades e conteúdos. Assim, a metodologia considerada é constituída pelos seguintes passos: revisão da literatura Nesta fase, fez-se um estudo aprofundado do BIM, começando pela sua definição passando pelas implicações da sua implementação até aos desenvolvimentos mais recentes na área. Foram estipulados os principais componentes da sua implementação (ambiente colaborativo, trocas de informação e gestão da informação). Para além do assunto BIM, foi também estudado o ProNIC com o objetivo de entender o seu papel, funcionamento e capacidades, bem como estipular possíveis melhorias. análise teórico-empírica Após a revisão da literatura, constatou-se as vantagens do BIM e do ProNIC para a indústria da construção em separado e as vantagens da sua integração. Nesse sentido, testou-se várias hipóteses de integração do ProNIC no processo de trabalho segundo a 6

19 metodologia BIM, tendo em conta o que foi estudado na revisão da literatura e a experiência do Laboratório Nacional de Engenharia Civil; estudo exploratório Após definido um modelo geral de integração do ProNIC no trabalho em ambiente colaborativo segundo a metodologia BIM, procedeu-se ao estudo das potencialidades do ProNIC quanto ao aproveitamento dos seus conteúdos nas várias componentes do modelo definido, nomeadamente na gestão e organização da informação; proposta de um modelo para a organização da informação em ambiente BIM Concluiu-se com a apresentação dos componentes do modelo geral de trabalho em ambiente BIM que suporte a utilização do ProNIC, aprofundando os componentes nos quais este tem um papel mais relevante Estrutura da dissertação A dissertação tem uma estrutura simples e assenta em quatro capítulos. No presente capítulo, referiu-se o enquadramento do estudo, dando enfoque à tentativa de responder às debilidades da indústria da construção. Definiu-se o tema, o objeto, os objetivos e a metodologia da investigação. O capítulo 2 faz uma exposição tão aprofundada quanto possível do BIM, com o objetivo de contribuir para a boa compreensão do mesmo e destacar as várias implicações da sua plena implementação. O capítulo 3 aborda, essencialmente, a integração do ProNIC na metodologia BIM. Começa-se por referir a pertinência da integração tendo em vista as debilidades da indústria da construção e faz-se uma referência ao ProNIC expondo as suas capacidades e utilidades. Por fim, definese um modelo para o trabalho em ambiente BIM tendo em conta as várias componentes do BIM e, no qual, o ProNIC terá um papel importante tanto na produção de documentos importantes como na gestão da informação. No capítulo 4, responde-se aos objetivos definidos no primeiro capítulo, referindo as conclusões a que se chegou. Para além disso, faz-se referência às limitações do estudo e aos desenvolvimentos futuros no âmbito desta dissertação. Por último, nos apêndices faz-se referência a uma peça importante para o trabalho colaborativo: o plano de execução BIM. Para além deste, são também apresentadas figuras com o objetivo de ilustrar melhor a informação requerida pelo ProNIC. 7

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21 2. O ACRÓNIMO BIM 2.1. Introdução No início dos anos noventa do passado século XX, a visão de que todas as especialidades e intervenientes envolvidos no ciclo de vida de um empreendimento pudessem partilhar um modelo digital comum e trabalharem sobre ele para, assim, poderem conceber e executar os projetos de engenharia e de construção e isto deu início ao desenvolvimento do conceito conhecido por BIM (Grilo e Tavares, 2008). O termo BIM é, provavelmente, um dos termos mais utilizados e menos compreendidos na indústria da construção, sendo por vezes utilizado quando alguém gera um modelo 3D de um edifício ou de uma parte do mesmo. Estabelecer uma definição do BIM é importante para a sua compreensão, porém, não é fácil por este ser um conceito em constante evolução, que depende dos avanços na tecnologia e das capacidades dos utilizadores (CDI, 2008). Esta natureza evolutiva vai ser retratada nesta dissertação, visto que a referida visão inicial para os modelos BIM tem sido, ao longo do tempo, subvalorizada como se verá mais tarde. O BIM, simplificadamente, pode ser definido como um processo de criação e gestão da informação do projeto de construção de uma forma interoperável e reutilizável que permite, assim, a integração e reutilização da informação da obra e o domínio do conhecimento ao longo do ciclo de vida da mesma por parte dos utilizadores (Lee et al., 2006). Portanto, não é apenas um objeto ou um tipo de software mas sim uma atividade humana que implicará, em última instância, grandes mudanças na forma de projetar, construir e gerir empreendimentos (Eastman et al., 2011). A publicação National Building Information Modeling Standard (NBIMS) da organização norteamericana National Institute of Building Sciences (NIBS, 2007) referia, em 2007, que o interesse da indústria da construção pelo BIM crescerá exponencialmente à medida que esta se for apercebendo das capacidades do mesmo e do que o distingue dos processos tradicionais. Em Fevereiro de 2012, a organização National Building Specification (NBS) publica o relatório National BIM Report 2012 (NBS, 2012) no qual refere a evolução da utilização e conscientização do BIM no Reino Unido. Segundo esta publicação, 21% dos inquiridos não têm conhecimento, ainda, da existência do BIM, porém, comparando com os 43% de 2010, a evolução e a tendência são claras. Para além disso, verifica-se um aumento para mais do dobro na utilização do BIM (13% em 2010 para 31% em 2011), como se pode verificar na Figura 2. Esta tendência de aumento na conscientização e utilização do BIM tem-se verificado em muitos países e Portugal não é exceção. 9

22 Figura 2 Evolução da utilização e conscientização do BIM no Reino Unido (Adaptado de: NBS, 2012) Al Prowse, presidente da H. Griffiths Co. Ltd., refere que um dos mais desafios inerentes à adoção do BIM é modificar a forma como pensamos e a forma como construímos, ou seja, é fundamental haver uma mudança de mentalidade. Para além disso, existem outros desafios como a formação dos profissionais, as atualizações necessárias ao nível de software como de hardware e a normalização dos sistemas e dos procedimentos (Williams, 2010b). Este último assunto será abordado em 2.6. O BIM não é, portanto, apenas uma mudança de tecnologia mas também uma mudança de processo. Ao permitir que um edifício seja representado por componentes inteligentes que contêm informação detalhada relativamente a eles próprios e, para além disso, perceber a sua relação com outros componentes no interior do modelo, o BIM não só modifica a forma como as peças desenhadas e visualizações do edifício são criadas, como também altera dramaticamente todos os processos chave envolvidos na construção do edifício (Eastman et al., 2011). Segundo Dowhower (2010) e numa perspetiva social, o BIM alavanca um processo integrado de projeto e de construção que depende, inteiramente, de uma colaboração nas primeiras fases do projeto entre todos os intervenientes. Não é, pois, de admirar que o BIM tenha sido o catalisador de mudanças contratuais e processoais significativas na indústria da construção como a adoção progressiva do Integrated Project Delivery ou, simplificadamente, IPD (Eastman et al., 2011). Em 2.6.1, o IPD será apresentado com mais detalhe CAD versus BIM É importante salientar as diferenças entre os processos tradicionais e o BIM, tanto ao nível das capacidades como ao nível do impacte nos processos ao longo do ciclo de vida de um empreendimento. O Desenho Assistido por Computador (CAD, em inglês) é, nos dias de hoje, uma ferramenta essencial na produção de desenhos na indústria da construção. Porém, o seu principal 10

23 problema é ser utilizado como um estirador digital e não como uma ferramenta de projeto (Tse et al., 2005). Existe pouca, ou mesmo nenhuma, informação não geométrica incorporada nos desenhos CAD que possa ser utilizada pelos donos de obra ou pelas equipas de projeto e de construção. São, portanto, pouco mais do que versões eletrónicas dos desenhos produzidos manualmente em estirador (Burt, 2009). Existe por vezes, a comparação entre a mudança do estirador para o CAD e a mudança deste para o BIM. Tal comparação é injusta e não demonstra a mudança que o BIM realmente representa. O aparecimento dos software CAD permitiu um enorme aumento da produtividade mas o resultado continuou a ser o mesmo: desenhos 2D em formato papel. Pelo contrário, o BIM permite a produção de um modelo ou vários modelos em três dimensões que são eletrónicos, inteligentes, coordenados e que incluem muita informação relevante, para além de muitas outras funcionalidades. Portanto, a mudança de software CAD para a utilização de modelos BIM é muito mais exigente o que faz com que a comparação seja totalmente irrealista (Crowhurst, 2012) Vantagens Segundo o CRC Construction Innovation (2007), a principal vantagem do BIM é a representação precisa da geometria dos constituintes de um empreendimento num ambiente integrado de dados, o que possibilita outras vantagens que lhe estão associadas, tais como: processos mais rápidos e eficazes A informação é partilhada mais facilmente, havendo a possibilidade de acrescentar valor à mesma e de reutilizá-la; melhoria do processo de projeto As propostas podem ser rigorosamente analisadas, as simulações sobre os modelos podem ser executadas mais rapidamente e o desempenho avaliado, permitindo assim, soluções melhoradas e inovadoras; controlo sobre os custos e os impactes ambientais durante o ciclo de vida O desempenho ambiental é mais previsível e os custos de ciclo de vida são melhor compreendidos; montagem automatizada Os dados digitais relativos a constituintes do modelo podem ser explorados e utilizados na fabricação/montagem de sistemas estruturais; melhor serviço ao cliente As propostas são melhor compreendidas através de uma visualização mais precisa dos modelos produzidos; 11

24 dados sobre todo o ciclo de vida do empreendimento Os objetivos e requisitos impostos pelo dono de obra e informações relativas ao projeto, à construção e à manutenção/operação do empreendimento podem ser utilizados na fase de gestão de empreendimentos (facility management, em inglês). Grilo e Tavares (2008) referem que os benefícios do BIM são notórios, visto que alguns estudos demonstram uma redução média de 10% nos custos totais de construção, medido ao final dos projetos de construção. Por sua vez, Grilo (2008a) refere que, em traços gerais, o BIM permite um conjunto de potenciais benefícios aos vários intervenientes num projeto de construção. São eles: tomada de decisão mais rápida e mais assente em dados concretos; rápidas iterações de simulações em relação à performance de construção e do edifício, incluindo as várias especialidades; racionalização e simplificação dos fluxos de informação; redução significativa dos problemas nos estaleiros e o desperdício durante a construção; maior viabilização da utilização da pré-fabricação de componentes do projeto de construção; redução das atividades de construção no estaleiro e minimização do armazenamento de materiais e equipamentos, tornando o estaleiro um local mais económico e seguro; recolha da informação necessária por parte dos donos de obra para melhorar o desempenho dos edifícios e ainda, definir medidas de prevenção mais adequadas. Segundo Eastman et al. (2011), o mais importante do BIM é, talvez, o facto de criar uma oportunidade significativa para a sociedade em geral de alcançar processos de construção de edifícios mais sustentáveis e empreendimentos de melhor desempenho com menos recursos e menor risco do que pode ser alcançado com processos tradicionais Componentes do acrónimo BIM Várias organizações, como a buildingsmart, o Department of Veterans Affairs e o NIBS, seguem a mesma linha de pensamento e definem o acrónimo BIM como sendo a junção de três conceitos. As duas primeiras, por sua vez, referem que o acrónimo BIM representa o conjunto dos seguintes três conceitos que se encontram interligados (Figura 3): 12

25 Figura 3 - Os três componentes do acrónimo BIM Building Information Model A representação digital das características físicas e funcionais de um empreendimento. Por isso, serve como uma fonte partilhada de conhecimento da informação relativa a um empreendimento servindo, assim, como uma base fiável para a tomada de decisões durante todo o ciclo de vida de um empreendimento (buildingsmart, 2012, VA, 2010). É um protótipo digital, um modelo virtual de um empreendimento que contém os seus dados de uma forma estruturada (Wilkinson, 2012); Building Information Modelling Um processo de negócio no qual se dá a produção e a alavancagem dos dados do empreendimento para projetar, construir e operar o empreendimento durante o seu ciclo de vida (buildingsmart, 2012). Pode, pois, ser visto como um conjunto de utilizações finais bem definidas do modelo, fluxos de trabalho e métodos de modelação utilizados para atingir, a partir dos modelos, informações específicas, repetíveis e fiáveis. Os métodos de modelação afetam a qualidade da informação gerada a partir do modelo e por outro lado, a altura bem como a razão da utilização e da partilha do modelo afetam a eficácia e a eficiência da utilização do BIM para os resultados desejados e apoio à tomada de decisão (VA, 2010). O resultado final de todo este processo é, portanto, modelos cuja definição é a referida anteriormente (Wilkinson, 2012). 13

26 Building Information Management A organização e o controlo do processo de negócio utilizando a informação contida nos modelos para afetar a partilha da informação ao longo de todo o ciclo de vida de um empreendimento (buildingsmart, 2012). Inclui os standards e os requisitos de dados para a utilização do BIM de forma a manter uma continuidade de dados que, por sua vez, permite que a informação seja partilhada de uma forma fiável, num contexto no qual o emissor e o recetor compreendem a informação (interoperabilidade semântica 1 ) (VA, 2010). Os benefícios para os utilizadores passam pela comunicação centralizada e visual, a análise de opções em fase inicial, a sustentabilidade, a integração de todas as especialidades, a eficiência no projeto, a documentação das telas finais, etc. (buildingsmart, 2012) A NIBS segue, também, a mesma linha de pensamento e caracteriza o BIM como um conjunto de três conceitos: um processo colaborativo, um produto (como resultado do processo) e um requisito para a gestão do ciclo de vida de um empreendimento. Esta linha de pensamento está, portanto, presente em várias publicações importantes na área do BIM. Como referido, um dos desafios inerentes à adoção do BIM é a normalização dos sistemas e dos processos. Nesse sentido, a já referida buildingsmart que se dedica ao desenvolvimento e manutenção de normas BIM desenvolveu vários standards que, implicitamente, se aplicam a cada um dos referidos conceitos que formam o acrónimo BIM: o Industry Foundation Classes (IFC) para o modelo de dados BIM (Building Information Model), o International Framework for Dictionaries (IFD) para a definição dos termos associados aos dados (Building Information Management) e o Information Delivery Manual (IDM) para a definição do processo (Building Information Modeling), o que demonstra a pertinência da divisão apresentada. Para além dos referidos standards, existem vários conceitos que se encontram, atualmente, associados ao BIM e têm o objetivo de potenciar as suas capacidades. Neste sentido, o objetivo da Figura 4 é fornecer ao leitor uma visão geral dos diversos conceitos que serão abordados e também, contextualizados no âmbito do BIM. De seguida, proceder-se-á à descrição mais detalhada dos três componentes (os dois últimos serão expostos em conjunto devido à sua forte interligação), apresentando as suas características principais e à descrição dos conceitos associados. 1 A interoperabilidade semântica é a capacidade de interpretar, automaticamente, a informação partilhada para produzir resultados considerados úteis para os utilizadores finais dos sistemas que partilharam informação (VA, 2010). 14

27 Figura 4 - Os conceitos associados aos três componentes do acrónimo BIM 2.5. Building Information Model Como referido, o Building Information Model (Figura 5) é, simplificadamente, a representação digital das características físicas e funcionais de um empreendimento (buildingsmart, 2012). Não é, portanto, um simples conjunto de linhas e formas em duas dimensões que representam um edifício, mas sim um conjunto de elementos paramétricos e interativos, em três dimensões, que enriquecem a informação contida no modelo (Krygiel et al., 2010). Figura 5 Um exemplo de um modelo BIM (Fonte: 15

28 Bazjanac (2006), citado em Azhar et al. (2008), refere que o modelo caracteriza a geometria, as relações espaciais, a informação geográfica, as quantidades e as propriedades dos elementos do empreendimento, bem como as estimativas de custos, os inventários dos materiais e o planeamento do mesmo. O modelo pode, assim, ser utilizado para demonstrar todo o ciclo de vida dos empreendimentos. O que, por conseguinte, faz com que as quantidades e as propriedades dos materiais possam ser extraídas facilmente (Khemlani et al., 2006). Assim, o modelo é suficiente para gerar todos os componentes necessários para documentar o projeto de um empreendimento. Ao acumular toda a informação relacionada com o mesmo durante a fase de projeto, é possível, a partir do modelo, gerar plantas, cortes, alçados, perspetivas, pormenores, listas de quantidades, etc. (Eastman et al., 2011).Para além disso, os vários tipos de trabalhos podem ser facilmente definidos e isolados, os componentes podem ser apresentados com uma escala relativa a todo o empreendimento e ainda, toda a documentação relativa à fase de construção (peças desenhadas, especificações, etc.) pode ser facilmente interligada (Khemlani et al., 2006). Segundo Eastman et al. (2011), um modelo BIM deve ser caracterizado por: componentes que são representados digitalmente e que contêm gráficos e atributos de dados computáveis que os identificam perante as aplicações de software. Contêm, também, regras paramétricas que permitem manipular os componentes de forma inteligente; componentes cujos dados descrevem os seus comportamentos consoante seja necessário para realizar análises ou para processos de trabalho como, por exemplo, elaborar especificações ou analisar o consumo de energia de um edifício; dados consistentes e não redundantes para que as possíveis alterações aos dados dos componentes sejam representadas em todas as vistas do mesmo e da assembly (este conceito será abordado em 2.5.3) da qual o anterior faz parte integrante; dados coordenados para que todas as vistas do modelo sejam representados numa forma também coordenada Dimensões de modelação Ao longo dos anos, verificou-se que os donos de obra, a nível internacional, pretendiam saber o mais cedo possível qual viria a ser o aspeto do produto final, como este se interligaria com o ambiente envolvente e como será o seu desempenho ao longo do tempo. Portanto, nos dias de hoje, os modelos tridimensionais contêm informação para realizar o planeamento, a orçamentação, o estudo de sustentabilidade ambiental e para a área de facilities management (Holzer and Malkin, 2011). Segundo Shelden (2006), parafraseado por Addor et al. (2010), o modelo pode ser definido, de uma forma simplificada, como uma base comum e integrável de informações e dados organizados em três ou mais dimensões. 16

29 Na literatura da área, é frequente encontrar referências às várias dimensões nd, desde 2D até 7D ou mesmo superior. As dimensões 2D, 3D, 4D e 5D são frequentes de encontrar e existe consenso quanto à sua definição. Por outro lado, as referidas dimensões são, frequentemente, atribuídas, por exemplo, às áreas de facilities management e de segurança no trabalho. Porém, não existe, ainda, consenso na literatura quanto à sua definição e, por isso, serão apenas apresentadas as dimensões até à quinta dimensão. Por vezes, no mundo BIM onde se ouve falar constantemente de 3D, 4D, 5D e até mais, é fácil esquecer as duas dimensões (2D), ou seja, as peças desenhadas. Porém, estas continuam a ser importantes e a ter valor contratual como o registo oficial do projeto de construção (VICO, 2010a). As três dimensões (3D), apesar de o BIM ser muito mais do que modelação em 3D, tornaram o BIM famoso pela simples razão de fazer sentido visualizar um empreendimento antes de o construir na realidade (VICO, 2010b). Os modelos são perfeitos para visualizar o aspeto final de todo o empreendimento, como se integra na paisagem e até, fazer uma demonstração de como os visitantes deverão circular no edifício (VICO, 2010c). Para além disso, o espaço tridimensional de um edifício pode ser ligado a Sistemas de Informação Geográfica (GIS, em inglês) para demonstrar onde o edifício está localizado num espaço 3D (Harris, 2009). De uma forma simplificada, pode dizer-se que passar de 3D para quatro dimensões (4D) envolve a atribuição de valores temporais (durações e datas de início e de conclusão) para estudar a sequência dos trabalhos e realizar o planeamento da construção (Menconi and Mettler, 2010). Porém, especialistas na matéria afirmam que deverá incluir também, para além do que foi referido, o controlo da produção no estaleiro envolvendo todos os subempreiteiros bem como a reconciliação de faturas com os trabalhos concluídos no estaleiro (VICO, 2010c). Finalmente, a quinta dimensão envolve a atribuição de custos aos componentes do modelo a fim de realizar análises de custos e a orçamentação da construção (Menconi and Mettler, 2010). Vários fornecedores de software têm criado várias aplicações com o objetivo de explorar todas essas dimensões como se verá mais adiante e que, com o passar do tempo, tornar-se-ão cada vez mais eficientes e disponíveis (Isenhoff, 2008). Porém, em primeiro lugar, far-se-á referência a uma característica comum a todas as aplicações BIM a modelação paramétrica Modelação paramétrica A modelação paramétrica orientada por objetos é uma das tecnologias que distingue as aplicações BIM das aplicações CAD tradicionais. Esta tecnologia caracteriza-se por não representar os objetos com dimensões e propriedades fixas. Em vez disso, os objetos são 17

30 representados utilizando parâmetros e regras que definem a sua geometria bem como algumas características e propriedades não geométricas (Eastman et al., 2011). Um parâmetro é um conjunto de propriedades físicas cujos valores determinam as características ou o comportamento de algo o que, numa ótica BIM, traduz-se por ser uma série de pares que comportam um título e um valor associado ao mesmo (Weygant, 2011). Os referidos parâmetros associados aos componentes podem ser expressões que regem a forma como estes se relacionam com outros, permitindo, assim, a sua atualização automática perante modificações introduzidas pelo utilizador ou pelo uso em diferentes aplicações (Eastman et al., 2011). Exemplificando de uma forma genérica, ao criar um componente que pode ser uma simples bola, o utilizador pode criar os parâmetros necessários para cumprir os seus objetivos utilizando-os para manipular as características do objeto. Considerando o diâmetro, a cor e o material da bola como os parâmetros definidos pelo utilizador, este pode associar, por exemplo, o valor de vinte centímetros ao diâmetro, amarelo à cor e borracha ao material, resulta uma bola amarela de borracha com vinte centímetros de diâmetro. Porém, devido à existência dos parâmetros, é possível modificar, rapidamente, cada um deles consoante a necessidade. Assim, ao modificar a cor para azul e o material para metal, resulta, por sua vez, uma bola metálica azul com os mesmos vinte centímetros de diâmetro (Weygant, 2011). Foi utilizado o exemplo de uma simples bola para explicar o conceito mas este é aplicável a todos os componentes que podem ser utilizados num modelo (como, por exemplo, paredes, janelas, portas e pavimentos). Na Figura 6, está representado um pilar ao qual estão associados vários parâmetros segundo o mesmo princípio. Figura 6 Parâmetros associados a um pilar (Fonte: Weygant (2011) refere que a principal vantagem de organizar a informação utilizando parâmetros é a capacidade de introduzir, aceder, modificar e extrair a informação de uma forma rápida e fácil, sem ser necessário recorrer à componente gráfica. Porém, em relação ao 18

31 processo de projeto especificamente, refere que a grande vantagem da parametrização é a flexibilidade na atribuição de características geométricas e não geométricas aos objetos do modelo. Assim, nas primeiras fases do projeto, quando as decisões relacionadas com, por exemplo, as dimensões e a localização de alguns componentes ainda não estão tomadas, a utilização de parâmetros permite a atribuição de valores aproximados e mais tarde, quando as decisões forem definitivamente tomadas, a sua rápida modificação para os valores reais. Para além disso, refere-se também a vantagem de ser possível a pesquisa de objetos com determinadas características de acordo com os parâmetros criados como, por exemplo, paredes com resistências térmicas superiores a 0,40 m 2. C/W (Weygant, 2011) e também, o facto de todos os elementos que fazem parte do modelo partilharem um nível de associatividade bidirecional, ou seja, se os elementos forem modificados num sítio dentro do modelo, aquelas modificações serão visíveis em todas as outras vistas. Assim, ao mover-se uma porta numa planta, essa porta será movida em todos os alçados, cortes e perspetivas em que é visível (Krygiel et al., 2010). Para além dos parâmetros, um modelo BIM pode conter atributos, restrições e condições. De acordo com Eastman et al. (2011), a distinção entre parâmetros e atributos não é consensual, podendo mesmo não haver distinção para algumas pessoas. Porém, segundo este autor, a um parâmetro estão associadas propriedades que possuem uma natureza gráfica ou visual e em contrapartida, a um atributo encontram-se associadas propriedades de natureza informativa sem ter um efeito direto na aparência. Assim, exemplificando, o comprimento de determinado componente de um modelo BIM é um parâmetro visto que têm influência na sua aparência mas o peso do mesmo já é um atributo pois não afeta a aparência de nenhuma forma. As restrições são utilizadas para limitar determinados componentes do modelo BIM de alguma forma. Por exemplo, uma parede pode ser limitada a determinada localização impossibilitando, assim, que esta seja movida ou, então, uma porta pode ser restringida apenas às cores vermelha, amarela e azul. Por último, as condições são utilizadas para controlar certos parâmetros ou atributos, ou seja, utilizando uma condição IF ( se, em português) é possível, por exemplo, determinar o número de portas que possuem uma largura superior a determinado valor (Eastman et al., 2011) Conteúdos do modelo BIM A perfeita compreensão do conteúdo dos modelos BIM é fundamental para desenvolver modelos organizados e que permitam um acesso rápido e fácil à informação. Por isso, antes de iniciar a modelação, é importante perceber como os elementos que constituem um modelo BIM se encontram interligados (Weygant, 2011). O conteúdo dos modelos BIM rege-se por uma hierarquia que, segundo Weygant (2011), é composta por materiais, objetos, assemblies e projetos. Os materiais contêm informações 19

32 relevantes para os objetos e assemblies e estes contêm informação relevante para os projetos (Figura 7). Esta é a hierarquia base de qualquer modelo BIM (Weygant, 2011). Figura 7 Hierarquia dos conteúdos dos modelos BIM Os materiais são os elementos-base a partir dos quais os outros elementos derivam. Cada um possui informação relacionada com a sua composição, o seu comportamento e a sua aparência. São utilizados para constituir objetos e assemblies ou, então, podem ser utilizados por si só como tintas, revestimentos e acabamentos. São exemplos o betão, o aço, a madeira, o vidro e o plástico. Cada um possui as suas propriedades específicas. Os objetos são componentes autónomos, ou seja, não necessitam de outros componentes para que a sua função seja entendida. Por exemplo, o alumínio (material) por si só não tem qualquer função, para ser entendido como um constituinte do modelo necessita de pertencer a um componente com uma função definida. Por outro lado, uma janela de alumínio (objeto) é um componente cuja função encontra-se perfeitamente definida e por isso, não necessita de estar integrado noutro componente para que a sua função seja entendida. Portanto, são exemplos de objetos as portas, as janelas e os elementos de mobília e de iluminação. Os objetos normalmente contêm a informação relativa à sua identificação, aparência, performance e ao seu uso e devem possuir a informação necessária para projetar, localizar, especificar e analisar um dado produto. Um objeto é constituído por vários materiais, cada um deles com características próprias que podem ser, em determinado contexto, condicionantes do comportamento e da aparência do objeto como um todo. Por outras palavras, no caso de, por exemplo, uma janela avaliada quanto à sua aparência, são necessários os dados relativos à cor e/ou acabamento dos diferentes materiais que constituem a janela. Portanto, um objeto deve possuir informação relativa aos materiais e componentes que o constituem. 20

33 Os assemblies (em português, podem ser traduzidos como conjuntos ) são constituídos por determinados materiais e objetos que trabalham em conjunto para formar um elemento (Figura 8). Os exemplos mais básicos são os pavimentos, paredes, tetos e coberturas. Porém, o leque é mais extenso podendo incluir escadas, gradeamentos, canalizações e cablagem. Figura 8 Exemplo de um assembly (Fonte: Os assemblies contêm informação relativa aos diferentes materiais e elementos que o constituem, como por exemplo a espessura e o tipo de componente envolvido, desde a superfície interior para a exterior. Os componentes e materiais individuais contêm a sua própria informação, permitindo que os materiais sejam criados uma vez e reusados inúmeras vezes. Mesmo dentro do assembly é possível substituir diferentes materiais por outros com determinadas características, de forma a obter um assembly com um comportamento diferente. Como demonstrado, é muito importante que os materiais que constituem objetos e assemblies possuam as suas características específicas. Porém, esse facto ganha ainda mais peso quando estamos perante assemblies como paredes, pavimentos, tetos e coberturas, que são constituídas por múltiplos materiais. Estes possuem propriedades referentes ao seu comportamento que não estão relacionadas com o comportamento do assembly como um todo e se possuírem as suas propriedades específicas, podem ser analisados e selecionados conforme os seus méritos individuais (Weygant, 2011). A Figura 9 demonstra o papel dos materiais como a base da hierarquia do conteúdo de um modelo BIM, formando os objetos e os assemblies. 21

34 Figura 9 Papel dos materiais na hierarquia do conteúdo dos modelos BIM (Adaptado de: Weygant, 2011) Muitos produtos estão disponíveis no mercado pelos fabricantes de produtos de construção civil (building product manufacturers BPMs). Por exemplo, no mercado existem portas com uma infinidade de combinações de alturas, larguras, espessuras, materiais, acabamentos, resistências ao fogo e outras propriedades específicas. Apesar de ser possível modelar um objeto BIM para cada combinação de propriedades, seria uma tarefa dantesca. Por isso, é de todo conveniente recorrer à modelação paramétrica permitindo, assim, que um objeto BIM contenha informação suficiente para representar mais do que uma configuração de propriedades alternativas. O utilizador pode identificar qual o conjunto de propriedades que é mais apropriado para um dado requisito de projeto e o software irá criar uma instância do objeto que possuirá aquelas propriedades, incluindo informações gráficas e não gráficas (Jones, 2011). Existe uma forte tendência para que, cada vez mais, os fabricantes de produtos da construção modelem os seus produtos criando, assim, bibliotecas para as suas linhas de produtos e também, que procurem aumentar a especificação dos mesmos. Ao fazer isso, os fabricantes permitem que os projetistas possam incorporar mais facilmente os seus produtos nos modelos BIM. É, pois, benéfico para todos os envolvidos fazer com que os projetistas e arquitetos tenham mais opções e dados dos produtos mais valiosos para utilizar em todo o processo de projeto e ao mesmo tempo, permitir que os fabricantes possam fornecer informações dos seus produtos aos clientes de uma forma mais eficaz e eficiente (AIA and Rundell, 2008). É possível encontrar produtos de determinados fabricantes prontos a incorporar em modelos BIM nos websites dos mesmos como, por exemplo, o fabricante norte-americano USG sendo esta a forma mais fiável de obter dados de produtos específicos de fabricantes ou, ainda, em websites de empresas como a ARCAT (http://www.arcat.com) e a Autodesk (http://seek.autodesk.com) que disponibilizam produtos genéricos e específicos de inúmeros fabricantes (AIA and Rundell, 2008). 22

35 Por último, os projetos são o culminar de todos os assemblies e componentes usados. Ao reunir toda a informação no modelo BIM é possível, dentro de um dado projeto, localizar virtualmente qualquer informação relativa a um componente específico. Assim, relativamente a um determinado componente é possível saber, por exemplo, a cor, o piso onde se encontra, o fabricante, quando será necessário substituí-lo e quantos iguais existem no modelo BIM (Weygant, 2011). Os projetos BIM podem ser utilizados para diversas atividades, desde estudos preliminares, passando por orçamentação e planeamento, até facilities management e análises de projetos Interoperabilidade entre aplicações. Software e funcionalidades Um modelo de determinado projeto BIM é a soma de vários modelos BIM produzidos por pessoas diferentes com diferentes níveis de detalhe e utilizando diferentes software que, por sua vez, podem produzir ficheiros em formatos distintos (Figura 10). Como exemplos de modelos BIM que podem fazer parte de um único projeto referem-se os seguintes (Kymmell, 2008): modelo do estaleiro (terreno, edifícios vizinhos, paisagem); modelo da arquitetura (paredes, pavimentos, coberturas, circulação, objetos especiais); modelo estrutural (sistemas estruturais); modelos das diferentes especialidades (eletricidade, sistemas mecânicos, abastecimento de água, combate a incêndios, águas residuais); modelos especiais (equipamento, acabamentos, estruturas provisórias). Figura 10 Vários modelos BIM produzidos apenas para um projeto de construção (Adaptado de: Smith, 2010) Esta diversidade de possibilidades torna a troca de informações entre modelos BIM e software um enorme desafio. Um dos grandes desafios que a indústria da construção enfrenta na 23

36 adoção do BIM é, pois, o uso dos modelos BIM não apenas como uma ferramenta no processo de projeto, mas sim como a interface para a troca de informações entre todos os intervenientes em projetos de construção. Tradicionalmente, a informação era trocada sob a forma de desenhos e de documentos; no entanto, ao utilizarem ferramentas BIM todos os envolvidos são agora incentivados a usar os modelos BIM como o meio para trocar informação (Steel et al., 2010). O BIM resume-se a informação estruturada que é coordenada. Esta informação tem de fluir em todas as fases dos projetos de construção, desde o início do projeto até à fase de facilities management. Para que tal seja uma realidade, a existência de interoperabilidade é obrigatória (Hamil, 2012b). Esta, segundo Eastman et al. (2011), é a capacidade de troca de dados entre aplicações, o que suaviza os fluxos de trabalho e por vezes, facilita a sua automação. Hamil (2012b), por sua vez, define os seguintes três níveis de interoperabilidade: interoperabilidade entre software do mesmo fornecedor Este nível de interoperabilidade ocorre quando, por exemplo, um arquiteto, um engenheiro estrutural e um engenheiro de uma qualquer especialidade trabalham em modelos BIM distintos utilizando as suas versões da aplicação Revit (da empresa Autodesk). Estes modelos podem, então, ser sobrepostos resultando um modelo combinado. Este modelo combinado, por sua vez, chegará às mãos da equipa encarregue pela construção que, utilizando a aplicação Navisworks (da mesma empresa), realizarão o planeamento dos trabalhos. Este tipo de interoperabilidade apresenta grandes benefícios em termos de planeamento e coordenação dos trabalhos, bem como na deteção, em tempo útil, de conflitos entre a estrutura e as especialidades; interoperabilidade entre software de diferentes fornecedores Nos dias de hoje, não é ainda possível projetar e construir um edifício utilizando apenas software de um único fornecedor. Portanto, é inevitável que se tenha de recorrer, a determinada altura, a software de diferentes fornecedores. O que levanta uma questão: as regras de comunicação. Quando dois software de diferentes fornecedores necessitam de comunicar, têm de ser acordadas regras de comunicação que definem como os dois software devem comunicar entre si. Um exemplo poderá ser a utilização de um software para modelar o edifício e outro para especificar os materiais contidos no modelo. Para que tal seja útil para o utilizador, os dois software têm de comunicar entre si possibilitando, assim, que um tenha acesso à informação contida no outro. Portanto, existe neste tipo de interoperabilidade um grande potencial para reduzir o número de erros e de melhorar a coordenação da informação; 24

37 interoperabilidade através de normas abertas de dados (open data standards) A função dos open data standards é definir onde a informação deve estar para ser exibida ou transferida entre diferentes software. O que, hoje em dia, é algo trivial e tomado como garantido na área da informação. Veja-se, por exemplo, o serviço de correio eletrónico ( ) no qual não é nenhuma surpresa ser possível enviar um e- mail para outra pessoa e esta conseguir vê-lo utilizando inúmeros software. Isto acontece porque, nesta área, estão perfeitamente definidas as normas de dados e assim, a informação é transferida entre aplicações de forma correta. Na indústria da construção existem, dois open data standards bem consolidados: o Green Building XML (gbxml) e o Industry Foundation Classes (IFC). A sua utilidade será permitir que informação de diferentes fontes e diferentes software trabalhem em conjunto para melhorar o fluxo de trabalho na construção. Portanto, as trocas de dados entre aplicações são, geralmente, classificadas de uma de três formas (Redmond et al., 2012): direct links (ou ligações diretas, em português) incluem Application Performance Interfaces 2 (APIs) para extrair os dados de uma aplicação e escrevê-los utilizando outra aplicação que recebe os dados. Um exemplo é o Geometric Description Language (ArchiCAD); proprietary file exchange é um ficheiro ou uma interface de streaming desenvolvida por uma organização apenas com o intuito de trocar dados com a aplicação da mesma organização abordando, essencialmente, a geometria. A maioria dos fornecedores de software prefere este tipo de trocas de dados ou o anterior. Um exemplo é o formato da Autodesk, o Drawing exchange Format (DXF); public product data model exchange são esquemas e linguagens abertas e geridas publicamente como o Extensible Markup Language (XML), os ficheiros de texto e o IFC (Eastman et al., 2011). Estes formatos são frequentemente denominados na literatura pelos já referidos open standards e serão abordados novamente mais adiante. A estrutura da informação produzida e as aplicações utilizadas durante todo o ciclo de vida do projeto de construção deve estar de acordo com normas internacionalmente aceites pela indústria da construção. Isto permite que não se fique condicionado a software proprietários e às suas opções para a troca de informação (proprietary file exchange) e para além disso, possibilita a colaboração entre equipas geograficamente distribuídas sem quaisquer restrições relativamente ao local onde se encontram e às limitações tecnológicas. As normas internacionalmente aceites são, também, designadas por standards de jure e são desenvolvidas por organismos internacionais certificadores como, por exemplo, a International 2 Application Program Interface ou Application Programming Interface (API) é um conjunto de rotinas e protocolos através dos quais um programa pode comunicar com outro. Os APIs facilitam a tarefa dos programadores quando estes necessitam de programar uma aplicação que utiliza a funcionalidade de outra aplicação (American Heritage Dictionaries, 2006). 25

38 Standardization Organization (ISO) ou, então, por um vasto conjunto de entidades relevantes no mercado e setor da construção (empresas de construção, empresas de software, universidades, etc.). Um exemplo é a buildingsmart cuja contribuição para esta problemática será aprofundada mais adiante. Por outro lado, existem os standards de facto. Estes são desenvolvidos por empresas de software que se tornaram dominantes no mercado e são propriedade dessas mesmas empresas como o já referido DXF da Autodesk. A interoperabilidade entre aplicações depende da opção dos primeiros (Grilo, 2008a). O Industry Foundation Classes (IFC) foi desenvolvido pela organização buildingsmart (anterior International Alliance for Interoperability - IAI) e segundo esta, trata-se de um standard aberto e neutro, ou seja, não está associado a nenhum fabricante de software especificamente. Eastman et al. (2011) definem o IFC como um esquema desenvolvido para definir um extenso conjunto de representações consistentes de dados do empreendimento para troca entre software da indústria da construção. Os modelos BIM que utilizam este formato são semanticamente ricos uma vez que eles englobam não só a geometria 3D dos elementos presentes no modelo, como também metadados 3 relacionados com diversos outros aspetos do edifício (Steel et al., 2010). Diversos autores (Burt, 2009, Eastman et al., 2011, Hamil, 2012b, Steel et al., 2010, Weygant, 2011) referem que ainda existem vários problemas por resolver e portanto, a interoperabilidade não é, ainda, uma realidade. Porém, Burt (2009) acrescenta que o problema de atingir uma interoperabilidade integral poderá afetar o ritmo da implementação do BIM mas não afetará a sua inevitabilidade. A interoperabilidade é, portanto, fundamental para ser possível tirar proveito de todo o potencial do BIM, o que trará benefícios para todas as partes interessadas resultando, assim, em melhorias segundo três vetores: custos, prazos e qualidade. Segundo a experiência de entidades que já adotaram o BIM, a interoperabilidade (Fallon, 2008): acelera a tomada de decisões com conhecimento de causa em projeto; permite a realização de rápidas iterações da performance do edifício e da sequência de construção; simplifica o fluxo de informação e reduz o tempo até à conclusão em certas cadeiras de fornecedores; reduz, significativamente, os problemas na obra e o desperdício de material durante a construção; torna viável a pré-fabricação, em ambientes controlados, de maiores percentagens de componentes do edifício, aumentando a sua qualidade e longevidade; reduz as atividades no estaleiro e o armazenamento de materiais no mesmo. 3 Metadados são, essencialmente, dados sobre dados, ou seja, dados associados a objetos ou a sistemas de informação para fins de descrição, administração, uso, preservação. Podem ser de vários tipos: descritivos (identificação e localização), administrativos (criação, direitos, controlo de acesso) e estruturais (relacionam objetos) (2004b). 26

39 A interoperabilidade apresenta, portanto, grandes benefícios em duas áreas que se encontram interligadas: a colaboração no processo BIM e o aproveitamento das potencialidades das ferramentas BIM disponíveis no mercado. Em será visada a sua importância num ambiente colaborativo mas, para já, far-se-á uma breve referência às ferramentas BIM existentes e às suas potencialidades. Como referido, a capacidade de importar vários modelos BIM e combiná-los num só modelo acessível é importante e segundo Kymmell (2008), será uma atividade predominante visto que a visualização é uma das principais finalidades dos modelos BIM. Estes software denominamse, na língua inglesa, por viewers e alguns deles permitem, também, que outras análises sejam realizadas ou que outra informação seja introduzida nos componentes do modelo como informações sobre o tempo de execução. Por outro lado, existem outras ferramentas que permitem a realização de análises quantitativas do modelo como análises de custos (estimativa de custos), dos tempos de execução (planeamento), do consumo de energia ou dos níveis de iluminação natural e artificial, entre outros (Figura 11). A maior parte dos software de modelação podem ser adquiridos juntamente com software de análise que lhe são compatíveis. Figura 11 Possibilidades dos modelos BIM e da sua combinação (Adaptado de: Thomassen, 2011) A referência a software não faz parte dos objetivos desta dissertação; por isso, aponta-se apenas duas referências nas quais é possível obter uma lista exaustiva dos software disponíveis. Hergunsel (2011), com base em Reinhardt (2009), apresenta uma lista com vários 27

40 software BIM utilizados pela indústria da construção bem como as suas principais características. Outra referência é o BIM Tools Matrix disponível na internet 4. Kymmell (2008) define que os tipos de análises sobre os modelos são de três tipos: qualitativas, sequenciais e quantitativas, como demonstra a Figura 12. Figura 12 Tipos de análises que os software BIM permitem (Baseado em: Kymmell, 2008) As primeiras têm, normalmente, em consideração a natureza dos assuntos e não a sua quantidade, por isso, os seus processos são, regra geral, visuais. Como exemplo deste tipo de análises, referem-se as seguintes: comunicação, ilustrações de marketing e filmes Trata-se duma forma de criar conteúdos visuais com o objetivo de demonstrar a obra a terceiros; análises de construtibilidade A construtibilidade pode ser definida como a visualização dos métodos necessários para construir um empreendimento. Este tipo de análise prende-se, pois, em analisar a viabilidade de determinados métodos construtivos e detetar dificuldades caso estas existam (Kymmell, 2008). Uma das vantagens do BIM é tornar possível construir um empreendimento virtualmente antes de começar a construção física, com o objetivo de descobrir potenciais problemas e também, simular e analisar os potenciais impactes. É mais fácil resolver um problema bastando, para isso, mover um elemento no computador do que demolir e reconstruir elementos na realidade (Svetel e Pejanovié, 2010); 4 28

41 coordenação de sistemas e clash detection Trata-se de detetar conflitos entre todos os componentes do modelo 3D, ou seja, componentes que ocupam o mesmo espaço, podendo ser componentes que são duplicados de outros ou componentes que tocam ou atravessam outros. Esta análise é muito útil quando se pretende a averiguar a compatibilidade do projeto de estruturas e das especialidades, tal como nos referidos viewers; análises energéticas Para realizar este tipo de análises, é necessário que a informação sobre os materiais que esteja totalmente disponível no modelo. Assim, a natureza, a dimensão e a localização de todas as zonas de fronteiras podem ser calculadas gerando, desta forma, dados relativos aos ganhos e perdas de calor. O software poderá, então, utilizálos para representar no modelo pontos quentes e frios simulando determinados circunstâncias e condições. As análises sequenciais, por definição, têm por base a análise do tempo. Embora tenham uma natureza muito visual, necessitam também de muita informação quantitativa como, por exemplo, as durações das atividades do projeto de construção. A capacidade de modelar em três dimensões que os software BIM oferecem é ideal para os seguintes tipos de análises: sequências de montagem e instalação Neste tipo de análises, os componentes do modelo surgem neste consoante o planeamento definido para a construção. Assim, é possível avaliar as implicações do planeamento; sequência e planeamento da construção Esta análise é sobretudo visual embora o tempo seja tratado como uma quantidade. A ligação entre o planeamento e o modelo não costuma ser bidirecional, ou seja, o planeamento não é atualizado mediante uma mudança no modelo. Porém, caso o planeamento seja criado a partir das quantidades inseridas no modelo e seja ligado a índices de produtividade, é possível torná-la bidirecional. O software Vico Project Control permite este tipo de análise de um modo interativo. Por último, as análises quantitativas envolvem a medição da quantidade de algo e muitas vezes, combinar aquela informação com outros tipos de informação. A natureza destas análises não é, portanto, visual mas sim numérica podendo assumir um formato de base de dados. São elas: extração da lista de quantidades Como referido, os modelos BIM não são mais do que uma representação virtual, em três dimensões, da realidade por conterem também a informação relativa aos seus 29

42 componentes. Assim, usando essa informação, a lista de quantidades dos projetos de construção pode ser facilmente extraída dos modelos; orçamentação Os custos são o resultado da multiplicação entre as quantidades e os preços unitários contidos numa base de dados. Portanto, basta fazer a ligação entre o modelo e a base de dados de preços unitários cuja natureza dependerá do software utilizado; análise de cash-flow Uma vez estabelecida a ligação referida no caso anterior, o modelo pode ser utilizado para monitorizar o cash-flow enquanto o progresso da construção é também monitorizado no modelo, o que permite a combinação entre funções de orçamentação e de planeamento utilizando os modelos BIM; análise do custo de ciclo de vida Esta análise está relacionada com o controlo dos custos e de consumo de energia. Se o modelo contem os custos de operação e de manutenção dos seus componentes é, então, possível fazer uma previsão do custo do ciclo de vida para o projeto de construção Nível de desenvolvimento (LODs) O que se pode retirar de um modelo BIM é baseado inteiramente naquilo que nele se introduziu. O nível de plenitude associado com os materiais, objetos e assemblies é, pois, crítico e influencia diretamente aquilo que se poderá fazer com os dados introduzidos. O nível de detalhe compõe os dados que serão utilizados para analisar o modelo, portanto, se essa informação está omissa ou incorreta, as análises não poderão ser realizadas (Weygant, 2011). Daqui surge o conceito o conceito de nível de desenvolvimento (Level of Developmentl LOD). Este acrónimo é muitas vezes definido por Level of Detail (Nível de Detalhe) de forma errada segundo vários autores. Segundo Van (2012), o nível de detalhe representa a quantidade de informação e geometria fornecida por determinado participante no projeto de construção. Esse nível de detalhe pode ser demasiado elevado para o que é realista de ser utilizado por outros participantes a jusante no fluxo de trabalho. O nível de desenvolvimento, por outro lado, é a máxima quantidade de informação e geometria cuja utilização é autorizada por parte de terceiros. O conceito de LOD foi introduzido, em 2008, pelo documento E202 (ver página 38) da entidade American Institute of Architects (AIA) e segundo este, descreve o nível de plenitude segundo o qual determinado elemento do modelo é desenvolvido. Um elemento do modelo, por sua vez, é 30

43 qualquer parte de um modelo BIM que representa um componente, sistema ou assembly (ver página 21) de uma construção ou do estaleiro (AIA, 2008). Este documento define cinco LODs (100, 200, 300, 400 e 500) que são frequentemente associados às fases de um projeto de construção. Porém, segundo Van (2012), esta associação está errada. Os LODs são baseados nos componentes do modelo e não nos modelos como um todo, ou seja, não existem modelos BIM com determinados LODs que representam as fases do desenvolvimento de um projeto de construção mas sim, modelos BIM que possuem componentes com determinados LODs consoante as especificidades e objetivos do projeto de construção. De seguida, descrevem-se os cinco LODs referidos (AIA, 2008, Weygant, 2011). LOD 100 Este nível é baseado nos volumes e nas formas gerais dos elementos. Não se dispõe de outras informações a não ser o tamanho grosseiro dos elementos representado por dimensões básicas como a área em planta, o volume e a forma genérica. As finalidades autorizadas para este LOD, segundo aquele documento, são: análises (baseadas no volume, área e orientação como, por exemplo, a análise da taxa de exposição solar); estimação de custos (utilizando preços por metro quadrado, por exemplo); planeamento (faseamento e cálculo grosseiro da duração total). Figura 13 LOD 100 (Adaptado de: Weygant, 2011) LOD 200 Neste LOD, modela-se os elementos do modelo como sistemas ou assemblies generalizadas, indicando as quantidades, dimensões, formas, localizações e orientações aproximadas dos elementos do modelo. Para além disso, informação não geométrica pode também ser introduzida nos mesmos. 31 Figura 14 LOD 200 (Adaptado de: Autodesk, 2012)

44 LOD 300 Neste nível, os elementos do modelo tornam-se mais específicos e precisos em termos de quantidades, dimensões, formas, localização e orientação. Tal como no caso anterior, informação não geométrica pode também ser introduzida nos mesmos. Neste nível os próprios elementos começam a ser detalhados, mas sem informações precisas em relação à sua instalação ou manutenção. Figura 15 LOD 300 (Adaptado de: Autodesk, 2012) LOD 400 Tal como no nível anterior, os elementos são precisos em termos de quantidades, dimensões, formas, localização e orientação. Porém, neste nível os elementos devem conter ou terem disponível de alguma forma detalhes em duas dimensões relacionados com o seu projeto, montagem e fabricação, para além de outras informações que permitam realizar análises precisas aos mesmos e obter informações precisas sobre os custos. Figura 16 - LOD 400 (Adaptado de: Autodesk, 2012) LOD 500 Este nível pode ser considerado como uma representação digital de determinado elemento. Raramente se atinge este LOD, visto que pode reduzir o desempenho do software utilizado dada a sua dimensão. Figura 17 LOD 500 (Adaptado de: Weygant, 2011) 32

45 2.6. Building Information Modeling e Management Como referido, o BIM pode ser definido como a junção de dois conceitos: o Building Information Modeling e o Building Information Management. De uma forma simples, o primeiro é o processo no qual se dá a produção da informação e o segundo representa o controlo e a organização do mesmo utilizando a informação produzida (buildingsmart, 2012). Portanto, o propósito central do BIM é a gestão da informação. A informação que inclui não só a que encontra nos modelos BIM mas sim toda a informação relevante que é produzida durante toda a vida do projeto de construção (Sands, 2012). Segundo o NBIMS, o BIM representa, para um projeto de construção, a gestão da informação. A informação certa para a pessoa certa no momento certo, composta por dados criados e partilhados por todos os participantes no projeto de construção (NIBS, 2007). Em 2.2, foram referidas as vantagens do BIM relativamente aos processos tradicionais (CAD); porém, é a capacidade de partilhar a informação inteligente produzida no processo BIM que é, realmente, fundamental (Howell and Batcheler, 2005) Ambiente colaborativo Uma premissa básica da implementação do BIM é a colaboração entre todos os intervenientes nas diferentes fases do ciclo de vida de um empreendimento para inserir, extrair, atualizar ou modificar a informação produzida e assim, suportar e refletir o papel de cada interveniente (NIBS, 2007). Assim, uma eficiente partilha de informação está dependente da criação de um ambiente colaborativo. Por isso, como referido em 2.1, o BIM foi o catalisador de mudanças contratuais e processuais na indústria da construção, como a adoção progressiva do IPD. O IPD é uma nova abordagem à realização de projetos de construção que integra as pessoas, os sistemas, as estruturas de negócio e as práticas num processo que, num ambiente colaborativo, tira partido dos talentos e conhecimentos de todos os participantes com o objetivo de otimizar o resultado final, aumentar o valor do projeto de construção na ótica do dono de obra, reduzir os desperdícios e maximizar a eficiência desde o início do projeto até à entrega da obra. Esta abordagem integrada da realização dos projetos é permitida pela colaboração eficiente entre o dono de obra, o líder de projeto e o empreiteiro geral desde as primeiras fases do projeto até à entrega da obra (Figura 18) e pelo uso do pensamento Lean ao longo de todo o processo (Mossman, 2008). 33

46 Figura 18 Comparação entre os processos tradicional e colaborativo (Adaptado de: Thomassen, 2011) O pensamento Lean está por detrás do conceito do IPD e é a interpretação ocidental da filosofia de produção japonesa, particularmente, a do Toyota Production System (TPS). O TPS foi um modelo de produção que surgiu, nos anos 50, nas linhas de montagem de uma empresa japonesa dedicada à indústria automóvel e só começou a despertar o interesse das empresas ocidentais na última década do século XX. Na língua portuguesa, pode traduzir-se como pensamento magro, ou seja, dedicado ao desaparecimento dos desperdícios (as gorduras) na produção. É, portanto, uma filosofia de produção aplicada as indústrias de manufatura (como a indústria automóvel), onde demonstrou grandes melhorias em termos de eficácia e eficiência nas linhas de produção. Porém, a indústria da construção não apresenta as características das indústrias de manufatura (em 1.1 fez-se referência às suas especificidades), o que dificulta a implementação dos princípios do pensamento Lean. No entanto, o pensamento Lean e os seus princípios são, fundamentalmente, diretivas e não como regras estanques, ou seja, tratase de uma filosofia e por isso, é possível que a indústria da construção a adapte ainda assim às suas especificidades. A possibilidade de aplicação da filosofia da produção Lean (Lean Production) foi discutida, em 1992, por Lauri Koskela num relatório intitulado por Application of the new production philosophy to construction (Peneirol, 2007). Em 1993 surge, pela primeira vez, o termo Lean Construction na primeira reunião do International Group for Lean Construction (IGLC), com a intenção de aplicar os métodos Lean de gestão da produção utilizados na indústria manufaturada à indústria da construção (Sayer and Anderson, 2012). A Lean Construction é, portanto, a forma de abordar a filosofia Lean definida pelo setor da construção e tem evoluído, desde há cerca de quinze anos de forma particular, porém, com os mesmos objetivos do que a das indústrias manufaturadas: melhorar a produtividade e obter bons resultados (lucro para o cliente e para a empresa). A Lean 34

47 Construction tem como missão desenvolver formas de melhorar os processos de projeto e de construção de infraestruturas (Peneirol, 2007). Existem dois importantes sistemas que representam uma forte fundação para a implementação da Lean Construction: o Lean Project Delivery System (LPDS) e o Last Planner System (LPS) que se encontra inerente à utilização do primeiro. O LPDS foi desenvolvido, em 2000, por Gleen Gallard e é uma técnica Lean que integra cinco fases (definição do projeto de construção, lean design, lean supply, lean assembly e utilização) para facilitar o projeto e a realização de projetos de construção. É baseado numa estreita colaboração entre os membros das equipas envolvidas que são unidos por códigos de conduta (que podem estar escritos ou não), com o objetivo de que aqueles se foquem no sucesso global do projeto de construção e não no seu sucesso individual. Figura 19 Representação do LPDS (Retirado de: Peneirol, 2007) Uma metodologia de realização de projetos de construção que evoluiu a partir do LPDS foi, precisamente, o IFD (Forbes e Ahmed, 2009). O IPD tem surgido como uma forma de organizar as equipas envolvidas num projeto de construção para alcançar a Lean Construction, numa altura em que a indústria da construção procura encontrar formas de eliminar os desperdícios, reduzir os custos, melhorar a produtividade e criar resultados positivos (Carbasho, 2008). Como seria de esperar, o princípio mais básico do IPD, à semelhança do LPDS, é a estreita colaboração entre várias equipas que se encontram concentradas na otimização do projeto de construção como um todo e não nos interesses das organizações que representam (Forbes e Ahmed, 2009). A colaboração, por sua vez, é fundada na confiança. A colaboração baseada na 35

48 confiança tem, assim, a capacidade de encorajar todos os intervenientes a concentrar-se nos objetivos do projeto de construção e não nos seus próprios objetivos. Para ser possível atingir tal nível de colaboração é fundamental que exista uma mudança de atitude por parte de todos os intervenientes e que estes aceitem, em uníssono, os princípios do IPD (AIA, 2007): confiança e respeito mútuos; recompensas e benefícios mútuos; inovação e tomada de decisões em ambiente colaborativo; envolvimento dos principais intervenientes nas primeiras fases do projeto; definição adiantada dos objetivos; planeamento intensivo; comunicação aberta; tecnologia apropriada; organização e liderança. O quarto princípio referido (envolvimento dos principais intervenientes nas primeiras fases do projeto) é bem fundamentado por um gráfico internacionalmente conhecido por a curva de Macleamy. Este gráfico foi apresentado, pela primeira vez, em 2005, por Patrick MacLeamy (CEO da empresa Hellmuth-Obata-Kassebaum) e encontra-se representado na Figura 20. Figura 20 A curva de Macleamy (Adaptado de: Anderson, 2010) A curva de Macleamy representa o andamento do custo das alterações ao projeto (a vermelho) e a sua capacidade para afetar o custo e as características do projeto (a verde) em função do tempo num projeto de construção tradicional. Por outro lado, representa a comparação entre o pico do esforço empregue na realização do projeto de construção por parte dos envolvidos no fluxo de trabalho tradicional e no permitido pelo IPD. Verifica-se que as decisões tomadas logo 36

49 nas primeiras fases do projeto podem ser tomadas ao menor custo e com a melhor eficácia. Outra conclusão importante é que os projetos de construção beneficiarão da reunião dos intervenientes nos mesmos durante o projeto. Assim, as decisões tomadas, especialmente aquelas que irão afetar os custos do ciclo de vida do projeto de construção, sejam tomadas o mais cedo possível (Anderson, 2010). Forbes e Ahmed (2009) referem que o IPD é uma forma de contrato do tipo relacional que alinha os objetivos do projeto de construção com os interesses dos principais participantes criando, assim, uma organização com capacidade para aplicar os princípios e as práticas do LPDS. Na Figura 21, encontra-se uma representação gráfica do IPD. Figura 21 Representação da realização de um projeto de construção segundo o IPD (Adaptado de: Forbes and Ahmed, 2009) Os projetistas, o empreiteiro geral e os principais subempreiteiros trabalham em conjunto e possuem contratos do tipo relacional entre eles, como está representado pelas equipas delimitadas pelo traço descontínuo (Forbes e Ahmed, 2009). Por outro lado, o termo at-risk pool pretende responder a outro princípio do IPD que é a partilha do risco e dos ganhos. De uma forma simplificada, representa uma soma de dinheiro que é constituído pelos lucros das equipas que fazem parte do IPD de modo a permitir que o risco sejam partilhado pelos diversos membros segundo regras previamente acordadas (Thomsen et al., 2010). Segundo Sayer e Anderson (2012), uma das principais resistências à implementação do IPD é precisamente o assunto da partilha do risco, pela evidente dificuldade em alinhar os diferentes interesses das diversas partes envolvidas. Aquele tipo de contrato é denominado de relacional porque não se concentra apenas no produto final mas também no processo para o atingir (Ghassemi e Becerik-Gerger, 2011). 37

50 Segundo este autor, os contratos deste tipo mais amplamente utilizados são os AIA C195, AIA C191, ConsensusDocs 300 e Integrated Form of Agreement (IFOA). O AIA E (referido em 2.5.5) é um documento que foi inicialmente desenvolvido para ser utilizado num ambiente colaborativo regido pelo IPD. Este documento formaliza os processos de desenvolvimento e utilização dos modelos BIM para determinado projeto de construção. Assim, ajuda as equipas a chegar a um acordo quanto às finalidades para as quais os modelos BIM serão utilizados, os LODs que os elementos dos modelos BIM alcançarão no fim de cada fase e quanto a quem é responsável por desenvolver determinados elementos dos modelos a determinados LODs (Bedrick, 2008). O AIA E começa com um protocolo genérico no qual as equipas podem definir questões como a gestão e a posse dos modelos, bem como a coordenação e conflitos entre os mesmos. Porém, a parte mais importante deste documento é a definição de dois conceitos fundamentais: o LOD (explicado em 2.5.5) e o autor do elemento do modelo (Model Element Author MEA). Este último conceito designa as partes responsáveis pelo desenvolvimento do conteúdo dos modelos (Van, 2008). Tanto os LODs como os MEAs estão combinados numa matriz para cada fase do projeto de construção (Figura 22). Porém, como referido, é um erro pensar que no final de cada fase do projeto todos os elementos dos modelos possuem o mesmo LOD. Figura 22 Excerto da matriz do documento AIA E (Adaptado de: AIA, 2008) Segundo Katz e Crandall (2010), uma das críticas apontadas a este documento é que este não prevê a produção de um plano de execução BIM (BIM Execution Plan, em inglês), que será tratado no Apêndice 1. O documento ConsensusDOCS 301 Building Information Modeling Addendum ou, simplesmente, CD301 publicado no mesmo ano do AIA E , apesar de ter sido o primeiro de entre os dois a ser publicado, prevê a criação do referido plano, sendo essa uma das suas principais características. Outras diferenças entre os dois documentos prendemse com questões de propriedade e alocação dos riscos. 38

51 Johnson (2011) constatou que, segundo diversos autores, a definição deste tipo de contrato continua a não ser consensual. Releva-se ser difícil definir este conceito talvez por não existirem um conjunto de características que são comuns a todas as variantes do conceito. Uma analogia interessante pode ser feita com uma família. Alguns dos membros de uma família pode ter o mesmo tipo de nariz, boca ou olhos mas nenhuma característica é comum a todos os membros. No entanto, é possível perceber que todos são familiares por terem uma semelhança que é característica da família. Segundo o mesmo autor, a melhor definição do conceito do contrato relacional que pode ser encontrada na literatura da especialidade é feita por Chan et al. (2009). Estes autores definiram treze elementos que, aproveitando a analogia referida, formam as semelhanças que são características a estes tipos de contratos (Figura 23). Figura 23 Elementos característicos de contratos relacionais (Adaptado de: Chan et al., 2009) Vários autores, como por exemplo Ghassemi and Becerik-Gerger (2011), Eastman et al. (2011) e Forbes and Ahmed (2009), referem vários casos em que o IPD foi aplicado na prática com sucesso. Porém, segundo o último autor, o sucesso advém, principalmente, do interesse de donos de obra que criaram as condições para a existência da tão necessária colaboração estreita entre as partes envolvidas para um ambiente Lean. Portanto, deverão ser os donos de obra a dar o primeiro passo. Harris (2009) refere que o IPD deve ser apenas o início. O IPD concentra-se apenas na realização do projeto de construção, ou seja, termina assim que a obra é concluída e entregue ao dono de obra. Porém, a indústria da construção necessita de utilizar o BIM e o IPD para ir mais além. Uma vez que a obra é entregue ao dono de obra, a informação produzida até então 39

52 necessita de circular para as fases seguintes do ciclo de vida do empreendimento (este assunto será abordado em ). O futuro do BIM passará, pois, por incluir mais fases do ciclo de vida dos empreendimentos resultando numa gestão de empreendimentos integrada e também, por normalizar a gestão da informação de forma a tornar o processo claro e consistente. Muito mais se poderia referir em relação ao IPD, porém, sairia do âmbito desta dissertação. Interessa, pois, refletir sobre a relação entre os conceitos: a Lean Construction, o IPD e o BIM. Segundo Sayer e Anderson (2012), a distinção entre o IPD e a realização de projetos de construção segundo os princípios Lean não é consensual entre todos os autores. Porém, a maioria distingue-os definindo que os princípios Lean são uma metodologia para a realização de projetos de construção e o IPD encontra-se mais relacionado com os acordos comerciais entre os intervenientes. Sacks et al. (2010) acrescentam que o IPD centra-se na criação de colaboração através de um contrato central e comum e o BIM centra-se, fundamentalmente, no uso de tecnologias da informação de uma forma competente. O BIM pode ser implementado sem a Lean Construction e da mesma forma, as práticas da Lean Construction pode ser adotadas sem o BIM. Estes dois conceitos não são, portanto, dependentes, o que pode ser demonstrado por diversos casos de aplicação individuais dos dois nos últimos anos. No entanto, para que os benefícios de cada um possam ser aproveitados em toda a sua plenitude, a implementação dos dois conceitos deve ser integrada. O IPD eleva o BIM a outro nível para criar uma plataforma integrada para a gestão de empreendimentos e para a colaboração (Sacks et al., 2010). Howell (2010b) refere que o IPD é uma grande mudança cultural para a indústria da construção, contudo, a mudança não se verificará na íntegra sem a existência de tecnologias e processos de trabalho que a suportem. Considere-se, por exemplo, que se pretende modificar um modelo BIM. O ideal seria reunir os principais intervenientes (arquiteto, projetistas, consultores, empreiteiro geral, principais subempreiteiros e fornecedores) na mesma sala, na qual o modelo BIM é apresentado num grande ecrã. Assim, as equipas poderão resolver assuntos relacionados com o projeto e fazer as modificações necessárias. Esta situação é a ideal, porém, só é rentável para projetos de construção de grande dimensão devido aos elevados custos que o dono de obra teria de suportar para fornecer o local e o equipamento necessário para que tal reunião ocorra. Portanto, para que o IPD seja uma realidade, é necessário que cada equipa possa trabalhar a partir das suas instalações e utilizando as suas infraestruturas de TI (tecnologia de informação), ou seja, é necessário encontrar outra forma de gerir e partilhar a informação relacionada com os modelos BIM (Howell, 2010b). Assim, foi associado o conhecido conceito Cloud Computing (em português, computação em nuvem ) ao BIM. 40

53 Cloud Computing num ambiente BIM A realização de um projeto de construção segundo os referidos princípios do IPD implica reunir os principais intervenientes (dono de obra, arquitetos, projetistas e empreiteiro geral) o mais cedo possível e modificar a forma como as equipas são constituídas; os contratos são escritos; o risco é partilhado; as decisões são tomadas e como as ferramentas disponíveis são usadas para comunicar a informação (Ostanik, 2010a). Para dar resposta a este último ponto surgiram as ferramentas de colaboração através da Internet (Web-based collaboration tools) que são fundamentais para garantir a aplicação dos princípios do IPD. São vários os termos utilizados para descrever os recentes Web-based collaboration tools. Porém, segundo Ostanik (2010b), um termo mais correcto é Integrated Project Collaboration (IPC) Software. Este termo destaca a faceta integrada deste tipo de software, ou seja, disponível a todos intervenientes (Integrated); o facto de reunir a informação relativa a um projeto de construção específico (Project) e por último, o facto de ter sido pensado para um uso partilhado, com responsabilidade e acesso equitativos por parte de todos os utilizadores (Collaboration). Assim, IPC é um processo de utilização do conceito de Cloud Computing para fornecer uma localização central na qual os intervenientes num projeto de construção trocam toda a informação relativa ao mesmo e por isso, os software IPC são também conhecidos por Integrated Project Delivery in the Cloud (Ostanik, 2010b). Chuang et al. (2011) e outros autores utilizam a expressão Cloud BIM para designar a associação de conceitos do Cloud Computing (particularmente o SaaS, como se verá mais adiante) ao BIM para desenvolver, assim, um sistema interativo que permite a visualização e manipulação num ambiente BIM. Este sistema permite não só a visualizar e manipular modelos BIM através da internet sem limitações temporais e geográficas mas também, fornece serviços da internet (Web Services) de utilização fácil para os vários intervenientes num projeto de construção incluindo empreiteiros, dono de obra e gabinete de arquitetura e projetistas. Assim, estes poderão aceder e ver a informação relevante de uma forma eficiente e eficaz através da internet (Figura 24). De seguida, far-se-á uma referência ao conceito Cloud Computing e aos Web Services, bem como às características dos mesmos que são mais relevantes no contexto do BIM. 41

54 Figura 24 O conceito BIM Cloud (Adaptado de: Chuang et al., 2011) O termo Cloud Computing possui, na literatura, múltiplas definições (Williams, 2010a). Porém, nesta dissertação será apresentada a definição dada pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) que considera o Cloud Computing como um modelo para permitir o acesso à rede, de forma ubíqua, conveniente e sob demanda, a um conjunto compartilhado de recursos de computação configuráveis (por exemplo, redes, servidores, armazenamento de dados, aplicações e serviços) que pode ser rapidamente provisionados e lançados com o mínimo esforço de gestão ou interação com fornecedores de serviços (Mell and Grance, 2011). Na literatura, é consensual atribuir ao Cloud Computing cinco características principais, sendo elas (Cholakis, 2012, Mell e Grance, 2011, Williams, 2010a): self-service sob demanda (on-demand self-service) Os utilizadores entrarem num website ou utilizarem serviços da internet para ter o acesso a recursos de computação adicionais, ou seja, os utilizadores acedem aos mesmos sempre que pretendam e sem atrasos; amplo acesso à rede (broad network acess) A capacidade de utilizar o serviço através de diversas plataformas (computadores pessoais, tablets ou smartphones); agrupamento de recursos (resource pooling) Os utilizadores partilham um agrupamento de recursos com outros utilizadores e por sua vez, os recursos podem ser alocados ou realocados digitalmente e estarem alojados em qualquer lado; 42

55 rápida elasticidade (rapid elasticity) Rapidez na disponibilização dos recursos de computação ou na libertação das contas dos utilizadores para que estes possam dimensionar os seus sistemas bem como os gastos consoante seja necessário; serviço mensurado (measured service) capacidade de monitorizar e registar automaticamente os recursos utilizados pelos utilizadores ou alocados aos mesmos. Existem diversos tipos de Cloud Computing que são fornecidos como um serviço aos utilizadores que são denominados como modelos de serviço (service model). Os recursos de computação são alugados, o que faz com que o utilizador seja dispensado de adquirir diretamente os software e o hardware necessários (Williams, 2010a). Os modelos de serviço, segundo este autor e muitos outros, são: Software as a Service (SaaS) Este modelo de serviço caracteriza-se por fornecer aplicações (software) aos utilizadores apenas através da internet. Estas aplicações utilizam normas que, por sua vez, regulam os serviços da internet, o que lhes permite utilizar serviços de outras aplicações disponíveis na internet com o objetivo de trocar, incluir ou combinar dados (Williams, 2010a). O SaaS é especialmente adaptado para aplicações nas quais existe uma grande interação entre a organização que o utilizador representa e o exterior e por outro lado, necessitam de um acesso significativo à internet ou móvel e apresentam um uso intermitente bem como picos de demanda frequentes. Todas estas características estão presentes em projetos de construção de qualquer tipo (Cholakis, 2012); Platform as a Service (PaaS) O PaaS fornece aos utilizadores um ambiente online no qual podem rapidamente criar, testar, alojar, distribuir e fazer a manutenção de aplicações da internet utilizando ferramentas próprias para o efeito (Williams, 2010a). Infrastructure as a Service (IaaS) Por último, o IaaS permite que os utilizadores tenham acesso de forma administrativa e através da internet a recursos de computação fundamentais como capacidade de processamento, armazenamento e redes. Segundo Lijun and Chua (2011), a utilização do Cloud Computing juntamente com o BIM ainda está numa fase preliminar, porém, é-lhe reconhecida um grande potencial. Ajudará a quebrar as barreiras entre os diversos processos de que um projeto de construção depende, e a reduzir 43

56 a fragmentação do desenvolvimento do mesmo, implementando um fluxo de trabalho integrado e uma colaboração abrangente a todos os intervenientes num projeto de construção. Para a aplicação do Cloud Computing no BIM, destaca-se, principalmente, o papel dos SaaS e PaaS. Utilizando estes dois modelos de serviços e tendo em conta que, como referido, as aplicações que se encontram em nuvem têm a capacidade de comunicar virtualmente com outras, as entidades externas podem facilmente tornar-se parte do desenvolvimento de um projeto de construção que já estava a ser desenvolvido por múltiplas entidades. Esta capacidade assume uma importância vital quando vários profissionais possuem diversas fontes de dados já existentes (como bases de dados de custos, informações contratuais e outras informações relativas à realização de projetos de construção) e necessitam de extrair e manter conhecimentos dessas mesmas fontes. A utilização desta tecnologia permite a criação de um ambiente colaborativo do qual o BIM tanto depende, fazendo com que as partes interessadas trabalhem em simultâneo sobre os mesmos dados. Veja-se o seguinte exemplo: Imagine-se a realização do orçamento para o restauro de uma obra no estrangeiro mas que pertence a um dono de obra com sede em Portugal. As entidades que participarão no projeto podem ser simplesmente convidadas pelo dono de obra ou pelo seu representante e o convite, por sua vez, pode ser enviado através da internet em qualquer língua e de forma automática. Os convites podem apenas permitir um acesso parcial à informação que é definido a priori pelo dono de obra, ou seja, este pode definir quais as informações a que as entidades têm acesso ou então pode conceder um acesso total a determinadas entidades como, por exemplo, o empreiteiro geral e este, por sua vez, pode conceder um acesso limitado a um subempreiteiro. Uma entidade convidada pode, portanto, realizar trabalho sobre a informação disponibilizada como, por exemplo, fazer uma estimativa do custo da obra e/ou trabalhar conjuntamente com outras entidades utilizando uma estimativa de custos já existente. Em todo o caso, as alterações podem ser realizadas, pelo administrador das contas de utilizador, em qualquer nível e momento. Cada alteração é, então, registada e associada a uma determinada hora e entidade de forma automática, sendo possível desfazer ou refazer as modificações caso seja necessário. Estas funcionalidades permitem uma total colaboração e transparência no processo (Cholakis, 2012). A utilização do Cloud Computing permite, portanto, o desenvolvimento de projetos em menos tempo e com grande eficácia. Quando ocorrem alterações ao projeto, podem passar-se semanas até que todas as especialidades tomem conhecimento e as registem. A duração deste processo, utilizando o Cloud Computing, pode ser reduzida a alguns minutos. Por outro lado, ao permitir que todas as especialidades colaborem em tempo real os erros de coordenação serão minimizados o que elevará a qualidade dos desenhos produzidos. A integração do processo que esta tecnologia possibilita aumenta a eficácia e a precisão no desenvolvimento do projeto, reduzindo o esforço necessário para produzir toda a 44

57 documentação inerente ao projeto de construção e a duração da obra na fase de construção (Cholakis, 2012). É, no entanto, importante referir alguns obstáculos à implementação deste tipo de tecnologia como, por exemplo, a apropriação de dados, questões de segurança, velocidade da internet e o apoio ao serviço (Lijun e Chua, 2011). Outra questão importante é a falta de motivação da indústria da construção a utilizar novas tecnologias sem uma obrigatoriedade contratual (Redmond et al., 2012). Como referido, o acesso e a visualização da informação relativa ao projeto de construção por parte dos intervenientes no seu desenvolvimento realizar-se-á através dos Web Services. Existem várias definições para os mesmos, no entanto, MacPherson (2012) define-os, numa perspetiva BIM, como processos automatizados de intercâmbio machine-to-machine e de integração de dados que utilizam normas abertas através da internet para simplificar dados complexos e incluí-los em mensagens. Apesar da definição, não ser consensual refere-se que um Web Service é qualquer serviço que (tutorialspoint, 2002): está disponível através da internet ou intranet (rede privada); utiliza um sistema de mensagens XML normalizado; não está vinculado a nenhum sistema operativo ou linguagens de programação; descreve-se automaticamente através de uma gramática XML universal; possa ser descoberto utilizando um simples mecanismo de pesquisa. Os Web Services fornecem um mecanismo para a troca de dados através da internet e de forma aberta, ou seja, utilizando open standards (Redmond et al., 2012). Smith and Tardif (2009) referem que a utilização dos open standards para a transferência interoperável de informação ajudará a assegurar a usabilidade e sustentabilidade da informação, ou seja, a capacidade de acedê-la ao longo de toda a sua vida útil para múltiplos fins. O principal formato de intercâmbio para ficheiros BIM é, sem dúvida, o IFC. Porém, como se verá no , este, apesar de continuar a ter um papel fundamental no BIM, não adequa bem a esta função em particular Interoperabilidade em ambiente colaborativo Em 2.5.4, foi referida a importância da interoperabilidade para garantir as funcionalidades dos software. Porém, esta é igualmente fundamental para garantir um ambiente colaborativo. A troca de modelos BIM e de outros dados entre diferentes software continua a ser um dos grandes desafios que a indústria da construção necessita de resolver. Só assim a realização dos projetos de construção será um processo totalmente integrado e colaborativo (AISC, 2011). Em 2004, estimou-se que a falta de interoperabilidade era responsável por prejuízos na ordem dos 15,8 biliões de dólares ao ano só nos Estados Unidos da América (Gallaher et al., 2004). 45

58 Com o objetivo de fazer face a essa realidade, estão a decorrer a nível internacional diversos esforços no sentido de estabelecer normas, protocolos e melhores práticas em toda a indústria da construção (AISC, 2011). Sullivan (2009) aponta as seguintes entidades e normas como as mais relevantes nesta área: American Institute of Steel Construction (AISC) normas de intercâmbio para a indústria do aço estrutural (CIS/2); buildingsmart Alliance (bsa) Industry Foundation Class (IFC) e Model View Definitions (MVD); Construstion Specifications Institute (CSI) sistemas de classificação MasterFormat e Omniclass e International Framework for Dictionaries (IFD); Construction Operations Building Information Exchange (COBie) estrutura para passagem de dados para a fase de facilities management; FIATECH melhores práticas e tecnologias para o ciclo de vida de edifícios; Green Building XML Schema (gbxml) Esquema aberto para troca de dados da obra para a realização de análises energéticas. A entidade FIATECH aponta quatro componentes essenciais para melhorar a interoperabilidade (Fiatech, 2012). São eles: Business Case (retorno do investimento, métricas, valor comercial) descreve oportunidades para melhorar a interoperabilidade e define o custo e os riscos associados com a potencial implementação de trocas de informação normalizadas e estruturadas como um catalisador de operações integradas e automatizadas; Mudanças culturais (formação, recursos) apoiar as pessoas na implementação de novos processos e na adoção de novas ferramentas e tecnologias para fornecer benefícios comerciais (retorno do investimento) às organizações. Information Delivery Processes (processos, sistemas e ferramentas) permite que todas as partes interessadas executem tarefas (atividades) e realizem a gestão e a comunicação de informação do projeto de construção ao longo do ciclo de vida do mesmo; Information Management (especificações de dados, normas e ensaios) permite a troca, a coordenação, o rastreio e a sincronização de informação sem problemas de integridade e segurança; De seguida, far-se-á uma breve referência aos dois primeiros componentes. Porém, devido à sua relevância para o âmbito da dissertação, os dois últimos componentes serão mais aprofundados. A definição de Business Case não é consensual na literatura da especialidade mas pode ser definido como um conjunto de orientações para analisar as consequências financeiras e outros tipos de consequências que são o resultado da execução de uma ação pretendida. O objetivo 46

59 de um Business Case é justificar a ação pretendida ou avaliar a sua execução (Braaksma, 2006). Existem diversas formas de apresentar um Business Case mas em todas elas deve constar a avaliação dos benefícios, recursos, custos e riscos da ação pretendida e apresentar os dados e as análises da mesma em determinado contexto de negócio. As suas especificidades bem como as do contexto podem ter uma influência decisiva no resultado do business case. Portanto, numa indústria com características tão específicas como a indústria da construção, não é possível definir um business case padrão. Ainda assim, a publicação Business Drivers for BIM da CRC Construction Innovation baseia-se em cinco casos de estudos e apesar de não se aplicar diretamente à questão da interoperabilidade, aponta várias indicações no sentido de ajudar as empresas a obter a informação necessária para realizarem business cases (Wakefield et al., 2007). Segundo Fiatech (2012), sem um business case bem definido a melhoria de interoperabilidade continuará fragmentada e não será totalmente alcançada. O BIM implicará, sem dúvida, uma mudança cultural. Paul Morrell, conselheiro-chefe do governo britânico no setor da construção, refere que, provavelmente, um dos grandes mal entendidos na área do BIM é pensar-se que este envolve apenas software. O BIM tem mais a ver com uma mudança cultural do que com software e infelizmente, isso ainda não foi compreendido por toda a gente (Bellerby, 2012). Os desafios que a mudança cultural impõe superam muitas vezes a tarefa de criar novos processos de trabalho (Fiatech, 2012) Processos de distribuição de informação Relativamente aos Information Delivery Processes (processos de distribuição de informação, em português), Bernstein e Pittman (2004) referem que uma das principais barreiras à adoção do BIM é a evolução do processo transacional de negócio, ou seja, o BIM facilitará o fluxo de informação e associará todos os processos, porém, os desafios inerentes ao processo de negócio não ficam resolvidos. A integração de todos os dados e informações produzidos no projeto num processo BIM elimina muitos potenciais conflitos mas, ainda assim, não resolve todos os desafios inerentes à integração do processo de negócio. Estes desafios prendem-se, essencialmente, com questões de responsabilidade e da partilha de riscos e das remunerações que, ironicamente, estavam bem definidas nos processos tradicionais mas que agora deixaram de o estar. Se estas questões não estiverem resolvidas, não existirá integração e, por consequência, todos os processos necessários à realização dos projetos de construção (incluindo as ferramentas que os suportam e os seus dados) não poderão emadurecer de forma adequada. É necessário delinear a montante o fluxo de trabalho, os processos e a interação de dados. Uma das iniciativas mais relevantes em matéria de troca de dados é o IFC, como já foi referido anteriormente. Porém, segundo Eastman et al. (2010), este é condição necessária mas não suficiente para atingir a total interoperabilidade. O IFC será sempre falível a não ser que as 47

60 trocas de informação dos fluxos de trabalho dos projetos de construção sejam definidas, ou seja, os seus conteúdos particulares bem como o seu nível de detalhe necessitam de ser especificados. Para uma linguagem como o IFC, a falta de definição do conteúdo das trocas de informação orientadas para uma tarefa específica faz com que a implementação de aplicações que as executam (denominados translators na literatura) falhe apesar de estas até poderem ser tecnicamente corretas, resultando em trocas de informação incompletas e incompatíveis devido à falta de coordenação no que toca à forma como a informação necessita de ser representada segundo o IFC. Segundo Redmond et al. (2012), o problema inicial com o formato IFC é que este não tem o objetivo de armazenar e suportar todos os dados relevantes para as diversas particularidades dos processos envolvidos num projeto de construção. Por outro lado, o IFC armazena toda a informação e ninguém está interessado em toda e qualquer informação, por isso, a informação deve ser filtrada para ir ao encontro das necessidades das pessoas consoante o seu papel no projeto de construção (CRC Construction Innovation, 2009). Esta capacidade de armazenar toda a informação mas só apresentar a informação relevante a determinada altura é designada, por Bernstein and Pittman (2004), como meaningfully interoperability, ou seja, interoperabilidade com significado. Assim, segundo NIBS (2007), NIBS (2012), para que ocorra um verdadeira fluxo de informação são necessários três fatores: o formato para a troca de informação (o IFC); uma especificação da composição da troca de informação e de quando esta ocorre (o IDM); um entendimento padronizado do que realmente se trata a informação trocada, uma biblioteca de terminologias (o IFD, como se verá em ). No entanto, numa perspetiva de troca de informação na internet utilizando os Web Services (como foi contextualizado em 2.6.2), MacPherson (2012) refere que o sucesso da utilização dos mesmos para aquela finalidade no BIM necessita dos seguintes componentes: um modelo de dados adequado; um dicionário (APIs com o IFD); classificação e taxonomias (Omniclass); descrições dos processos (IDMs e MVDs). Portanto, vários autores concordam que, para a troca de informações com significado seja uma realidade, é necessário definir as trocas de informação entre as diversas especialidades e para cada tarefa específica, o modelo de dados e o entendimento padronizado do que se trata a informação trocada (dicionário, classificação e taxonomias). Os dois primeiros serão tratados de seguida. No entanto, o último será tratado em dada a sua relevância para a gestão de informação. 48

61 Modelo de dados Relativamente ao modelo de dados e segundo Howell e Batcheler (2005), a ubiquidade do XML como um protocolo para a transferência de subconjuntos ou pacotes de informação relevante é uma oportunidade para alcançar a interoperabilidade entre uma indústria fragmentada e de grandes dimensões como a indústria da construção. O XML deriva do HyperText Markup Language (HTML) que é a linguagem para a internet (Zhang et al., 2010). É uma especificação de uso geral capaz de descrever dados publicados. O mecanismo de descrição dos dados é baseado na inserção de etiquetas no texto tradicional e o utilizador pode escolher qualquer termo para definir determinada etiqueta. Esta linguagem permite, portanto, representar dados arbitrários de uma forma hierárquica. No entanto, apesar de permitir uma representação estruturada de qualquer tipo de informação, não fornece nenhum mecanismo para determinar o significado dos termos utilizados nas etiquetas. O XML schema é uma forma de resolver esta questão e foi desenvolvido como uma alternativa ao IFC para simplificar a troca de dados entre as várias aplicações de software do setor da construção e para conectar os modelos BIM através dos Web Services (Onuma, 2010). É uma linguagem que fornece uma descrição de um tipo de documento XML articulando-o, geralmente, em termos de restrições quanto à estrutura e ao conteúdo de documentos XML relacionados (Svetel e Pejanovié, 2010). Isto significa a criação de documentos com etiquetas semânticas nos quais os agentes de software podem classificar e identificar o seu contexto e a sua informação. O XML torna-se, assim, especialmente importante para dar sentido a todas as informações disponíveis na internet. Isto não se aplica apenas a informação relacionada com o BIM mas sim a toda a informação em geral (Aranda-Mena e Wakefield, 2006). Assim, vários XML schemas têm sido desenvolvidos para o setor da construção bem como para a área de facilities management. O gbxml (Green Building XML) schema é utilizado para descrever dados relacionados com a eficiência enérgica do empreendimento e o seu impacto ambiental. Por outro lado, o aecxml schema é utilizado para descrever todos os dados produzidos nas fases de projeto e de construção. Por último, o CityXML schema representa dados geográficos (Svetel e Pejanovié, 2010). Para além destes, é importante ter presente que uma das vantagens do IFC é fornecer um suporte integrado para o XML, ou seja, qualquer modelo IFC pode ser descrito no formato ifcxml. Assim, a informação armazenada num modelo pode ser facilmente transferida para páginas da Web que são legíveis para os utilizadores (Zhang et al., 2010). O XML criou várias oportunidades de interoperabilidade (Smith e Tardif, 2009). Porém, Redmond et al. (2012), com base em onze entrevistas semiestruturadas a especialistas na utilização do Cloud Computing como uma plataforma de integração para aplicações BIM (Cloud BIM), concluíram que o XML schema releva-se demasiado complexo e de difícil utilização por parte de não especialistas, visto que estes necessitam de o ler para poderem escrever documentos válidos. De igual forma, o ifcxml por derivar do IFC releva-se também demasiado complexo. No entanto, apesar de o XML ser preferível em detrimento do IFC quando se 49

62 pretende trocar dados e informação relevante para uma tarefa específica, quando essas tarefas são mais complexas, o IFC será necessário. Assim, a solução proposta por aquele autor para estas questões passa pela utilização de trocas de dados e de informação BIM com base na Web numa plataforma Cloud e pela incorporação tanto do IFC como de Simplified Markup Language (SML), o que pode levar à melhoria da interoperabilidade entre as diversas aplicações do setor da construção. A linguagem SML deriva do XML e pretende que a natureza baseada em documentos do XML se perca e se crie uma linguagem mais simples e mais centrada em dados (Dumbill, 1999). Em 2006, a empresa ONUMA, Inc. criou o Building Information Model Extended Markup Language (BIMXML) com o objetivo de descrever dados do projeto de construção (locais, edifícios, pisos, espaços e equipamento, bem como os atributos que lhes estão associados) num modelo espacial simplificado (formas e espaços extrudados) para melhorar a colaboração em ambiente BIM (Onuma, 2010). O BIMXML foi criado com o intuito de servir como SML (Redmond et al., 2012, Redmond e Smith, 2011, 2012, Smith e Bordenaro, 2011). Segundo Smith e Bordenaro (2011), este pode ajudar a resolver o profundo problema da troca de informação que está a prejudicar a indústria da construção e nos últimos anos, tem sido utilizado com sucesso na associação de dados com software baseados no IFC em projetos de construção bem documentados e vencedores de prémios. Existem três bases sólidas a partir das quais o BIMXML assiste a compatibilidade entre software que utilizam o formato IFC ao disponibilizar os dados do projeto de construção na Web em tempo real. São eles: a capacidade de definir categorias genéricas de objetos; a associação das propriedades dos objetos; a criação de modelos parciais de objetos no BIM Cloud. O BIMXML descreve objetos utilizando apenas dados fundamentais mas, ao mesmo tempo, genéricos (locais, edifícios, pisos, espaços e equipamentos, por exemplo). Para além disso, permite a criação de inúmeros atributos para os objetos. A simplicidade do BIMXML torna os dados mais resistentes ao tempo, o que é muito importante para os donos de obra (Smith e Bordenaro, 2011). A capacidade de simplificar a estrutura dos ficheiros no processo de exportar e importar ficheiros BIM parciais através do BIMXML conduz a uma redução substancial na dimensões dos ficheiros e ao mesmo tempo, um análise eficaz da tomada de decisões baseada na informação requerida e necessária para as estimativas orçamentais (Redmond e Smith, 2011). O BIMXML permite, ainda, a associação dos dados geográficos dos objetos com os sistemas de informação geográfica (GIS) como, por exemplo, o ArcGIS e Google Earth e também, a georreferenciação de todos os dados do COBie (tratado em ) (Smith e Bordenaro, 2011). A perspetiva de utilizar um serviço completo da Web para a troca de dados sem quaisquer problemas utilizando SML fornecerá ao utilizador final a capacidade de ativar um servidor de aplicações Web através do seu web browser e estabelecer todas as tarefas requeridas numa 50

63 só interface ou, alternativamente, numa classe de aplicações interoperáveis, o que reduz o tempo e capacidade de armazenamento necessários e para além disso, aumenta a velocidade da transferência de informações entre aplicações BIM (Redmond e Smith, 2012). Redmond et al. (2012) denominam esta perspetiva por Cloud BIM information exchange mechanism que, segundo estes autores, reforçará a possibilidade das várias especialidades da indústria da construção colaborarem na mesma plataforma ao partilhar e trocar dados, possibilitando assim uma tomada de decisões chave mais eficiente logo nas primeiras fases do projeto Trocas de informação Quanto à definição das trocas de informação, segundo Curtis et al. (1992), descrever um processo de negócio implica integrar num modelo do processo várias formas de informação como o trabalho a realizar, quem é responsável pelo mesmo, quando, onde, como e porquê, bem como quem está dependente da realização do mesmo (List e Korherr, 2006). Os mesmos autores definem que existem quatro perspetivas para descrever processos de negócio para sistemas de informação: funcional (regras de negócio, por exemplo), comportamental (i.e., sequenciação), organizacional (i.e., intervenientes) e informativa (i.e., elementos de informação). Para isso, existem várias linguagens disponíveis que são denominadas, genericamente, por Business Process Modelling Languages (BPML) e diferem entre elas na forma como realçam a informação que responde às referidas questões (List e Korherr, 2006). Porém, segundo List e Korherr (2006), apesar das perspetivas funcional e comportamental serem bem representadas em todos os BPMLs, estes apresentam deficiências quanto às perspetivas organizacional e informativa. Assim, surge o conceito de Information Delivery Manual (IDM) que é o standard desenvolvido pela buildingsmart para os processos (norma ISO :2010 Building information modelling Information delivery manual Part 1: Methodology and format ). O IDM especifica quando certos tipos de informação são necessários durante a realização de um projeto de construção ou durante a operação de uma obra. Para além disso, fornece uma especificação detalhada da informação que determinado utilizador (arquiteto, projetista de estruturas, projetista de AVAC, etc.) necessita de fornecer em determinada instante temporal e ainda, agrupa informação que é necessária em atividades interligadas como, por exemplo, estimativa de custos e o planeamento dos trabalhos (BuildingSMART, 2011). O IDM é uma BPML que foi proposta para responder às quatro perspetivas referidas anteriormente. É um produto para documentar informação que necessita de ser trocada para se realizar determinada tarefa num processo e ao mesmo tempo, uma metodologia para modelar e reestruturar o processo. Ao contrário das outras BPMLs, o IDM não se foca nos produtos da informação (documentos) mas sim em descrições aprofundadas dos elementos de informação (atributos, por exemplo) e na sua troca através de modelos orientados por objetos (Berard e Karlshoej, 2012). O IDM é constituído por três partes (Figura 25): Mapa do Processo (process map), Requisitos de Troca 51

64 de Informação (Exchange Requirements ERs) e Partes Funcionais (Functional Parts FPs). Cada parte representa um documento completo com os seus próprios atributos como, por exemplo, o nome, o código de identificação, o histórico de modificações, etc. (Kim et al., 2010). Assim, as três partes do IDM são (Wix e Karlshøj, 2010): Figura 25 Partes principais do IDM (Adaptado de: Wix and Karlshøj, 2010) Mapa do Processo Descreve o fluxo de atividades delimitadas por determinado assunto, tendo como objetivo a compreensão da configuração de atividades de determinado processo, dos intervenientes e da informação necessária, consumida e produzida. O mapa do processo (Figura 26) utiliza a notação Business Process Modeling Notation 5 (BPMN) que é outra BPML e lê-se da seguinte forma. As linhas do mapa identificam os vários intervenientes (as especialidades como, por exemplo, arquitetura e o projeto estrutural) na troca de informação e entre estas encontram-se linhas de intercâmbio ( exchange lanes") que organizam e agrupam as várias trocas entre os intervenientes. Por outro lado, as colunas representam as várias fases do projeto de construção e por último, as atividades são identificadas por retângulos brancos com os cantos arredondados que se encontram nas células criadas pela intersecção entre as linhas e as colunas. Cada atividade tem um identificador que se encontra associado a uma descrição mais extensa. No interior dos retângulos que representam as atividades, é possível incluir símbolos como, por exemplo, um arco que assinala uma atividade de natureza iterativa ou um sinal de mais (+) que assinala uma atividade que é composta por outras atividades de uma forma hierárquica. As trocas de informação são representadas por símbolos de páginas com o canto dobrado nas linhas de intercâmbio. Os símbolos 5 O BPMN foi desenvolvido pelo Object Management Group (OMG) e tem como principal objetivo fornecer uma notação que seja facilmente compreensível por todos os utilizadores empresariais, desde o responsável pela criação das propostas iniciais dos processos, passando por quem implementa a tecnologia e que irá executar os mesmos até aos responsáveis pela sua gestão e monitorização. O objetivo é a estandardização do modelo do processo de negócio e notação associada é, portanto, fornecer uma forma simples de comunicar informação do processo a outros intervenientes (OMG, 2011). 52

65 cinzentos são trocas de modelos BIM ( Exchange Models EMs) e os brancos são relatórios representados por mensagens de texto ou de voz (Eastman et al., 2011); Figura 26 Excerto de um mapa de processo (Adaptado de: Eastman et al., 2011) Requisitos de Troca de Informação (ERs) É um conjunto de informação que necessita de ser trocado para sustentar determinado requisito de um processo numa determinada fase de um projeto. Por exemplo, um software de cálculo de estruturas apenas necessita de um subconjunto específico da informação contida num modelo BIM de arquitetura. O ER deverá ser definido segundo o modelo IFC apesar de ser possível defini-lo segundo outros standards. De acordo com a metodologia do IDM, pretende-se que o ER forneça uma descrição da informação utilizando termos não-técnicos; Partes Funcionais (FPs) As FPs têm o objetivo de descrever, em detalhe técnico, as trocas de informação de modo a que possam ser utilizadas para a implementação de software (Grilo, 2008b). Uma parte funcional concentra-se nas ações individuais que são realizadas num processo de negócio e por sua vez, uma ação está relacionada com uma determinada unidade de informação num ER. Assim, por exemplo, para trocar um modelo BIM é necessário modelar as paredes, portas, janelas, pavimentos, tetos, etc. A ação de modelar cada um desses elementos é descrito numa parte funcional (Wix e Karlshøj, 2010). Portanto, as FPs descrevem a informação essencialmente ao nível de cada entidade, atributo, conjunto de propriedades e desta forma, descreve as capacidades do IFC que são necessárias para obter a informação de suporte ao processo (Grilo, 2008b). A Figura 27 demonstra o papel das FPs num único ER. 53

66 Figura 27 O papel das FPs num único ER (Adaptado de: Wix and Karlshøj, 2010) O IDM é frequentemente utilizado como uma das três partes que integram o Information Exchange Framework com o objetivo de certificar software segundo o IFC (Wix e Karlshøj, 2010). As outras partes são o Model View Definition (MVD) que traduz o IDM num documento para o desenvolvimento de software e o IFC que fornece a estrutura de dados (Berard e Karlshoej, 2012). O objetivo do IDM e do MVD é especificar exatamente qual a informação que será trocada em cada caso de troca de informação e como esta se relaciona com o modelo IFC (NIBS, 2007). Assim, um MVD é uma especificação de software que estabelece os conteúdos de um modelo para que este seja utilizado numa troca de informação. A especificação engloba quais os tipos de objetos que são requeridos no modelo, como eles se devem relacionar e quais são as propriedades mínimas que os mesmos devem conter (Anderson, 2010). Imagine-se uma troca de informação cujo objetivo é passar o layout da estrutura da obra no modelo BIM de arquitetura para o modelo BIM de estruturas no qual se fará a pormenorização estrutural dos elementos. Cada modelo possui detalhes, alguns dos quais completamente externos à troca de informação em causa, porém, existe um subconjunto de detalhes que é comum aos dois modelos e que consiste nas informações que se pretende trocar. É este subconjunto do esquema IFC total que, ao ser selecionado para determinada troca de informação, define o que se denomina por model view (Venugopal et al., 2012). Outro exemplo é o caso de um arquiteto que, ao projetar um edifício, necessita de ter a certeza que irá receber a informação por parte do projetista de estruturas em relação a quais as paredes e pilares que têm capacidade resistente e as que não têm. O projetista de estruturas, por seu turno, necessita de saber quais as funções dos espaços no edifício a fim de calcular a sobrecarga de cálculo para a estrutura. Assim, o IDM juntamente com o MVD explica a troca de informação em texto simples e de uma forma legível para humanos e em termos técnicos para permitir a implementação de verificações e validações automáticas nas aplicações. Desta forma e utilizando o exemplo anterior, o projetista de estruturas poderá realizar um teste rápido, 54

67 através de um computador e segundo os requisitos estabelecidos no IDM/MVD, para verificar se o arquiteto já disponibilizou a informação necessária para que possa iniciar o seu trabalho (NIBS, 2007). O NBIMS (NIBS, 2007, 2012) apresenta um conjunto de treze passos o desenvolvimento de model views que, segundo Venugopal et al. (2012), podem ser resumidos em quatro passos principais. O primeiro passo consiste em formar um grupo de trabalho e identificar o âmbito e o contexto das trocas de informação entre dois intervenientes no projeto de construção tendo em vista um determinado objetivo e no âmbito de determinada fase do ciclo de vida do projeto de construção. Para cada troca de informação, são definidos os ERs e tudo isto é estruturado no IDM, como foi descrito até aqui. No segundo passo, os ERs identificados e documentados no IDM são estruturados num conjunto de módulos de informação denominados conceitos MVD (MVD Concepts). Um model view pode ser então definido como o conjunto desses conceitos MVD que, mais tarde, serão atribuídos ao modelo de dados definido para a implementação da troca de informação (o IFC, tipicamente). O terceiro passo consiste na implementação dos model views por parte das empresas de software, acompanhada pela realização de testes. Por fim, no quarto passo, procede-se à elaboração de diretrizes para a documentação dos model views em cada um dos software que os suportam, o que permite aos utilizadores produzir modelos adequados para as trocas de informação necessárias (Venugopal et al., 2012). O valor do IDM vai, no entanto, muito além da certificação IFC e segundo NIBS (2007), o IDM deverá tornar-se um acordo legal entre várias partes com o objetivo de melhorar a sua colaboração digital (Berard e Karlshoej, 2012). Um IDM pode tornar-se a base de um contrato entre duas ou mais partes para o intercâmbio de dados tratando, assim, a informação como um bem, o que permite a utilização de métodos que têm por base o BIM e a regulação da troca de informação entre as partes envolvidas na realização de um projeto de construção (bsa e OGC, 2010). Os IDMs são referidos, no Apêndice 1, como parte integrante do plano de execução BIM Gestão da informação A gestão da informação é uma área do conhecimento que surgiu em meados da década de 80 e segundo Vickers (1985), não envolve apenas documentos, mensagens e dados mas sim todos os mecanismos envolvidos no tratamento de informação. Segundo Rao (1999), aquele autor define as seguintes características da gestão da informação: a informação deve ser tratada como um recurso que requer uma gestão adequada, como o dinheiro, a mão-de-obra e os materiais; no nível mais simples, a gestão da informação envolve o planeamento e coordenação (ou, caso contrário, o controlo e uso direto) das técnicas de tratamento da informação, da tecnologia de informação e das fontes e serviços de informação; 55

68 a gestão da informação requer uma observação cuidada dos novos desenvolvimentos que possam contribuir para uma melhor gestão dos recursos de informação; a gestão de informação requer uma compreensão dos padrões dos fluxos de informação dentro de uma organização e portanto, exige um meio sistemático de mapear e monitorizar tais fluxos. Portanto, a gestão da informação é um meio pelo qual uma organização maximiza a eficiência com que planeia, recolhe, processa, controla, divulga e utiliza a sua informação e pelo qual assegura que o valor da informação é identificado e explorado em toda a sua extensão (Rao, 1999) A importância da informação Como referido, o objetivo fundamental do BIM é a gestão de toda a informação relevante produzida durante o ciclo de vida de um projeto de construção (Sands, 2012). No entanto, o conceito de informação ainda não foi definido, bem como o conceito de dados e outros aspetos relacionados. Um dos principais objetivos da gestão da informação é a transformação de simples dados em sabedoria. Os dados são a representação básica de um facto que pode ser números, letras ou palavras (Siles, 2004). São, portanto, a matéria-prima na produção da informação que, por sua vez, é definida como factos ou conclusões que têm significado dentro de determinado contexto e perspetiva. Por isso, os dados brutos raramente têm significado ou utilidade por si só. Para os dados se tornarem informação necessitam de ser manipulados, usando, por exemplo, análises ou cálculos, ou qualquer outra operação que leve a uma melhor compreensão de uma situação (Oz, 2008, Siles, 2004). O conhecimento é, por sua vez, informação que se encontra incorporada num contexto, tem um objetivo e que nos leva a tomar uma ação. É a habilidade de entender a relevância da informação e de perceber como usar a informação para seu benefício. Os dados e/ou informações necessitam de ser organizados e processados de uma forma que permite a compreensão e a experiência de como aqueles se aplicam a uma determinada situação. O uso da informação leva à experiência e a novo conhecimento (Fuad, 2010, Siles, 2004). Por último, a definição de sabedoria aplicada a sistemas de informação é complexa porque, como é referido por Rowley (2007), a sabedoria está mais relacionada com a intuição, compreensão, interpretação e ação humana do que com sistemas. Porém, para o âmbito desta dissertação, sabedoria pode ser definida, segundo Jessup e Valacich (2002) parafraseados por aquele autor, como conhecimento acumulado que nos permite perceber como aplica conceitos de um campo de conhecimentos e aplicá-los a novos problemas ou situações. 56

69 Resumidamente, e de uma forma simplificada, os quatro conceitos anteriormente referidos compõem uma hierarquia na qual cada nível adiciona certos atributos para além do anterior. Os dados são o nível mais básico; a informação adiciona contexto; o conhecimento diz-nos como e, por último, a sabedoria permite saber quando usar a informação (Fuad, 2010). Portanto, segundo Smith e Tardif (2009), o BIM não é mais do que um mecanismo para transformar dados em informação e assim, adquirir o conhecimento necessário para agir com sabedoria. A informação é importante para todas as organizações. Estas necessitam de informação de qualidade para melhorar a sua tomada de decisões, aumentar a eficiência e adquirir vantagens competitivas. Muitas organizações procuram continuamente por soluções para procurar e tratar informação em ambientes internos e externos (Rad et al., 2009). Segundo Porter e Millar (1985), um dos elementos mais importantes em vantagem competitiva é a informação. Alguma informação é tão importante que a sua identificação e gestão por parte das organizações tornase crucial e, para tal, são utilizados vários meios e ferramentas provenientes das áreas de Information Management (IM) e Knowledge Management (KM). A definição de KM não é consensual na literatura da especialidade. Kanagasabapathy et al. (2004) apresentam catorze definições de KM formuladas em trabalhos anteriores, no entanto, refere que KM pode ser definido como uma atividade de gestão que desenvolve, transfere, transmite, armazena e aplica conhecimento, mas também fornece aos membros de uma organização informações concretas para que estes possam reagir e tomar decisões, com a finalidade de alcançar os objetivos da organização. Esta é uma definição geral, todavia, interessa colocar o KM no contexto do BIM. Assim, Weygant (2011) define KM como sendo o fornecimento, a manutenção e a entrega de informação gráfica e de outros tipos de informação com interesse a determinada altura que se encontram relacionados com um projeto de construção, informações estas cuja quantidade foi grandemente aumentada pelo surgimento do BIM (Weygant, 2011). IM e KM partilham conceitos idênticos que envolvem a recolha e a disseminação de informação e conhecimento para o benefício da organização e dos seus membros. Não só dispõem de ferramentas semelhantes como também baseiam-se em conceitos idênticos e enfrentam problemas igualmente idênticos (Lueg, 2001) Sistemas de informação A abundância e complexidade da informação da indústria da construção juntamente com a falta de gestão da mesma têm levado a indústria a tornar-se cada vez mais fragmentada e com falta de competitividade (Ford et al., 1995). Para além disso, a indústria da construção é muito lenta na adoção de estratégias, metodologias e técnicas para ajudar a coordenação e a modelação da sua informação (Aouad et al., 1993). Com o objetivo de melhorar esta situação, é necessário melhorar a comunicação entre as várias especialidades envolvidas na indústria da construção e é vital estabelecer uma estrutura de informação adequada para organizar e manter os dados produzidos (Ford et al., 1995). 57

70 Um sistema de informação é responsável pela recolha, tratamento, armazenamento e distribuição da informação relevante para a organização com o propósito de facilitar o planeamento, o controlo, a coordenação, a análise e a tomada de decisão ou ação em qualquer tipo de organização (Rocha, 2003, pág. 8). O ProNIC (tratado em 3.2) é apontado por Cunha et al. (2011) como um dos principais sistemas de informação implementados no setor da construção. Porém, foi desenvolvido sem ter em conta a realização de projetos de construção segundo o BIM, sendo esse um dos principais objetivos desta dissertação: abordar a integração do ProNIC nos processos BIM. Segundo Fuad (2010), qualquer sistema de informação (quer inclua ou não meios informáticos) opera da mesma forma, o que inclui a execução de quatro operações principais (Figura 28): Figura 28 Quatro operações principais de um sistema de informação (Adaptado de: introduzir os dados no sistema de informação (input); modificar ou manipular os dados introduzidos (processing); extrair a informação do sistema (output); armazenar os dados e a informação (storage). Uma operação importante que é paralela às referidas anteriormente é o controlo do feedback recebido. O feedback fornece, neste contexto, dados em relação ao desempenho do sistema de informação que, necessariamente, terão de ser monitorizados e avaliados para determinar se o sistema cumpriu ou está num bom caminho para cumprir os seus objetivos. Caso seja necessário, devem ser tomadas medidas para ajustar as operações input e data processing com o objetivo de garantir que o output do sistema é o adequado (Fuad, 2010). Embora estas quatro operações sejam aplicáveis a sistemas de informação com ou sem suporte informático, a utilização deste, potencia e simplifica todas as operações (Oz, 2008). A operação de processamento (processing) tem, portanto, a tarefa de transformar dados em informação que, como referido, requer a atribuição aos dados de um determinado contexto 58

71 significativo para que possam ser facilmente entendidos pelo recetor. Ora, o processo de transformação de simples dados em informação pode ser levado a cabo de diferentes formas, sendo os seguintes os mais comuns: classificação envolve a colocação dos dados em categorias e eventualmente, em subcategorias; ordenação envolve a organização dos dados de modo a que estes sejam agrupados conjuntamente ou dispostos numa determinada ordem; agregação resumir os dados; realização de cálculos; seleção envolve a escolha ou a rejeição de itens dos dados segundo determinados critérios de seleção. Os trabalhos de construção apresentam, atualmente, uma tendência crescente para serem cada vez mais complexos, abrangentes e mecanizados. Ao mesmo tempo, a informação produzida das fases de um projeto de construção é cada vez maior bem como a exigência associada, o que obriga a um maior cuidado na qualidade e na organização da mesma (Sousa et al., 2008). A especificação, classificação e a utilização da informação dos projetos de construção afeta de alguma maneira a maior parte das pessoas envolvidas na fase de projeto e de construção e assumiu uma importância ainda maior com a crescente adoção do BIM. À medida que a informação produzida se vai acumulando, é importante garantir que esta se mantém pesquisável, organizada de forma consistente e que seja facilmente transferível (Eynon, 2012). Segundo Bernstein e Pittman (2004), uma das grandes barreiras à adoção do BIM é a computabilidade da informação digital. Ser digital não significa, à partida, que também seja computável. Um computador pode operar qualquer tipo de dados digitais, porém, o tipo de computações possíveis de realizar depende da informação semântica expressa pelos dados. Assim, para ser eficaz o BIM necessita de uma absoluta consistência de dados, de informação e de classificação (Eynon, 2012) Omniclass Em 2006, surge o Omniclass Construction Classification System (conhecido, simplesmente, por Omniclass ou OCCS), um sistema de classificação para a indústria da construção (2006b) que ganhou notoriedade desde que a buildingsmart alliance identificou o seu uso no desenvolvimento da primeira versão do NBIMS (Davis, 2010). O Omniclass é um sistema abrangente composto por 15 tabelas para classificar o ambiente construído ao longo de todo o ciclo de vida dos projetos de construção (NIBS, 2012). O objetivo por detrás da maior parte do seu desenvolvimento do Omniclass é combinar diversos sistemas de classificação já existentes para várias matérias num só sistema baseado na norma internacional ISO Construção de Edifícios Organização de informação para as atividades de construção- 59

72 estrutura para classificação da informação (Brodt, 2011). Assim, o Omniclass incorpora outros sistemas já existentes como a base para algumas das suas tabelas (2006b): o MasterFormat para as atividades de construção ( work results ). Este sistema de classificação foi desenvolvido, em 1978, pelas entidades Construction Specifications Institute (CSI) e Construction Specifications Canada (CSC) e desde então, já sofreu 3 republicações e é o sistema de classificação de referência na América do Norte (Sousa et al., 2008). Consiste numa lista geral de títulos e números classificados por atividades de construção e utilizados na organização de especificações e outro tipo de informações (2004a); o UniFormat para os elementos construtivos. A primeira versão foi desenvolvida, em 1972, pelas entidades General Services Administration (GSA) e American Institute of Architects (AIA) para a estimativa e análise de custos. Mais tarde, em 1993, é aprovada e publicada a norma da American Society for Testing and Materials (ASTM) UNIFORMAT II, uma versão melhorada da anterior publicação e que foi desenvolvida por um grupo de trabalho composto por inúmeras entidades (Charette e Marshall, 1999). O UniFormat é um método para organizar a informação dos projetos de construção de acordo com os seus elementos funcionais ou de um empreendimento caracterizadas pela sua função, não tendo em conta os materiais e os métodos utilizados para os concretizar (2006a). o Electronic Product Information Cooperation (EPIC) para estruturar os produtos de construção. Uma classificação internacional para produtos da construção e utilizada para classificar informação técnica relacionada com os mesmos (Sousa et al., 2008). Surgiu após um acordo entre representantes de dez países europeus em 1990 (2006b). O MasterFormat e o UniFormat são os métodos mais comuns de organizar a informação a nível internacional, porém, não organizam a informação com a precisão necessária para ter em conta os atributos necessários para a qualificação e seleção de produtos. O Omniclass tem o potencial para resolver essa questão (Kalin et al., 2010). Este sistema utiliza uma classificação facetada ao contrário de uma classificação enumerativa. Esta última caracteriza-se por partir de uma visão ou objeto de construção e a partir daí, desenvolve-se uma estrutura de desagregação. É uma classificação que utiliza uma única e extensa hierarquia na qual cada constituinte tem a sua própria localização. Contrariamente, numa classificação facetada são utilizadas várias hierarquias que podem descrever um objeto a partir de um ponto de vista diferente (um elemento pode aparecer em várias tabelas) e assim, podem ser aplicadas várias a um único objeto para melhorar a sua classificação (Davis e Ceton, 2011, Sousa et al., 2008). Este tipo de classificação permite uma exploração voltada para o utilizador, ou seja, um extenso conjunto de dados pode ser progressivamente filtrado consoante as escolhas do utilizador até que, por fim, este encontra um conjunto de dados controlável que vai ao encontro 60

73 dos seus critérios (Davis e Ceton, 2011). O Quadro 2 apresenta as diversas tabelas que constituem o Omniclass bem como uma breve definição de cada uma delas. O Omniclass é útil para diversas aplicações, desde a organização de materiais, a pesquisa de produtos de construção e o desenvolvimento da informação relacionada com o projeto de construção, até fornecer uma estrutura de classificação para bases de dados eletrónicas e para o BIM. Define e organiza o quem, o porquê, o quando, o quê, o onde e o para quem do processo BIM, bem como a informação relacionada com a colaboração entre os vários intervenientes, o âmbito do projeto de construção e todos os dados relacionados com o mesmo. Ao combinar as suas tabelas, é possível elaborar, com informação estandardizada, guias de execução do projeto de construção tendo como base o BIM, reduzindo, assim, a frequente natureza ad hoc da gestão da informação (Davis, 2010, Davis e Ceton, 2011). Em relação à aplicação das tabelas do Omniclass ao BIM, Kalin et al. (2010) e Weygant (2011) definem, apenas com a diferença de que o último não inclui a tabela Materiais, que das quinze tabelas as mais relevantes para esse efeito são as seguintes: Tabela 21 Elementos construtivos; Tabela 22 Atividades de construção; Tabela 23 Produtos de construção; Tabela 41 Materiais; Tabela 49 Propriedades. Segundo Weygant (2011), a tabela 21 Elementos construtivos organiza a informação produzida durante as fases de projeto e de construção da forma mais intuitiva, visto que agrupa os componentes em categorias lógicas baseadas na sua localização e não na sua finalidade. Esta tabela, apesar de ser baseada no UniFormat, não possui o mesmo processo de enumeração. Por outro lado, a tabela 22 Atividades de construção não classifica os produtos e elementos utilizados no projeto de construção, ao invés disso classifica a informação segundo outra perspetiva que, por vezes, pode ser mais relevante. Classifica consoante o que foi realizado e o objetivo que foi alcançado. A tabela 41 Materiais fornece um nível de detalhe a partir do qual uma categoria específica de um material pode ser encontrada e qualificada (Kalin et al., 2010). Portanto, é útil quando se procura por entre os diversos produtos de construção e componentes BIM tendo como critério a sua composição. Por exemplo, é possível categorizar os materiais consoante são feitos de madeira ou aço ou são sólidos ou viscosos e ainda, obter informações mais precisas em relação à sua composição (Weygant, 2011). O que pode ser muito útil para o projeto de impacto ambiental e para a elaboração do plano de prevenção e gestão de resíduos de construção e demolição. Os materiais podem ser encontrados vários locais num projeto de construção e muitas vezes, como parte de muitas atividades de construção, portanto, esta tabela fornece a forma mais eficiente de os encontrar (Kalin et al., 2010). 61

74 Quadro 2 As 15 tabelas que compõem o sistema Omniclass (Baseado em: 2006b) Tabelas Tabela 11 Elementos de construção por função Tabela 12 Elementos de construção por forma Tabela 13 Espaços por função Tabela 14 Espaços por forma Tabela 21 Elementos construtivas Tabela 22 Atividades de construção Tabela 23 Produtos de construção Tabela 31 Fases/Etapas dos projetos de construção Tabela 32 Serviços Tabela 33 Disciplinas Definição Partes significativas e bem definidas do ambiente construído compostas por espaços e elementos interrelacionados e caracterizadas pela sua função (residências familiares, tribunais, hotéis, centros de eventos) Partes significativas e bem definidas do ambiente construído compostas por espaços e elementos interrelacionados e caracterizadas pela sua função (edifícios de baixo, médio e alto porte, pontes em laje vigada, de tirantes, suspensas) Unidades básicas do ambiente construído delimitadas por fronteiras físicas ou abstratas e caracterizadas pela sua função ou principal utilidade (cozinha, poço de elevadores, escritórios, calçadas) Unidades básicas do ambiente construído delimitadas por fronteiras físicas ou abstratas e caracterizadas pela sua forma física (cozinha, poço de elevadores, escritórios, calçadas) Um elemento construtivo é, segundo a ISO , uma parte de uma entidade de construção que, por si só ou em combinação com outras partes, cumpre uma função predominante na entidade de construção da qual faz parte (pavimentos estruturais, paredes exteriores, escadas, coberturas, peças de mobiliário, sistemas de AVAC) Resultado final alcançado na fase de produção, por alteração subsequente ou por processos de manutenção ou de demolição e identificado por um ou mais do que seguintes aspetos: - o setor de atividade envolvido; - os recursos utilizados; - a parte da entidade de construção resultante; - os trabalhos temporários, preparatórios ou de acabamento resultantes (betão betonado in situ, alvenaria de pedra, revestimento cerâmico) Componentes ou uniões de vários componentes destinados a serem incorporados permanentemente numa entidade de construção (betão, tijolos, portas, janelas metálicas, tintas, vernizes) Fases do ciclo de vida dos projetos de construção (fase de conceção, fase de concurso, fase de construção) Atividades, processos e procedimentos proporcionados pelos participantes no processo de projeto e de construção e que se relacionam com todas as funções no ciclo de vida de uma entidade de construção (orçamentação, inspeção, reparação, levantamento topográfico) Áreas de atividades e especialidades dos participantes que executam os processos e os procedimentos ocorrentes no ciclo de vida de uma entidade de construção (arquitetura, engenharia mecânica, contratação geral) 62

75 Tabela 34 Funções organizacionais Tabela 35 Recursos complementares à construção Tabela 36 Informação Tabela 41 Materiais Tabela 49 Propriedades Os cargos técnicos ocupados pelos participantes, individuais ou não, que executam os processos e os procedimentos ocorrentes no ciclo de vida de uma entidade de construção (chefe executivo, engenheiro, empreiteiro, operador) Recursos utilizados no desenvolvimento do projeto e da construção de um projeto de construção e que não se tornam uma parte permanente do mesmo, incluindo sistemas informáticos, veículos, andaimes e outros recursos necessários à execução dos processos e procedimentos relacionados o ciclo de vida de uma entidade de construção (grua-torre, martelos, retroescavadoras, vedações) Dados referenciados e utilizados durante o processo de criação e manutenção do ambiente construído (peças desenhadas, especificações, catálogos, relatórios, regulamentos) Substâncias básicas utilizadas na construção ou no fabrico de produtos e outros itens utilizados na construção. Estas substâncias pode ser matériasprimas ou compostos refinados, independentemente da sua forma (rochas, solos, madeira, vidro, plástico) Características das entidades de construção. As definições das propriedades não têm qualquer significado real fora de contexto, necessitam de fazer referência a uma ou mais entidades de construção. (cor, diâmetro, resistência ao fogo, resistência mecânica) Uma base de dados BIM não reconhece que cerejeira e pinho são dois tipos de madeira, portanto, é necessário utilizar uma estrutura de classificação que resolva esta questão. Com esse objetivo, surge a tabela 49 Propriedades. Esta tabela cria uma taxonomia relativa à identificação, performance e utilização dos elementos construtivos, permitindo que se encontre todos itens de um material específico como a madeira, betão, borracha, betão ou aço e pesquisar os atributos pelas suas qualificações e classificações, independentemente da sua localização. O BIM depende da unificação dos termos para permitir que os dados sejam pesquisáveis de forma adequada pois, caso contrário, os dados podem ser perdidos e cometidos erros (Kalin et al., 2010). Esta tabela foi atualizada em 2010 e foi publicada como uma versão preliminar sujeita a comentários. Weygant (2011) salienta a necessidade de comentários por parte das várias organizações comerciais pertencentes à comunidade de fabrico de produtos de construção, de modo a garantir que as propriedades da tabela são não só corretas como também claras (Weygant, 2011). Weygant (2011) destaca a importância de garantir que, utilizando sistemas de classificação, os materiais possam ser relacionados com os componentes que, por sua vez, são utilizados numa atividade de construção ou como parte de um elemento construtivo, garantindo assim, que as informações estejam interligadas tornando-as mais pesquisáveis. Veja-se um exemplo. Uma placa de gesso pode ser utilizada num teto ou numa parede, ou seja, um produto de 63

76 construção pode ser utilizado em dois elementos ou em duas atividades de construção, consoante o ponto de vista. Para a orçamentação da obra, é preferível consultar os metros quadrados de placa de gesso pelo próprio material e não pelo elemento construtivo onde este se encontra. Por outro lado, na elaboração de especificações é preferível realizar a consulta das quantidades pelas atividades de construção. Ter uma perceção clara de onde procurar determinada informação relacionada com o projeto de construção é fundamental. Os projetos de construção, os elementos construtivos, as atividades de construção e os materiais devem incluir, a cada nível de detalhe, informação aplicáveis aos mesmos. Assim, caso se pretenda encontrar a resistência térmica de um material isolante que se encontra na caixa-de-ar de determinada parede dupla, o componente que contém a informação é o material isolante e não a parede. Se, por outro lado, a informação pretendida for a resistência térmica de toda a parede é esta que possui a informação e não o material isolante e ainda, caso se pretenda saber a localização de uma parede relativamente a outras ou a determinados espaços, é o projeto de construção que contém essa informação. A notação utilizada pelo Omniclass é puramente numérica para ser confundida com a notação alfanumérica de outros sistemas de informação já existentes, para facilitar o seu uso pelos países asiáticos e por fim, para evitar problemas de identificação visual. Não se entrará em pormenores relativamente à notação utilizada pelo Omniclass, porém, é importante referir a regra mais básica na sua interpretação. Assim, todas as tabelas que o compõem possuem um número que, por sua vez, precede o número afixado para um dos seus registos e estes dois números encontram-se separados por um hífen -. Por exemplo, um registo na tabela 12 designado pelo número é representado por As tabelas do Omniclass encontram-se disponibilizadas na internet em formato PDF (Portable Document Format) e também, em formato de folha de cálculo (Excel), porém, estes formatos não são os mais adequados para facilitar a utilização das tabelas do Omniclass. A empresa Onuma, Inc. é composta por uma equipa de arquitetos e de programadores informáticos (Onuma, 2008) refere que standards como o Omniclass devem ser geridos e mantidos numa base de dados e tornados acessíveis à indústria da construção através de Web Services. O desenvolvimento de normas é um processo dinâmico e por isso, torna-se fundamental ter um Web Service e uma abordagem de centralização de dados para gerir e publicar as normas. À medida que mais standards BIM vão sendo implementados, é fundamental que o utilizador final e os desenvolvedores de software tenham um acesso legível por máquina aos mesmos. Para que estes sejam aceites, necessitam que sejam tornados acessíveis, consistentes e fáceis de implementar pelos desenvolvedores (Onuma, 2012a). Em 19 de Junho do presente ano, realizou-se um fórum denominado por Data Exchange Forum no NIBS em Washington DC cuja discussão centrou-se na forma como os Web Services poderiam ser utilizados para gerir standards. Os participantes do mesmo levantaram as seguintes questões: 64

77 a manutenção de um controlo de versões dos standards através dos Web Services; o facto de que algumas aplicações não necessitam de atualizações em tempo real através dos Web Services mas sim de atualizações periódicas; o arquivo da versão dos standards para projetos mais antigos. Estas questões não estão relacionadas com a fonte a partir da qual os software obtêm os dados mas sim com o que é incluído na fonte de dados e como uma aplicação implementa o controlo de versões. Assim, utilizando os Web Services, são possíveis as seguintes vantagens na gestão de standards: um utilizador pode solicitar a versão que necessita; a fácil translação por parte do utilizador de uma versão para outra, caso os dados fornecidos incluam um mapeamento relativamente a versões mais antigas ou recentes; a aplicação de um utilizador pode ser projetada pelo mesmo para escolher a versão pretendida ou converter uma versão em outra; a conversão, com mapeamento adequado, da classificação de um sistema (como o Omniclass) para a de outro. Portanto, a preocupação de verificar que o ficheiro em mãos não possui erros e que não foi alterado em relação à versão oficial deixa de existir. Os Web Services asseguram que se utiliza os mesmos dados (Onuma, 2012a). Relativamente ao Omniclass em particular e como referido, as suas tabelas são disponibilizadas online em formato PDF ou Excel o que não é, claramente, a melhor forma de gerir o Omniclass e não é o formato mais apropriado para que os software consumam os dados contidos nas tabelas. Felizmente, o Omniclass apresenta uma estrutura relativamente simples o que o torna um candidato ideal para os Web Services. Assim, em 17 de Julho do presente ano, algumas das suas tabelas tornaram-se o primeiro Web Service do BIM CLOUD 6, tabelas essas que se enumeram de seguida: Tabela 13 Espaços por função o Versão o Versão 2 24/06/2010 Tabela 21 Elementos construtivos o Versão o Versão 2 11/02/2011 Tabela 22 Atividades de construção o Versão o Versão 2 11/04/ O BIM CLOUD é um conjunto de Web Services que apoiam o processo BIM e é sediado pela empresa Omuna, Inc. (Onuma, 2012b). 65

78 Tabela 23 Produtos de construção o Versão 1 28/03/2006 o Versão 2 24/06/2010 Tabela 32 Serviços o Versão o Versão 2 11/02/2011 Tabela 36 Informação o Versão o Versão 2 11/02/2011 Em Onuma (2012a), é possível encontrar indicações para a implementação deste serviço por parte de desenvolvedores de software em aplicações. O resultado final é a utilização em tempo real das tabelas nas interfaces de aplicações a partir do servidor do BIM CLOUD. A aplicação Onuma System é um exemplo disso, como demonstra a Figura 29. Figura 29 Utilização das tabelas do Omniclass como um Web Service (Adaptado de: Onuma, 2012a) IFD O International Framework for Dictionaries (IFD) complementa o Omniclass (Brodt, 2011), ao ser uma biblioteca que, em termos simples, é uma norma para uma base de dados de terminologias (NIBS, 2007, NIBS, 2012). O nome IFD é utilizado tanto para designar tanto a biblioteca IFD como a organização responsável pela sua gestão e manutenção. As primeiras duas palavras International (internacional) e Framework (estrutura) descrevem bem o IFD, porém, a última palavra Dictionaries (dicionários) pode induzir em erro. Apesar de o IFD ser de facto um conjunto vasto de dicionários, o seu valor vai além disso (Bjørkhaug e Bell, 2007). Segundo estes autores, a palavra Ontologies (ontologias 7 ) seria mais adequada, porém, o IFD ainda vai mais além como se verá de seguida. O conceito por detrás do IFD deriva de normas internacionalmente aceites que têm sido desenvolvidas por subcomités e grupos de trabalho das entidades ISO e International Construction Information Society (ICIS) desde o início dos anos noventa até à atualidade 7 Segundo Falquet et al. (2011), uma ontologia é composta por um vocabulário representativo com diferentes tipos de modelos (classes de nomes, nomes de relações) e um conjunto de definições que especifica o significado do vocabulário. 66

79 (NIBS, 2007, NIBS, 2012). A estrutura do IFD é dada pela norma ISO Framework for Object-oriented Information Exchange formalmente publicada em 14 de Abril de 2007 e de acordo com esta, o IFD pode ser utilizado para descrever inúmeros itens (Bjørkhaug e Bell, 2007). O IFD separa o nome e as linguagens dos conceitos propriamente ditos. Estes apenas são associados aos nomes que os descrevem através de relações. Por exemplo, a palavra dør em norueguês é, normalmente, traduzida para door (porta) em inglês, porém, ao analisar o conceito, constata-se que a palavra norueguesa refere-se à porta juntamente com o seu aro e a palavra inglesa apenas à porta propriamente dita. Assim, aquela palavra norueguesa deve ser traduzida, em inglês, por door-set (o conjunto da porta e o seu aro). Isto é determinado, no IFD, ao separar os conceitos dos nomes e descrições utilizados para o nomear e descrever. Por outro lado, a um conceito estão associados frequentemente vários nomes e por sua vez, um nome é muitas vezes utilizado para descrever mais do que um conceito na mesma língua. Por isso, o IFD permite que inúmeros nomes, descrições, abreviaturas, siglas, acrónimos e lexemas sejam associados ao mesmo conceito. Os conceitos e termos são descritos semanticamente e aos mesmos é atribuído um número de identificação único, o que permite que toda a informação no formato IFC seja rotulada com um Globally Unique Identifier (GUID). Assim, o arquiteto pode, por exemplo, disponibilizar a informação relativa aos materiais de construção em chinês e o destinatário pode compreendêla em alemão (NIBS, 2007). Portanto, ao fornecer uma referência global e única para qualquer conceito na indústria da construção, o IFD auxilia a comunicação entre os diversos participantes. Caso exista alguma discordância relativamente à denotação de determinado termo, o IFD pode ser servir como a autoridade central (Svetel e Pejanovié, 2010). O IFD não é uma ontologia mas sim uma estrutura na qual diferentes ontologias podem coexistir. No IFD um conceito é descrito não só por um conjunto de nomes e definições em várias línguas mas também relacionando-o com outros conceitos (Bjørkhaug e Bell, 2007). Por sua vez, os conceitos são relacionados com outros conceitos através de relações objetivas. Estas são, pois, compiladas em contextos (vários formas de ver um conceito) tendo em conta a forma como foram incluídos na biblioteca IFD e a sua origem. Os conceitos podem relacionarse com outros em vários contextos. Por exemplo, o conceito porta pode ter várias relações com outros conceitos dependendo do contexto em que se inserem (Figura 30). O IFD atribui um GUID a todos estes conceitos para permitir uma fácil identificação e reutilização pelas aplicações (NIBS, 2007). 67

80 Figura 30 Relações entre o conceito porta e outros conceitos (Adaptado de: Bjørkhaug e Bell, 2007) O IFD ainda proporciona um mecanismo de mapeamento entre a utilização de termos em diferentes profissões e atividades profissionais na indústria da construção permitindo, assim, que os vários participantes compreendam os elementos do modelo BIM segundo o seu ponto de vista (Svetel e Pejanovié, 2010). Veja-se um exemplo: ao analisar o conceito de uma janela em diferentes fontes de informação (sistemas de classificação, especificações, catálogos, etc.) cada uma delas fará referência a um determinado conjunto de propriedades para a dada janela. Na Figura 31, as diferentes propriedades são representadas pelas caixas coloridas e como se vê, algumas delas são comuns em algumas fontes de informação mas noutras são diferentes. Uma fonte de informação é uma forma específica de ver um conceito para um determinado fim e em determinada fase. Ao percorrer todas as fontes de informação possíveis e adicionar cada propriedade nelas encontrada ao conceito genérico de uma janela no IFD, é de esperar que, no fim, se reúna todas as propriedades associadas à dada janela. Se, finalmente, for mantido o registo da origem de cada propriedade o IFD, em última análise, tornar-se-á uma estrutura de mapeamento (Bjørkhaug e Bell, 2007). Figura 31 Conjuntos de propriedades associados ao conceito janela segundo vários pontos de vista (Adaptado de: Bjørkhaug e Bell, 2007) 68

81 Relativamente à relação do IFD com o Omniclass, a biblioteca IFD proporciona uma metodologia estruturada baseada em normas para definir e reutilizar a categorias de informação no Omniclass. Uma implementação normalizada de sistemas de classificação como o Omniclass, UniFormat e MasterFormat à informação produzida no processo BIM permitirá a sua seleção e recuperação através de várias plataformas e por todos os utilizadores em qualquer fase do ciclo de vida de um empreendimento (NIBS, 2007). Porém, a classificação apresenta limitações quando é utilizada exclusivamente como um sistema para organizar e armazenar dados. A classificação é hierárquica o que, por conseguinte, torna difícil a sua apresentação numa forma consistente que seja percetível por todos. Para além disso, a classificação não tem regras explícitas para a sua implementação permitindo, assim, que os utilizadores e os sistemas a implementem de diferentes formas e ainda, a confiança nos nomes e números atribuídos pelo sistema de classificação pode ser problemática caso tenham existido erros na sua introdução ou por diferenças na sua utilização. Assim, a utilização da biblioteca IFD com sistemas de classificação (como o Omniclass) pode ser a solução para as questões levantadas, por atribuir a cada conceito um GUID e por definir quais as classificações que se aplicam aos conceitos. O IFD, ao atribuir a cada termo um GUID, permite que todos os termos sejam referenciados e compreendidos inequivocamente por software. Tal como o Omniclass, o IFD também está disponível como um Web Service e inclui a classificação como parte da definição dos termos. Esta abordagem permite a comunicação com a biblioteca IFD independentemente da tecnologia escolhida para a base de dados, o que é mais adequada para os desenvolvedores de software. Será desenvolvida, ainda, uma versão offline que utiliza os mesmos objetos e métodos da versão Web Service. Estas duas opções permitem o acesso à biblioteca IFD por qualquer aplicação e encontra-se disponível no website oficial do IFD (NIBS, 2012). Assim, os termos, relações e os GUIDs correspondentes podem ser acedidos de uma forma consistente por todos os utilizadores. Portanto, o IFD juntamente com o Omniclass permite que os utilizadores acedem e visualizem os dados utilizando classificações familiares assegurando, ao mesmo tempo, que os dados possam ser associados de uma forma fiável a processos e a documentos frequentemente utilizados e compreendidos na prática corrente (NIBS, 2012). A estrutura dos sistemas de classificação assim definida pode ser explicitamente aplicada à informação utilizada nos sistemas de projeto, análise e de gestão baseados em modelos BIM, com a vantagem de que um sistema mais consistente de nomeação para os objetos utilizados no BIM tem o potencial de melhorar a interoperabilidade de sistemas e processos (NIBS, 2007, 2012) COBie Segundo Davis e Ceton (2011), o Omniclass tem-se tornado um requisito em muitas trocas de informação no processo BIM, incluindo o Construction Operations Building information exchange (COBie). O COBie é uma especificação de troca de informação para a recolha e 69

82 entrega durante o ciclo de vida dos empreendimentos da informação requerida pelos gestores de empreendimentos (facility managers) (NIBS, 2012). É um projeto da buildingsmart aliance inicialmente fundado pela National Aeronautics and Space Administraition (NASA) e o pelo U.S. Army Corps of Engineers (USACOE). Enquanto o IFC define os elementos de dados num modelo BIM, o COBie é, segundo Smith e Tardif (2009), um excelente exemplo da estrutura de gestão da informação que deve ser incluída com um modelo BIM para que a informação possa ser, de uma forma mais eficaz e eficiente, compilada e trocada ao longo de todo o ciclo de vida de um empreendimento com um elevado nível de maturidade da informação e com o mínimo de deterioração da informação. Eastman et al. (2011) resumiram os objetivos do COBie apontados por East (2007), referindo os seguintes: fornecer um formato simples para a troca de informação, em tempo real, dos produtos finais dos contratos de projeto e de construção; identificar claramente os requisitos e responsabilidades para os processos de negócio; fornecer uma estrutura para armazenar informação para posterior intercâmbio ou reutilização; não adicionar custos à fase de operação e manutenção; permitir uma importação direta para os sistemas de gestão da manutenção do dono de obra. O COBie não é uma tecnologia mas sim uma norma para a troca de informação estruturada que permite uma utilização mais eficiente da tecnologia (Smith e Tardif, 2009). Resumidamente, o principal objetivo do COBie é a recolha de informação criada durante as fases de projeto e de construção e que é necessária na fase de operação e manutenção dos edifícios (Smith e Tardif, 2009). Esta informação é composta por listas de equipamentos, fichas técnicas de produtos, garantias, listas de peças sobressalentes, planos de manutenção preventiva e outras informações. Após a conclusão dos trabalhos, é necessário reunir toda esta informação, o que é uma tarefa dispendiosa visto que muita da informação tem de ser recriada a partir de informação criada anteriormente. A função do COBie é simplificar essa tarefa. A abordagem do COBie passa pela introdução dos dados assim que estes são criados durante as fases de projeto, construção e de receção da obra. Os projetos fornecem os layouts dos pisos, dos espaços e dos equipamentos. Por sua vez, os empreiteiros fornecem os fabricantes, os modelos e os números de série dos equipamentos instalados (Figura 32). Muitos dos dados fornecidos pelos empreiteiros vêm diretamente dos fabricantes de produtos de construção que também podem participar também no COBie (East, 2012). 70

83 Figura 32 Processo COBie (Adaptado de: East, 2012) Os vários intervenientes num projeto de construção utilizam vários software, porém, todos necessitam de interagir com a informação COBie (East, 2012). Por isso, o COBie pode ser visto em vários formatos tanto nos software de projeto, construção e de manutenção como em simples folhas de cálculo (NIBS, 2012). Todos eles proporcionam uma visualização totalmente interoperável da informação subjacente especificada pelo COBie. Por exemplo, para os projetistas pode ser tão simples como guardar um ficheiro em formato IFC. Por outro lado, para os empreiteiros devem querer utilizar software comerciais especializados para atualizar a informação COBie com a recebida dos fabricantes ou, então, introduzir diretamente a informação numa folha de cálculo. Por último, os operadores de empreendimentos podem importar a informação COBie que se encontra formatada segundo o IFC ou numa simples folha de cálculo (East, 2012). A especificação técnica para o COBie é designada por Industry Foundation Class Facility Management Handover Model View Definition. Os dados que vão ao encontro deste formato podem ser fornecidos noutros três formatos interoperáveis (criados para trocas de informação entre software): (1) o STEP Physical File Format; (2) o formato ifcxml baseado no modelo IFC e (3) uma versão em SpreadsheetML (formato XML do Microsoft Office Excel) dos dados encontrados nos dois primeiros formatos. Existe, no entanto, outro formato que está a ser testado na europa denominado por Open Document XML. A versão em folha de cálculo (SpreadsheetML) tem a vantagem de permitir o entendimento quanto à informação necessária por parte das várias pessoas envolvidas no projeto de construção e ainda, utiliza o Omniclass para designar as suas colunas (East, 2011). Dada à diversidade dos tipos de projetos de construção, é importante que o COBie possa ser adaptado para suportar requisitos específicos de um tipo de empreendimento ou dono de obra. Este último pode, por exemplo, substituir as categorias do Omniclass pelas categorias que utiliza e ainda, caso seja necessário adicionar campos específicos de determinado tipo de edifício bastando adicionar colunas à folha de cálculo COBie (East, 2012). Esta versatilidade 71

84 permite que o COBie seja utilizado em todos os projetos de construção independentemente da dimensão e da sofisticação tecnológica (NIBS, 2012). O desenvolvimento do COBie revelou uma lacuna significativa na troca de informação fornecida pelos fabricantes de produtos de construção, resultando na perda de informação importante durante as fases de projeto e de construção. Com o objetivo de colmatar essa lacuna, as entidades Engineering Research and Development Center (ERDC) do USACOE, Specifications Consultants in Independent Practice (SCIP) e CSI, iniciaram um projeto aprovado pela buildingsmart aliance com o objetivo de desenvolver uma especificação para identificar todo o conjunto de propriedades necessárias para especificar materiais, produtos e equipamentos a um nível de detalhe comum e inicial, Specifiers Properties information exchange (SPie) (Smith e Tardif, 2009). O objetivo deste projeto é, então, criar um conjunto de templates de produtos de construção que podem ser utilizados pelos fabricantes para exportar os dados relacionados com os mesmos num formato segundo normas abertas e que, por fim, é consumido pelos intervenientes no desenvolvimento de um projeto de construção. O SPie reúne 1200 templates disponíveis na internet 8 segundo os referidos sistemas de classificação (UniFormat, MasterFormat e Omniclass). A equipa responsável pelo seu desenvolvimento encontra-se, atualmente, num processo de revisão de todos os templates (BuildingSMART alliance, 2012). O IFD é vital para o projeto SPie. O IFD utiliza os conjuntos de propriedades de base no formato IFC e apresenta-as segundo o idioma de determinado país (Hamil, 2012a). Os idiomas suportados pelo IFD, neste momento, são o inglês, alemão, norueguês, americano e francês (Nisbet, 2011). A capacidade de manter um dicionário central que contém a definição de cada propriedade num idioma autóctone e em inglês (o idioma internacional) tem imenso potencial. Fornece um conjunto de propriedades comuns a um produto de construção num determinado país e ainda, permite a tradução dessas propriedades juntamente com o seu significado a nível internacional. Assim, os fabricantes de produtos de construção podem documentar as propriedades do seu produto uma única vez e depois publicar essa informação internacionalmente (Hamil, 2012a). Na internet, está disponível um software denominado Propertylizer que é utilizado para atribuir propriedades a materiais, produtos e equipamentos específicos de uma forma sistemática. A adoção deste formato estruturado de dados pelos fabricantes de produtos e equipamentos de construção aliviaria um enorme estrangulamento da troca de informação que, por sua vez, melhoraria significativamente a eficácia do processo de projeto, permitindo que a informação dos produtos de construção seja incorporada diretamente nos modelos BIM. Os benefícios não se cingem apenas à fase de projeto, visto que essa informação poderia ser incluída no formato COBie nas fases posteriores do todo o ciclo de vida dos empreendimentos (Smith e Tardif, 2009)

85 O projeto SPie combina, portanto, o IFC, o COBie e os conjuntos de propriedades aplicáveis aos Estados Unidos da América para produzir uma definição abrangente de um grande número de tipos de produtos de construção. Existem, no entanto, outros projetos em vários países europeus como o projeto francês levado a cabo pela entidade L Association des Industries de Produits de Construction 9 que representa 100 organizações comerciais que, por sua vez, representam 7000 fabricantes de produtos de construção e outros projetos na Inglaterra e Alemanha (Hamil, 2012a). Segundo East (2010), o SPie é uma peça do conjunto de dados COBie, como demonstra a Figura 33. A última peça é o projeto Equipment Layout information exchange (ELie) que fornece peças desenhadas esquemáticas dos sistemas AVAC e outras instalações técnicas. Figura 33 Conjunto de dados COBie (Adaptado de: East, 2010) 2.7. Conclusões Em 1.1, enumeraram-se várias debilidades e especificidades da indústria da construção cuja resolução ou atenuação, apesar de não ser fácil, será possível. Um dos passos a tomar neste sentido é a utilização do BIM como uma metodologia que abrange todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos, o que abordará muitos dos aspetos referidos. A aplicação generalizada do BIM na realização de projetos de construção em Portugal será uma grande mudança para a indústria da construção, visto ter impactos em todas aquelas fases e em todos os intervenientes no processo. Por isso, apesar de a sua inevitabilidade estar cada vez mais evidente, o processo de adoção do BIM a nível nacional levará o seu tempo. O BIM incentiva um ambiente colaborativo (facilidade e necessidade de comunicação entre os vários intervenientes), principalmente utilizando o conceito do Cloud Computing (descrito em 2.6.2) possibilitando, assim, a colaboração e a troca de informação entre todos os intervenientes através da internet e atenuando a falta de cooperação entre os mesmos. Por outro lado, uma das permissas da implementação do BIM é que a informação seja introduzida, 9 73

86 pela fonte mais autorizada, apenas uma vez durante o ciclo de vida do empreedimento ou da informação em si (Smith e Tardif, 2009), o que permitirá a redução dos desperdícios na reentrada e re-criação da informação. Com o BIM, é possível aumentar significativamente o nível de detalhe dos projetos o que, aliado ao ambiente colaborativo que proporciona, irá atenuar a escassez de detalhes nos projetos e os pedidos de esclarecimento (estes, segundo Vasconcelos (2010), consumem na pior da hipóteses sete semanas de trabalho na fase de preparação de obra). Por outro lado, o BIM pode atenuar o impacto das alterações aos projetos e das incompatibilidades entre projetos, visto que permite a visualização a priori, através dos modelos, do produto final (destaca-se, aqui, o papel dos viewers referido na página 27) possibilitando, assim, que o dono de obra tenha uma melhor perceção do mesmo. Permite, ainda, a detecção de conflitos entre as várias especialidades (clash detection) e a coordenação entre projetos (página 29). A produção das peças desenhadas torna-se mais eficiente dada a utilização da modelação paramétrica (descrita em 2.5.2), visto que as modificações num dado componente do modelo são automaticamente actualizadas em todas as vistas do mesmo. Esta funcionalidade aliada à já referida detecção de conflitos entre as especiliadades, aumenta o rigor das peças desenhadas obtidas diretamente a partir dos modelos. Relativamente aos pedidos de material em excesso, ao incluir a informação relativa às dimensões do elementos nos software BIM, é possível realizar a extração automática das quantidades dos materiais e produtos utilizados (página 29). Alguns software permitem, devido à possibilidade de simular a realidade, analisar a vialibidade de determinados métodos construtivos e criar uma ligação bidireccional entre o planeamento e o modelo. Isto permite melhorar a atividade de planeamento e a atenuação de conflitos em obra (ver Análise de construtibilidade, Sequência e planeamento da construção e Sequências de montagem e instalação descritos em 2.5.4). 74

87 3. INTEGRAÇÃO ENTRE O BIM E O PRONIC 3.1. Introdução Em 2.7, foi referido a importância do BIM relativamente às debilidades do setor da construção. No entanto, algumas dessas debilidades não foram abordadas. Relativamente a essas debilidades, o ProNIC poderá dar resposta. O Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção ou, simplesmente, ProNIC é um projeto de investigação cujo objetivo principal é o desenvolvimento de um conjunto sistematizado e integrado de conteúdos técnicos credíveis e suportados por uma ferramenta informática moderna. Pretende-se que estes possam constituir um referencial para todo o setor da construção portuguesa (2008). Para além disso, espera-se que a utilização das metodologias e ferramentas disponibilizadas pelo ProNIC contribua para uma melhoria significativa da qualidade na construção, criando uma referência sobre as melhores práticas, correctas especificações técnicas dos trabalhos da construção, acesso generalizado ao conhecimento dos referenciais normativos e integração das várias fases do processo construtivo (2011, 2012), o que aumentará a rentabilidade das organizações com o consequente incremento da competitividade do setor (2008, Couto et al., 2012). Estes são os objetivos básicos e abrangentes a toda a indústria, no entanto, o ProNIC apresenta contributos a vários níveis que são específicos de cada fase do processo (2008, Sousa et al., 2008). Na Figura 34, destacam-se os diferentes contributos e potenciais benefícios do ProNIC nas várias fases do ciclo de vida de um empreendimento. Figura 34 Vantagens do ProNIC nas várias fases de um projeto de construção 75

88 Como se verá mais adiante, o ProNIC permite a geração dos artigos que farão parte do Mapa de Trabalhos e Quantidades e para além disso, associar fichas de execução dos trabalhos, de materiais e custos. Estas fichas pretendem, acima de tudo, fornecer informações técnicas relativas a boas práticas de construção, regulamentos, normas e custos. Estas funcionalidades do ProNIC permitem aumentar o rigor na produção de mapas de medições e de cadernos de encargos e para além disso, fornecer informações importantes relativas aos materiais utilizados na obra (composição, aplicação, ensaios, normas aplicáveis) e à execução dos trabalhos (trabalhos preparatórios, processo de execução, normas aplicáveis, ensaios, critérios de medição, regras de segurança). Posto isto, facilmente se vislumbra uma oportunidade para uma integração entre os dois que poderá ser uma mais-valia no combate às debilidades da indústria da construção referidas em 1.1. A Figura 35 apresenta a influência direta tanto do BIM como do ProNIC nas várias debilidades referidas, apesar de tal divisão não ser tão rígida podendo, pois, haver sobreposição em alguns aspectos. Figura 35 Influência do BIM e do ProNIC nas debilidades da indústria da construção 76

89 Assim, a integração do ProNIC num ambiente BIM trará grandes vantagens para a indústria da construção. Esta integração, segundo a opinião deste autor, deve realizar-se segundo os dois dos componentes referidos por Fiatech (2012) (página 46): os processos de distribuição de informação e a gestão da informação. No entanto, para que estes dois componentes sejam utilizados com eficácia e eficiência é fundamental a criação de um ambiente e forma de trabalhar colaborativo. Portanto, é necessário criar um modelo assente num ambiente colaborativo e que segue esses dois componentes. Segundo Martins (2009), um conceito inerente à gestão de informação, em particular no contexto da indústria da construção, é o de abstração que, por sua vez, é uma visão de uma realidade onde se suprime um conjunto de informações consideradas desnecessárias para o fim a que se destina. Assim, de acordo com aquele autor, um modelo de informação é uma abstração sobre o produto que se pretende representar, ou seja, uma abstração da realidade. Um modelo BIM (Building Information Model) se for traduzido para português à letra significa modelo de informação para a construção. Assim, Martins (2009) definiu as características desejáveis mais relevantes para estes tipos de modelos, que se enumeram de seguida: deve ser evolutivo para acompanhar todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos; deve permitir a geração automática de documentos inerentes às fases do ciclo de vida dos empreendimentos; deve funcionar como repositório central de informação, embora não esteja necessariamente localizado num único computador; deve aceitar que vários intervenientes realizem trabalho simultâneo, evitando potenciais conflitos que possam decorrer deste tipo de utilização; deve poder ser implementado com diferentes graus de compromisso, que estarão associados a uma maior ou menor necessidade de proceder a alterações aos procedimentos habituais na construção. A associação do referido conceito de modelo de informação aos modelos BIM continua a ser verdade (estes continuam a ser representação subjetiva da realidade que é a obra física). No entanto, segundo a perspetiva desta dissertação, faz mais sentido associar o conceito e as características referidas ao processo de trabalho num ambiente colaborativo. A justificação reside no seguinte facto. Martins (2009) referiu que as peças escritas e desenhadas do projeto, o planeamento dos trabalhos, o cronograma financeiro e outros documentos relacionados com a obra são as vistas sobre o modelo, ou seja, numa perspetiva de aplicações informáticas as vistas são interfaces a partir das quais alteramos as características do modelo. No entanto, na perspetiva desta dissertação, a abstração da realidade (a obra propriamente dita) e da informação relacionada com a mesma não é conseguida com um único modelo mas sim com o conjunto de modelos e para além disso, as vistas são produzidas num ambiente colaborativo. 77

90 A primeira característica destaca a natureza evolutiva para acompanhar todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos. No âmbito desta dissertação e na opinião do autor, esta característica destaca dois aspetos relevantes. Em primeiro lugar, destaca-se a palavra evolutivo, ou seja, o modelo de informação necessita de evoluir à medida que se avança no desenvolvimento do projeto de construção. O aumento de informação e nível de detalhe associado é progressivo (como é ilustrado, em 2.5.5, com o conceito dos LODs), portanto, é necessário ter isso em conta na organização da informação. Por exemplo, a estrutura de desagregação da informação que o ProNIC utiliza é muito detalhada o que é necessário dado a função do mesmo, porém, nas primeiras fases do projeto quando existe ainda pouca informação não é prático utilizar aquela estrutura para organizar a informação. Refere-se, ainda, que se a informação for estruturada tendo em vista a posterior utilização de ferramentas como o ProNIC (e não só) facilita a introdução de dados e informações nas mesmas. Em segundo lugar, revela-se ser necessário ter uma visão mais abrangente na produção de informação, ou seja, é importante produzir, manter e dispensar informação que seja relevante para fases específicas. Um exemplo é a especificação COBie (ver em ) que especifica a informação relevante para a fase de operação e manutenção e que deve ser recolhida durante as fases do ciclo de vida dos empreendimentos. Assim, a informação relevante deve ser, desde logo, destacada e acumulada segundo determinados procedimentos. Para além de ter um papel importante na organização da informação dada, a sua estrutura de desagregação dos trabalhos de construção aplicada à realidade portuguesa, o ProNIC assume um papel importante na segunda característica, visto que a sua função é a produção de alguns dos documentos mais importantes relacionados com a obra, como referido em As características apontadas em segundo e terceiro lugar estão relacionadas. É aqui que os conceitos Cloud BIM (página 41) e o trabalho em ambiente colaborativo se relevam fundamentais, ao permitir que vários intervenientes realizem trabalho simultâneo, utilizando um repositório central de informação. O conceito Cloud BIM, por sua vez, apresenta vantagens e capacidades na criação de um ambiente colaborativo, no qual os vários intervenientes poderão cooperar de uma forma eficiente. Por outro lado, é fundamental assegurar tipos de contratos que fomentem este tipo de colaboração como o IPD (página 33). No estabelecimento deste tipo de contratos, destaca-se, uma vez mais, o papel da legislação e dos donos de obra. No processo e ambiente colaborativo referidos, as trocas de informação (em 2.6.4) têm um papel fulcral, dado a elevada troca de informação que terá de existir entre os vários intervenientes. Os processos de distribuição de informação terão de ser definidos antes de dar a início ao desenvolvimento dos projetos, como referido mais adiante. Concluindo e contextualizando o que referido anteriormente, pretende-se com o modelo proposto para a integração entre o BIM e o ProNIC aproveitar o trabalho feito a nível nacional 78

91 (o próprio ProNIC) e utilizá-lo num ambiente colaborativo através da internet tendo por base a metodologia BIM, abrangendo todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos. De seguida, far-se-á uma introdução ao ProNIC com o objetivo de apresentar as suas funcionalidades principais e as mais úteis num ambiente BIM. Depois, definir-se-á uma forma de trabalhar em ambiente colaborativo e o papel do ProNIC nesse processo. Por fim, apresentar-se-á de gerir a informação no repositório central de informação, tendo em conta a natureza evolutiva da mesma no desenvolvimento do projetos ProNIC Antecedentes O ProNIC surgiu na sequência do projeto CIC-Net financiado pela Agência de Inovação (2011). Este projeto teve como objetivo a criação de um referencial para os trabalhos de construção de edifícios, definir claramente o papel de todos os intervenientes no processo e desenvolver um método para classificação dos materiais de construção (Sousa et al., 2008). O seu desenvolvimento decorreu entre Agosto de 1998 e Junho de 2001 e foi da responsabilidade de um grupo de dez organizações: dois empreiteiros (J. GOMES e FERSEQUE), três fornecedores de materiais de construção (CRUMAR, FIVITEX e LIZMUNDO), um gabinete de projetos (ETEC), o Instituto da Construção da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (IC-FEUP), o INstituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (INESC- Porto), a Associação dos Industriais da Construção Civil e Obras Publicas (AICCOPN) e finalmente, a Associação Portuguesa dos Comerciantes de Materiais de Construção (APCMC). O CIC-Net previa o desenvolvimento de seis tarefas que foram levadas a cabo por organizações referidas anteriormente (Corvacho et al., 2002): 1. Definição de formatos para a troca de Informação em Engenharia (INESC-Porto e IC); 2. Definição de formatos de Cadernos de Encargos e Propostas (IC e INESC-Porto); 3. Definição de uma estrutura para a Codificação de Materiais (IC e INESC-Porto); 4. Construção de uma interface com os fornecedores de materiais de construção (INESC- Porto); 5. Divulgação dos resultados do projeto (AICCOPN e APCMC); 6. Gestão do projeto (da responsabilidade da empresa J. GOMES). No âmbito deste projeto, foram desenvolvidos conceitos de base, metodologias e aplicações informáticas dirigidas fundamentalmente para a definição de três ítens: bases de dados gerais de articulados de medições; formatos de cadernos de encargos; uma estrutura de classificação e codificação de produtos da construção. 79

92 A experiência na aplicação do CIC-Net evidenciou as suas potencialidades e limitações e por isso, demonstrou a viabilidade do seu desenvolvimento e aperfeiçoamento (2011). É neste contexto, aliado às necessidades actuais resultantes da evolução de processos verificada na indústria da construção e da grande produção de normalização tanto a nível internacional como nacional 10, que surge o ProNIC (Sousa et al., 2008). Assim, o ProNIC tem o objetivo de aumentar as potencialidades do projeto anterior, alargando o seu interesse a mais entidades que exercem a sua atividade na indústria da construção através da criação de conteúdos para os modelos de funcionamento criados e seguindo o modelo desenvolvido (2011) Fases de desenvolvimento e entidades envolvidas O desenvolvimento do ProNIC pode ser dividido em duas fases. Na primeira foi estabelecida uma estrutura de desagregação para os trabalhos de construção que resulta na descrição genérica dos trabalhos e por sua vez, a parametrização da descrição dos mesmos torna possível gerar os artigos do Mapa de Trabalhos e Quantidades. A estes ficam associadas fichas de execução do trabalho, de materiais e de custos nas quais estão incorporadas informações técnicas relativas a boas regras de construção, regulamentos, normas e custos. Por fim, estas fichas darão origem ao Caderno de Encargos e à Estimativa Orçamental da obra em questão (Couto et al., 2012). Esta fase iniciou-se com a aprovação, em Dezembro de 2005, do projeto ProNIC no âmbito do Programa Operacional Sociedade do Conhecimento (POSC) e teve como entidades promotoras a Direção Geral dos Edifícios e Monumentos Nacionais (DGEMN), o Instituto Nacional da Habitação (INH) e a Estradas de Portugal (EP). Porém, após a extinção das duas primeiras, a responsabilidade da gestão do projeto passou a ser assumida pelo Instituto da Habitação e Reabilitação Urbana (IHRU). O desenvolvimento do trabalho técnico do ProNIC é assegurado por três entidades, duas das quais estiveram envolvidas no projeto CIC-Net, o IC e o INESC-Porto, faltando apenas referir o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) (2008). A segunda fase, por sua vez, iniciou-se no final de 2009, altura em que o Consórcio ProNIC e a Parque Escolar (PE) assinaram um contrato de desenvolvimento da ferramenta e prestação de serviços que incluía a disponibilização de acessos ao ProNIC para os diretores de projeto da PE, os gabinetes de arquitetura e das especialidades de projetos das escolas e as fiscalizações das obras, estando esta segunda fase ainda a decorrer (Couto et al., 2012). De seguida, as duas fases serão descritas com mais pormenor. 10 Destacam os seguintes trabalhos nacionais em matería de normalização (Sousa et al., 2008): cadernos de encargos tipo para obras de edifícios (LNEC, ); regras de medição, com republicações frequentes e tendo como base uma estrutura de desagregação dos trabalhos por especialidades (Fonseca, 1997); fichas de custos e rendimentos para trabalhos de edifícios, com republicações frequentes e tendo como base uma desagregação por elementos construtivos (Manso et al., 1997); organização e formatos da documentação de projeto (Cabrita, 1974). 80

93 ª fase de desenvolvimento O ProNIC é constituído por uma base de dados de conhecimento sobre trabalhos de construção de Edifícios em Geral e de Infraestruturas Rodoviárias e por um conjunto de aplicações informáticas que permitem a gestão e articulação dos conteúdos técnicos e a geração de documentos como Medições Detalhadas, Mapas de Quantidades de Trabalhos, Estimativas Orçamentais ou Caderno de Encargos (Couto et al., 2012). O âmbito da base de dados contempla, portanto, duas grandes áreas de construção: Edifícios em Geral e Infraestruturas Rodoviárias. Na primeira, por sua vez, são tratadas as áreas de Construção Nova e de Reabilitação, como se pode verificar na Figura 36 (2008). Figura 36 Âmbito do ProNIC A base de dados desenvolve-se segundo uma estrutura de desagregação dos trabalhos (Work Breakdown Structure 11 - WBS, na literatura inglesa), como se exemplifica na Figura 37. Esta estrutura pode ser tanto mais detalhada quanto maior for o grau de pormenorização pretendido que, no caso particular do ProNIC, era muito elevado. Por isso, a base de dados foi alvo de uma estruturação e desenvolvimento exaustivos com o objetivo de atingir um grau de pormenorização elevado. Figura 37 Exemplo da estrutura de desagregação de trabalhos utilizada pelo ProNIC (Adaptado de: Sousa, 2011) 11 Segundo PMI (2008), WBS é uma desagregação hierárquica dos trabalhos a serem executados pela equipa do Projeto para alcançar os objetos do mesmo e criar o produto final desejado, com cada nível a representar, por ordem decrescente, uma definição cada vez mais detalhada dos trabalhos. 81

94 Assim, o primeiro nível de desagregação é composto por 26 capítulos para as obras de edifícios (Quadro 3) e 10 capítulos para as obras de infraestruturas rodoviárias. O modelo de desagregação adotado para a estrutura dos trabalhos de construção segue, em geral, os critérios fundamentais previstos nas regras de medição do LNEC (Fonseca, 1997), ou seja, uma divisão da obra em capítulos correspondentes às diferentes artes ou especialidades. De modo a traduzir a evolução dos processos, metodologias, tecnologias de construção e numa perspetiva de harmonização com as disposições das normativas europeias, foram introduzidas várias modificações ao modelo definido. Quadro 3 Capítulos do ProNIC O objetivo à medida que se avança nos níveis da estrutura de desagregação é aumentar o nível de detalhe. Esta filosofia aplica-se tanto aos edifícios como às infraestruturas rodoviárias, porém, por facilidade de exposição, servir-se-á apenas da área de edifícios. Nesta o seu segundo nível contempla as referidas áreas de Construção Nova e de Reabilitação (esta área utiliza a mesma estrutura de desagregação da área de Construção Nova) que, por sua vez, incluem diversos níveis que estabelecem o tipo de elemento, a sua localização, as características gerais do tipo de material e outras especificidades até que, por fim, se chega ao último nível denominado por artigo (Quadro 4). Este será o enunciado ou o descritivo do trabalho de construção que depois de formatado constará no Mapa de Trabalhos e Quantidades. Quadro 4 - Exemplo de um artigo gerado pelo ProNIC (Retirado de: Sousa, 2011) 82

95 Os artigos são compostos por partes de texto fixadas à partida (como é o caso de Execução de protecções em no Quadro 4 e por variáveis (como o caso de vegetação na Quadro 4) que são preenchidas pelo projetista utilizando escolhas pré-definidas ou por preenchimento de um campo livre editável e que podem, ou não, ser de preenchimento obrigatório. Assim, algumas destas variáveis poderão não estar preenchidas no final do projeto e encontram-se identificadas por $, obrigando à formatação do artigo antes da sua inclusão nos documentos referidos. Caso estas sejam preenchidas, na descrição detalhada de cada artigo aparece com texto regular sublinhado as opções de preenchimento resultantes de escolhas pré-definidas no ProNIC e com texto itálico sublinhado as opções editadas pelo projetista, sendo o restante correspondente ao texto base do artigo (Couto et al., 2011, Sousa et al., 2008) Este processo de criação, através do ProNIC, dos articulados que, por sua vez, darão origem ao Mapa de Trabalhos é uma ajuda para a completa e correta definição do tipo e natureza dos trabalhos, o que é relevante dada a importância daquele documento para a limitação de indefinições nas fases de lançamento e execução de obra. Por isso, o ProNIC disponibiliza, em cada situação e de forma sistematizada, as diferentes opções, textos de auxílio à tomada de decisões e compatibiliza as escolhas com a regulamentação em vigor (2008). Relativamente às medições associadas a determinado artigo, o projetista é livre de introduzir, a quando da definição do artigo ou posteriormente, o valor total ou então criar e inserir os dados numa ficha de medições detalhadas. O processo é semelhante para o caso dos preços unitários, para os quais o ProNIC disponibiliza uma base de dados de preços de acordo com a publicação Manso et al. (1997) à qual o dono de obra ou o projetista poderão, ou não, recorrer. Assim, ao utilizar a referida base de dados ou introduzindo valores de outra proveniência ficase com custos dos trabalhos que, por sua vez, podem constituir uma base de referência para estimativa orçamental da obra (Sousa et al., 2008). Juntamente com os artigos surgem especificações técnicas dos trabalhos e dos materiais constituintes, sob a forma de fichas (Figura 38). As primeiras (Fichas de Execução de Trabalhos) pretendem assegurar que a cada tipo de trabalho corresponde uma descrição de como o mesmo se executa. As segundas (Fichas de Materiais) pretendem, segundo a mesma linha de pensamento, assegurar que cada material distinto a empregar na obra tenha uma ficha autónoma que estabeleça as exigências que o mesmo deve respeitar. Estas fichas têm uma estrutura de organização comum e contêm requisitos de carácter técnico, indicações sobre o referencial normativo aplicável, disposições relativas à segurança e elementos sobre a manutenção e utilização (Sousa et al., 2008). São os conteúdos técnicos que dão corpo às cláusulas técnicas especiais dos Cadernos de Encargos e com elas pretende-se, assim, refletir e integrar a aplicação das disposições da normalização nacional e europeia mais recente e atualizada, bem como as boas práticas de construção (2008). A sua geração assenta-se numa abordagem parametrizável, ou seja, são processados de forma automática em função das especificidades dos artigos criados e das opções tomadas na 83

96 elaboração dos mesmos. Assim, os conteúdos das fichas são consistentes com a especificidade das diferentes situações, o que elimina a existência de textos generalistas por excesso e com referências que não são aplicáveis à situação concreta. Figura 38 Especificações técnicas dos trabalhos e de matérias geradas pelo ProNIC A repetição de todo este procedimento para cada tipo de trabalho de construção de uma dada obra permite a geração de toda a informação escrita necessária para a definição do Caderno de Encargos, bem como da obtenção do Mapa de Trabalhos e Quantidades com as medições detalhadas associadas e de uma estimativa orçamental, com especial interesse para o dono de obra (Sousa et al., 2008). Para além da geração desta informação técnica, o ProNIC disponibiliza um conjunto de outras funcionalidades complementares e de apoio ao trabalho aos diversos tipos de utilizadores. Destaca-se a possibilidade de agregação de elementos externos como peças desenhadas e escritas do projeto, estudos e reconhecimentos, documentação técnica e modelos de documentos (2012). À data de conclusão desta fase, o ProNIC possibilita o tratamento de cerca de tipos de trabalhos que se desdobram, por aplicação das diferentes parametrizações, na geração de um número da ordem de artigos, tendo-se produzido, aproximadamente, fichas de execução e fichas de materiais que representam uma cobertura de 80% dos articulados referidos (2008, Couto et al., 2012). 84

97 ª fase de desenvolvimento A PE quando iniciou a sua atividade em Março de 2007 tinha como objetivo a concretização de intervenções em 332 escolas até ano de Então, no final de 2009 foi assinado um contrato entre a PE e o Consórcio ProNIC que marcou uma nova fase do desenvolvimento do ProNIC e do Programa de Modernização do Parque Escolar destinado do ensino secundário. Este contrato surgiu devido a diversos fatores como a envergadura do projeto da PE, a multiplicidade de agentes envolvidos nos processos de conceção, fiscalização e construção, o grande volume de informação técnico-económica, a necessidade de monitorizar os processos em concurso e de melhorar a qualidade técnica das intervenções, bem como alterações significativas no enquadramento legislativo com a Portaria n.º 701-H/2008 e o novo Código dos Contratos Públicos (CCP). Como objetivos desta parceria destacam-se os seguintes (2012): a viabilização da utilização em ambiente real da aplicação ProNIC, através da sua implementação nos processos das obras em curso e a promover pela PE, nomeadamente na geração de conteúdos normalizados e de elevada fiabilidade técnica, organizados segundo matrizes de aplicação generalizada; o desenvolvimento da componente técnica do projeto relativa à reabilitação de edifícios; o desenvolvimento e teste de metodologias e funcionalidades destinadas á monitorização de projetos públicos de investimento imobiliário em matéria de controlo económico da fase de produção e também da fase de utilização 12. A utilização do ProNIC em contexto real foi decisiva para o incremento da maturidade do mesmo. Portanto, durante a sua implementação nas obras da PE, o ProNIC foi continuamente melhorado para dar resposta às necessidades que iam surgindo. Nesta segunda fase que ainda decorre foram, até à data, melhoradas algumas funcionalidades já existentes e criadas outras. Destacam-se, de seguida e por ordem cronológica, as principais novas funcionalidades (todas elas em concordância com o CCP) introduzidas no ProNIC (2012, Couto et al., 2012): disponibilização de todo o repositório documental do Projeto de Execução e do respetivo workflow de subscrição, entrega e validação dos processos, que se revelou essencial para garantir a uniformização na instrução dos projetos, evitando assim a falta de documentos fundamentais; mecanismo integrado para assinar digitalmente a documentação gerada pelo ProNIC; ligação às plataformas de contratação pública e as respetivas tramitações concursais (esclarecimentos e erros e omissões); 12 Refere-se, aqui, o papel do Observatório de Obras Públicas (OOP, criado no âmbito do CCP. Couto et al. (2011) referem, a título de exemplo, alguma informação possível de ser retirada do ProNIC e aproveitada pelo OOP. 85

98 geração e gestão dos autos de medição mensal dos trabalhos da obra, tendo como principal objetivo minimizar erros e permitir um maior controlo de desvios de custos e prazos (em Março de 2011); ligação a aplicações informáticas de gestão da faturação da obra (nomeadamente, o software Primavera); geração e gestão de ordens de execução dos trabalhos, contratos de adicionais, autos de adicionais e repositório de elementos adicionais Trabalho em ambiente colaborativo Inicialmente, o modelo BIM era apresentado como um único repositório de informação no qual os seus componentes seriam descritos apenas uma vez. O modelo BIM incluiria não só a informação gráfica (dimensões, cor) como também a informação não gráfica (custos, características dos materiais, modo de aplicação). Assim, as modificações seriam realizadas apenas num único sítio (Cyon Research Corporation, 2003). Segundo Davies (2009b), a experiência, ao longo dos anos, tem demonstrado que este conceito (designado na literatura por Single Building Model, como demonstra a Figura 39) não é possível na prática. Kalin et al. (2010) referem que, apesar de ser possível incluir toda a informação num só modelo, não é prático. Figura 39 Conceito Single Building Model (Adaptado de: Davies, 2009a) Para que todas as áreas envolvidas no projeto de construção (arquitetura, estruturas e especialidades) possam comunicar as suas informações coordenadas no mesmo instante, é fundamental acordar, antes de cada etapa importante, o designado design freeze (Davies, 2009b). A definição genérica deste conceito é de uma decisão vinculativa que define todo o produto, as suas partes ou parâmetros e permite a continuação do projeto baseado nessa decisão (Eger et al., 2005). Definir os design freezes permite uma poupança de tempo e 86

99 esforço que, muitas vezes, significa esperar, disponibilizar o mínimo de informação nas primeiras fases do projeto e realizar estimativas grosseiras até que questões-chave estejam resolvidas. Após o design freeze ter sido definido pela arquitetura e acordado entre todos os envolvidos, as restantes áreas (estruturas e especialidades) podem continuar a criar a sua informação e anotar as modificações necessárias na próxima iteração trabalhando, assim, para os mesmos objetivos. Por fim, o gabinete de arquitetura procede com a continuação do projeto, tendo em conta questões levantadas pelo gabinete de estruturas e pelas especialidades de projeto para que todos estejam coordenados. Este processo é repetido, aumentando o nível de detalhe, até que o projeto esteja concluído (Davies, 2009b). O processo referido é o ideal e se fosse possível, o conceito do Single Building Model funcionaria num processo de projeto totalmente coordenado e unificado. Porém, na realidade este processo não se verifica (Davies, 2009b). Na realidade, o processo de realização de um projeto não é, por natureza, assim tão estático e definido mas sim fluído (Eger et al., 2005). Existem inúmeras razões para que tal não seja possível na prática como, por exemplo, a disponibilidade de recursos no momento necessário e a continuação de determinado projeto antes de questões-chave de coordenação entre todas as especialidades estarem resolvidas. Por exemplo, os projetistas de estruturas não poderão gerar informação sem que a arquitetura esteja definida e por sua vez, os projetos das especialidades não poderão dar início ao seu trabalho (Davies, 2009b). Na prática, nenhum modelo BIM conterá nem deverá conter toda a informação relacionada com um projeto de construção. A experiência tem mostrado que um único modelo não vai ao encontro das diversas necessidades de todos os intervenientes nem todos estes utilizam as mesmas aplicações BIM (Howell, 2010a). Não é, pois, prático que os diferentes projetos sejam realizados utilizando os mesmos dados contidos num único modelo. Projetar a estrutura ou analisar a rede de abastecimento de água são processos que levam tempo e que necessitam de um modelo estático (Davies, 2009b). Todas as partes envolvidas no projeto necessitam de um modelo próprio para poderem cumprir todas as suas obrigações contratuais e evitar conflitos e a interdependência utilizando um único modelo que é partilhado (Davies, 2009a). Tem-se, assim, constatado que ter um modelo BIM que é a única fonte de informação está longe de ser prático e que levanta outra questão para além da referida anteriormente. De acordo, com Anthony Miskinis da empresa AEM, uma empresa de consultoria em matéria do BIM, os ficheiros dos modelos, por conterem toda a informação, atingem uma dimensão que os tornam praticamente incomputáveis (Jurewicz, 2010). Visto que o conceito do Single Building Model não funciona na prática, foi necessário encontrar uma alternativa. Um modelo não necessita de conter todo e qualquer dado para ser designado como BIM. Um modelo BIM pode ser, antes pelo contrário, construído com o objetivo de realizar uma determinada tarefa específica como, por exemplo, a realização do projeto estrutural ou a realização de estudos do comportamento térmico do edifício. São, pois, 87

100 produzidos diversos modelos e a cada um está associado uma determinada tarefa, como foi referido em Estes, por sua vez, irão integrar-se numa área de trabalho central e partilhada, na qual os benefícios de uma solução coordenada podem, realmente, sobressair (AEC (UK), 2009, Davies, 2009a). Por outro lado, muita informação essencial relacionada com a realização do projeto de construção é produzida exteriormente aos modelos BIM como, por exemplo, atas de reunião, modificações ao projeto, pedidos de informações (em inglês, Request For Information - RFI), obrigações contratuais, procedimentos de execução, trocas de informação entre os intervenientes, resultados de análises, entre outros (Howell, 2010a). Daqui surge o conceito de Project Integration Model (PIM), representado na Figura 40. Figura 40 Conceito Project Integration Model (PIM) (Adaptado de: Davies, 2009a) Na literatura, é possível encontrar, para além da referida, outras designações para o PIM como por exemplo Project Information Management (também, PIM) e Project Information Management System (PIMS). Este conceito, de uma forma genérica, pode ser visto, segundo Siles (2004), como um conjunto de componentes interrelacionados que trabalham conjuntamente para reunir, classificar, armazenar e distribuir informação para auxiliar a tomada de decisões, a coordenação e o controlo numa organização. Kim et al. (2011), por seu turno, atribui ao PIM a função de gestão de todas as partes interessadas que participam e contribuem para a conclusão de um dado empreendimento. O PIM fornece informação para que as equipas tenham a mesma compreensão dos factos, o que é um pré-requisito para a colaboração. É a forma mais fiável de alojar informação por possibilitar que a mesma seja escrutinada por diversas pessoas o que aumenta a probabilidade de encontrar e corrigir eventuais erros (Thomsen et al., 2010). As tarefas do PIM passam por registar trocas de informação, capturar processos de tomada de decisões de outra forma esquecidos em caixa de entrada de correio eletrónico, 88

101 acompanhamento das revisões ao projeto, procurar o conteúdo de vários tipos de documentação como obrigações contratuais e pedidos de informação (RFI) e, por último, partilhar vistas dos modelos BIM para facilitar a discussão e a resolução de determinados assuntos (Gillam, 2010). O modelo de partilha integrada de informação por detrás do PIM tem por base os princípios pela norma BS 1192: 2007 Collaborative Production of Architectural, Engineering and Construction Information (AEC (UK), 2009, AEC (UK), 2012). Esta norma refere que a utilização de um único modelo como a fonte de toda a informação deve ser evitada (AEC (UK), 2009, Davies, 2009a) e por isso, define o processo de trabalho em ambiente colaborativo para permitir a colaboração entre os intervenientes no projeto de construção e uma partilha eficiente de dados entre os mesmos. O objetivo deste ambiente colaborativo é permitir a comunicação, a reutilização e a partilha de dados de uma forma eficiente e sem perdas ou interpretações erróneas (AEC (UK), 2012). Aquela norma define um ambiente de dados comuns (Common Data Environment CDE) no qual a informação é partilhada por todos os intervenientes. O CDE é composto por quatro tipos de áreas: trabalho em curso (Work In Progress WIP), partilhada, publicada/emitida e finalmente, o arquivo (Figura 41). Figura 41 Ambiente de dados comuns (CDE) (Baseado em: AEC (UK), 2009, AEC (UK), 2012) 89

102 As áreas WIP caracterizam-se por conter dados/informações em processo de produção e que ainda não foram examinados e verificados para serem utilizados por terceiros para além da equipa responsável pelos mesmos. Por exemplo, o gabinete de projeto de estruturas produz um modelo BIM da estrutura em privado (na sua WIP, ou seja, nas suas instalações) e é responsável pelo mesmo. Isto aplica-se não só aos modelos BIM como a toda a informação produzida nesta fase. Na área partilhada, reside a essência do PIM: um conjunto de dados partilhados por todos os intervenientes no projeto de construção. Assim, para facilitar o trabalho coordenado e eficiente cada interveniente deve tornar os seus dados do projeto de construção (não só modelos BIM como toda a informação relevante nas áreas WIP) disponíveis para serem acedidos formalmente por terceiros, através do conceito de um repositório central ou de um protocolo de intercâmbio de dados. Todas as informações necessárias para a progressão do trabalho em qualquer área WIP devem sempre ser obtidas a partir da área partilhada. Porém, antes dos dados serem colocados na mesma devem ser conferidos, aprovados e validados (AEC (UK), 2009, AEC (UK), 2012, Davies, 2009a). A norma BS 1192:2007 refere algumas recomendações, apontadas em AEC (UK) (2012), em relação a esta área: apenas os dados/informações e modelos BIM que foram conferidos, aprovados e aos quais foi atribuído um código de estado devem ser transferidos para a área partilhada (o código de estado é definido na norma); a partilha dos modelos BIM deve ser realizada com regularidade de modo a que as outras especialidades trabalhem sobre a última informação validada (o processo de partilha deve ser definido no plano de execução BIM, como se verá no Apêndice 1); os ficheiros dos modelos BIM devem ser emitidos conjuntamente com documentação 2D para minimizar o risco de ocorrência de erros na comunicação; os ficheiros dos modelos BIM devem ser emitidos exatamente como foram produzidos, ou seja, sem qualquer outra edição ou associação com outros modelos (todas as referências necessárias e ficheiros vinculados devem ser também emitidos); a área partilhada deve também funcionar como um repositório para dados/informações emitidos formalmente por parte de organizações externas e permitir que sejam partilhados por todos; as modificações aos dados/informações partilhados devem ser comunicadas a todas as equipas através de notificações definidas a priori (uma vez mais isto deve ser definido no plano de execução BIM, como se verá no Apêndice 1). As áreas WIP e a área partilhada constituem as áreas nas quais o projeto é desenvolvido e destas surgem produtos finais que, por sua vez, são colocados na área publicada. Estes produtos finais incluem a documentação do projeto de construção, bem como dados/informações e peças desenhadas retirados dos modelos BIM. Porém, tal como no caso anterior, a publicação de todos aqueles ficheiros só deve ser realizada mediante prévia análise, 90

103 aprovação e autorização de acordo com os procedimentos de revisão definidos a priori. Os ficheiros colocados nesta área devem estar num formato não-editável e, para além disso, apenas as informações e peças desenhadas que se considerou ser necessário rever serão recolocadas nesta área, ou seja, pretende-se que esta inclua apenas ficheiros finais (tanto quanto possível) (AEC (UK), 2012). Por fim, o arquivo de todas as informações aprovadas deve ser armazenado na área Arquivo incluindo informações e peças desenhadas publicadas, modificadas e as built (AEC (UK), 2012) Modelo para a integração do ProNIC em ambiente BIM O modelo definido na Figura 42 é uma representação geral de todos os componentes relacionados com o mesmo. Por isso, em primeiro lugar, far-se-á uma descrição geral do modelo destacando os aspetos mais importantes e em segundo, apresentar-se-á os aspetos que serão aprofundados em 3.5. Figura 42 Visão geral do modelo de informação proposto Para que o modelo seja bem implementado e compreendido por todos os envolvidos é importante elaborar no início o denominado plano de execução BIM. Este plano define a visão geral bem como os detalhes da implementação do BIM, abordando questões como os objetivos e utilidades do BIM para o projeto de construção em causa, o conteúdo, formato e momento das trocas de informação e a infraestrutura necessária para que todos os processos. Este plano é descrito com mais pormenor no Apêndice 1. 91

104 O PIM, como referido, atua como um repositório central de informação e para além disso, tem a função de gerir todas os envolvidos no desenvolvimento dos projetos. Nas áreas WIP cada especialidade desenvolve a sua informação, porém, será necessário trocar informação entre as várias especialidades. Para isso, o PIM poderá apresentar o plano de execução BIM no qual estão definidas todas as trocas de informação aprovadas contratualmente (mapas de processos, conteúdos das trocas de informação), bem como auxiliar a troca e a gestão de ficheiros entre os envolvidos permitindo, por exemplo, que os vários utilizadores sejam notificados que as informações que necessitam já se encontram disponíveis. Aquelas trocas podem envolver informações complexas e externas que terão de ser definidas ao nível do IFC, IDM e MVD (como referido em ). O PIM, para além do plano de execução BIM, poderá conter informações e/ou documentos como, por exemplo, atas de reunião, modificações ao projeto, pedidos de informações, obrigações contratuais, bem como possuir funcionalidades que permitem a coordenação entre os vários envolvidos. No entanto, em paralelo, como repositório central de informação, o PIM deverá possuir informações relevantes relativamente ao projeto de construção. Refere-se à descrição dos componentes e dos sistemas definidos e as características dos mesmos. Por exemplo, descrição das soluções construtivas utilizadas para as paredes, pavimentos, tetos, sistemas de AVAC, entre outros, bem como a descrição de produtos de construção como portas, isolamentos, janelas, acabamentos. Será, portanto, o produto final do trabalho desenvolvido pelas várias especialidades relativamente aos componentes e sistemas da obra no âmbito da área partilhada e como tal, deverá ser facilmente comunicado através da internet a todos os envolvidos e as suas informações classificadas utilizando taxonomias para que se tornem facilmente pesquisáveis e filtráveis. As informações na área partilhada serão produzidas de uma forma progressiva, passando de uma descrição muito genérica até a uma descrição de tal forma pormenorizada que pode ser utilizada para especificar um trabalho de construção. Nesta altura, o ProNIC será muito útil ao utilizar os dados e informações desenvolvidos e que são necessários para a produção dos documentos de obra que lhe estão associados, bem como a atribuição de fichas que, por fim, serão colocados na área publicada como um produto final do desenvolvimento do projeto. Destaca-se, aqui, a utilidade de ferramentas como o IFD (descrito em ) quando estão envolvidos, no trabalho em ambiente colaborativo, empresas internacionais. Em 3.5, será abordada a transferência de informações das áreas WIP para o PIM, a evolução da produção das informações e a transferência das mesmas para o ProNIC e a sua classificação ao longo de todo o processo. 92

105 3.5. Organização da informação no âmbito do BIM e ProNIC Independentemente da complexidade do projeto de construção (e da quantidade de informação, por conseguinte), é necessário definir uma forma de organizar e gerir toda a informação, tendo em conta que a pormenorização da mesma é evolutiva. Tal como na modelação dos componentes dos modelos BIM, estes inicialmente podem ser genéricos e serem especificados de uma forma aproximada. No entanto, ao longo do tempo é definida a sua composição e são associados materiais, produtos, atividades e outros atributos. A quantidade de informação associada a um único projeto de construção pode atingir grandes proporções. É aqui que conceitos como a classificação e a composição podem ajudar a tornar toda a informação facilmente pesquisável e filtrável. Começa-se por apresentar os conceitos que estão por detrás da organização da informação no modelo proposto para o PIM e só depois, o modelo será apresentado e descrito com mais pormenor. Tal como foi referido em 3.2.3, o ProNIC utiliza uma WBS (página 81) para organizar os vários capítulos que, por sua vez, darão origem aos artigos no mapa de quantidades de trabalhos. Segundo Bachy and Hameri (1997), para desenvolver uma WBS é necessário em primeiro lugar desenvolver uma estrutura de desagregação de produtos (Product Breakdown Structure PBS, em inglês) ou uma árvore de objetos físicos, na qual se divide o resultado final (neste caso, a obra) em sistemas, componentes e elementos físicos. De seguida, deve-se analisar a montagem dos diferentes objetos definidos na PBS (como um puzzle) resultando uma estrutura de desagregação de conjuntos (Assembly Breakdown Structure ABS, em inglês). Esta ABS fornece, assim, informação relativamente à sequência de atividades necessárias para alcançar o objetivo final. Finalmente, só após a elaboração da PBS e ABS, é que se torna possível a elaboração da WBS, ao dividir os elementos ou componentes da PBS em pacotes de trabalho (work packages, em inglês). Cada work package (adoptar-se-á a designação anglo-saxónica dada a sua difusão na literatura) representa uma unidade de trabalho necessária para concluir uma tarefa ou processo específico. Os conceitos referidos foram aplicados ao projeto do maior acelerador de partículas do mundo, localizado na fronteira entre a França e a Suíça. No entanto, apesar da sua aplicação literal na indústria da construção poder não ser tão apropriada, o princípio subjacente pode ser útil para a organização da informação relacionada com as obras. Esta estrutura de desagregação de trabalhos (WBS) pode ser encarada como o fim da linha no que toca à organização da informação na fase de projeto. Requer um nível de detalhe elevado de forma a especificar os trabalhos de construção com rigor, não sendo por isso adequada para as primeiras fases do projeto. Portanto, até atingir este nível de detalhe o princípio referido inicialmente pode ser utilizado para permitir que a organização da informação seja evolutiva e assim, abranger as várias fases do projeto. Por outro lado, é fundamental ter em conta as 93

106 novas formas de criar a informação que o BIM proporciona, por isso, o modelo de informação deve adaptar-se a isso e às novas capacidades de automatização que o BIM potencia, como descrito mais adiante. Associada à gestão da informação devem estar a classificação e a composição da mesma. Esta última é um conceito novo, no entanto, além da classificação já ter sido referida várias vezes ao longo desta dissertação, a sua definição não foi, até agora, apresentada. Segundo Jørgensen (2011), a classificação é um mecanismo de abstração pelo qual classes de componentes podem ser organizadas numa hierarquia denominada taxonomia. As classes mais gerais encontram-se nos níveis superiores e as classes mais particulares encontram-se nos níveis inferiores, ou seja, as subclasses devem ser especializações da respetiva superclasse e por outro lado, qualquer superclasse deve ser uma generalização das suas subclasses. A classificação é útil para identificar e criar componentes e quando estes são criados, é possível definir a sua estrutura de composição, ou seja, a composição consiste em definir os subcomponentes que compõem cada componente. Ambos os conceitos são úteis tanto na modelação como na organização da informação. Um dos problemas inerentes à classificação é a definição do critério de classificação. No entanto, à medida que a informação é criada e organizada deve ser possível dispor de vários critérios de classificação. Pretende-se, assim, que a classificação da informação seja facetada, ou seja, que permita a apresentação e filtração da informação segundo o ponto de vista mais apropriado para determinada finalidade. Por exemplo, se o objetivo é estimar custos é útil que a informação seja representada por elementos construtivos (tal como foi o propósito do desenvolvimento do UniFormat, como é referido na página 60) ou se, por outro lado, é determinar os tipos de madeira utilizados na obra torna-se útil poder filtrar a informação de modo a apresentar apenas determinado tipo de madeira. É este princípio de classificação facetada que, tal como foi referido, está por trás do desenvolvimento das tabelas do Omniclass. Organizar a informação por elementos construtivos (a definição encontra-se no Quadro 2) é, sem dúvida, a forma mais intuitiva de o fazer e não necessita de um nível elevado para ser viável. Tal como é referido pelo sistema de classificação Omniclass (2006b) organizar a informação desta forma é particularmente útil nas primeiras fases do projeto quando determinados materiais e métodos construtivos não estão ainda definidos. Para além disso, permite a concetualização do projeto sem quaisquer restrições devido a determinadas soluções de projeto. Os elementos são classificados não tendo em conta o material ou a solução construtiva que lhe estão associados, por isso, aparecem apenas uma vez na estrutura de desagregação. É, no entanto, necessário definir o critério de classificação para os elementos construtivos. Segundo Jørgensen (2011), a primeira taxonomia a ser utilizada numa perspetiva de modelação deverá ser de funções. Exemplos deste tipo de taxonomias são a tabela 21 94

107 Elementos construtivos (Elements) do Omniclass que classifica os elementos pela sua função implícita (Jørgensen, 2011) e o UniFormat no qual a primeira foi baseada. Assim, a organização da informação no modelo proposto tendo em conta a posterior utilização do ProNIC num ambiente BIM (Figura 43) tem por base uma taxonomia de elementos construtivos cujo critério de classificação é a função dos mesmos. Esta hierarquia de elementos será mantida em longo de todo o desenvolvimento do projeto, devido ao facto de que nestas, como referido, os elementos aparecem apenas uma vez o que contribui para a não redundância da informação. Figura 43 Organização da informação no modelo proposto Estas taxonomias, tal como referido por Jørgensen (2011), nos sistemas de classificação por vezes misturam-se os conceitos de classificação e composição, principalmente nos níveis inferiores. Por isso, para o âmbito desta dissertação, pode dizer-se que níveis mais generalistas e que realmente classificam os elementos pela função que desempenham são os mais adequados, visto que a composição será realizada aproveitando a modelação paramétrica como se verá mais adiante. Assim, refere-se que, para este efeito, o nível 3 tanto da tabela 21 do Omniclass como do UniFormat é adequado ao comportar itens gerais como paredes exteriores, pavimentos, portas interiores, acabamentos de paredes, sistemas de 95

108 aquecimento, sistema de combate de fogos, iluminação, etc. Apesar de estas taxonomias terem origem no estrangeiro (EUA) devido ao que representam (elementos construtivos e não trabalhos de construção) a sua adaptação para a realidade portuguesa pode não ser muito problemática, porém, é um aspeto que terá de ser estudado. Nas fases iniciais do projeto de uma construção e aproveitando o ambiente colaborativo do qual estes processos dependem, estas taxonomias podem ser muito úteis para elaborar um documento utilizado a nível internacional denominado Preliminary Project Description (PPD) ou, em português, descrição preliminar do projeto de construção. Este documento utiliza uma taxonomia de elementos (tipicamente dada pelo UniFormat) até, geralmente, ao nível 3 para descrever em termos simples e de uma forma genérica os vários componentes e sistemas propostos para o projeto de construção em causa (Kalin et al., 2010). A PPD é útil nas primeiras fases do projeto ao permitir que as várias especialidades passem à conceptualização dos vários componentes e sistemas da obra e que, então, o resultado final seja facilmente comunicado a todos os envolvidos, bem como a realização de estimativas de custos aproximadas. Por outro lado, aplicando à legislação portuguesa, poderá ser uma forma normalizada de apresentar as soluções propostas ao dono de obra em fase de Programa Base (como é definido pela Portaria 701-H/2008). Em Kalin et al. (2010), páginas 286 a 299, encontra-se um exemplo de uma PPD, do qual se extraiu o seguinte exemplo para ilustrar o que foi dito. O UniFormat atribui a notação A1010 a Fundações correntes na qual é possível descrever genericamente as fundações utilizadas, como se exemplifica de seguida. A Subestrutura o A10 Fundações A1010 Fundações correntes 1. Fundações das paredes perimétricas: Sapatas contínuas de betão armado de cimento Portland. 2. Fundações dos pilares: sapatas isoladas de betão armado de cimento Portland. Um ambiente colaborativo através da internet (como já foi tratado nesta dissertação) potencia a sua adoção como uma forma normalizada de conceptualizar os projetos de construção e também, permitir o seu preenchimento num ambiente colaborativo e a disponibilização das atualizações de uma forma simples e rápida a todos os envolvidos. Aproveitando a hierarquia e as informações criadas é possível acelerar o processo de pormenorização, estruturação e classificação da informação, utilizando, para isso, a modelação paramétrica associada ao BIM. A própria modelação em software BIM incentiva uma organização da informação por elementos construtivos. Por exemplo, o Revit da Autodesk 96

109 permite que, durante a modelação, seja possível associar o chamado Assembly Code aos elementos que tem por base a hierarquia e a notação definida pelo UniFormat e para além disso, permite classificar os elementos não apenas por função mas também segundo outros critérios como, por exemplo, o tipo e o material utilizado. Veja-se o caso de uma parede dupla exterior e uma janela na Figura 44. Figura 44 Utilização do Assembly Code O Assembly Code permite que os elementos sejam classificados de uma forma evolutiva. Por exemplo, no caso da parede da Figura 44, a notação inicial poderá ser, nas primeiras fases do projeto, apenas B2010 o que significa Parede Exterior que é a sua função, fazer parte do invólucro exterior do edifício e como foi já referido, o primeiro critério de classificação deverá ser o da função que o elemento executa. No entanto, a determinada altura do projeto, poderá passar a ser B , ou seja, Parede dupla com panos de alvenaria de tijolo, o que adiciona mais pormenor à classificação por elementos construtivos. A referida classificação não é realizada para cada parede individualmente mas sim para o tipo ou instância da família de elementos que as representam. Isto significa que Parede Dupla com panos de alvenaria de tijolo é uma instância do tipo específico Parede Dupla da família geral Paredes (a instância pode assumir o papel de tipo de família no caso de não haver mais variantes de, neste caso, paredes duplas). Assim, a instância representa todas as paredes no modelo BIM que partilham as mesmas propriedades que aquela contém, como, por exemplo, o custo, os vários constituintes da parede, a espessura os materiais associados, bem como as características do vários constituintes (resistência térmica do isolamento, dimensões dos tijolos) e da parede como um todo. É, ainda, possível calcular automaticamente as quantidades associadas a determinada instância (neste caso, a área de todas paredes que aquela representa). 97

110 É nesta fase que a introdução no PIM de informações oriundas das áreas WIP (nomeadamente, dos modelos BIM de cada especialidade) se torna relevante. Ao importar dos modelos BIM as informações que as várias instâncias possuem, é possível tornar o processo da pormenorização da informação mais automatizado. Utilizando este método, é possível utilizar os conceitos de classificação e composição para tornar a informação mais pesquisável e filtrável, visto que os elementos podem ser divididos em vários subelementos e definidos os atributos associados aos mesmos. Veja-se o exemplo da parede exterior e da janela representadas na Figura 44. Os Quadro 5 e Quadro 6 apresentam exemplos de informações que podem ser obtidas de forma automática a partir dos modelos BIM das várias especialidades e que foram classificadas utilizando as tabelas 23 Produtos de construção, 41 Materiais de construção e 49 Propriedades do Omniclass. Quadro 5 Exemplo de uma parede dupla de alvenaria de tijolo Assembly Code B Janela em alumínio Descrição Produto de construção Descrição Materiais e características Janela em alumínio Janela metálica de guilhotina Designação Material Alumínio Classificação (Alumínio) Tipo de Revestimento Anodizado (Revestimento anodizado) Material Vidro (Vidro) Tipo de Vidro Vidro Isolante (Vidro isolante) Designação Valor Unidade Classificação Propriedades Isolamento Sonoro 34 db (Isolamento sonoro) Dimensões Altura 1.18 m (Altura) Largura 1.14 m (Largura) Quantidades Unidades 100 Quadro 6 Exemplo de uma janela em alumínio Parede Dupla em Alvenaria de Tijolo Assembly Code B Descrição Ex. Wall - Brick (Double Wythe) - Parede exterior dupla de tijolo Constituição Função Designação Esp. (mm) Classificação Rev. Exterior Reboco (Rebocos Exteriores) Estrutural Tijolo Cerâmico (Tijolos cerâmicos correntes) Estrutural Betão (Betão de cimento Portland) Estrutural Tijolo Cerâmico (Tijolos cerâmicos correntes) Rev. Interior Reboco (Rebocos Interiores) Propriedades Designação Valor Unidade Classificação Res. térmica (m2.k)/w (Resistência térmica) Esp. total 38 cm (espessura da seção transversal) Quantidades Área (m2)

111 Muitas das informações podem ser classificadas utilizando taxonomias apropriadas, apesar da taxonomia de elementos construtivos continuar a servir de base. Por exemplo, no caso da parede exterior dupla, ao atribuir o Assembly Code à mesma é possível organizar as diversas paredes pela tipologia e pelo material dentro da taxonomia de elementos por função que serve de base, ou seja, a parede encontra-se no interior do nível Paredes Exteriores (nível 3 do tabela 21 do Omniclass e do UniFormat) e neste, pode ser organizada no subnível Parede Exteriores Duplas ou, ainda, num subnível que distinga as paredes duplas pelo material utilizando nos panos. O mesmo se aplica à janela, ou seja, pode ser incluída num subnível Janelas em alumínio no interior no nível Janelas exteriores, porém, esta poder ser um produto de construção é, também, possível atribuir-lhe uma classificação como tal (Tabela 23). Tanto a constituição como os produtos e materiais associados e ainda, as propriedades dos constituintes (resistência térmica do tijolo como exemplo de propriedades que, apesar de não ter sido apresentado no Quadro 5, pertencem aos diversos produtos de construção) e gerais (resistência térmica da parede como um todo, por exemplo) podem ser classificados. Permitindo, assim, que utilizando este tipo de classificação facetada a informação seja explorada por diversos caminhos que correspondem às diferentes ordenações das facetas (Adams, 2012). Por exemplo, torna possível filtrar a informação por Paredes Duplas e por Resistência Térmica, para que apenas sejam apresentadas as resistências térmicas das paredes duplas utilizadas no projeto de construção ou, então, por alumínio apresentando, desta forma, todos os elementos e/ou produtos de construção que possuem alumínio. Isto permite que os diversos envolvidos no mesmo filtrem a informação consoante o objetivo que pretendam atingir (realização de projetos de estruturas, cálculos térmicos, planos de gestão de resíduos) Desta forma, a informação fica mais pormenorizada e ao mesmo tempo, classificada. Porém, falta outra faceta muito importante, no qual o ProNIC tem um papel fundamental: a atribuição de trabalhos de construção. Ao dispor da informação organizada por elementos construtivos e por famílias e/ou instâncias, é possível atribuir trabalhos de construção aos mesmos e a elementos que os constituem. Por exemplo, no caso de elementos como uma parede, é possível atribuir um trabalho de construção para a construção da parede até ao tosco e outros para a execução dos revestimentos exterior e interior (reboco) que fazem parte da constituição da mesma. Por outro lado, o trabalho de construção associado às janelas poderá ser apenas a colocação das mesmas. No ProNIC, para que seja possível especificar os trabalhos de construção com rigor são exigidas diversas informações. Nos Apêndices 1, 2 e 3, encontram-se três exemplos de trabalhos de construção, juntamente com os vários níveis da WBS e as informações que lhe estão associados a cada um deles. Pode, assim, dizer-se que existem dois tipos de informações necessárias para que seja possível especificar um trabalho de construção utilizando o ProNIC. O primeiro tipo é um conjunto de determinadas informações que são 99

112 necessárias para traçar o caminho através da WBS como, por exemplo, utilizando o caso da parede exterior, a localização (parede exterior ou interior), o material (tijolo cerâmico, blocos de betão) e a tipologia (simples, dupla com materiais distintos ou iguais, preenchidas ou não). Uma vez definido o primeiro tipo e chegado ao nível desejado da WBS, é necessário outro tipo de informações para elaborar o artigo que constará no Mapa de Trabalhos e Quantidades como, por exemplo, características dos materiais utilizados (tipo de furação dos tijolos cerâmicos, tipo e resistência mecânica da argamassa). Este último tipo depende do primeiro, na medida em que dependem das escolhas que se tomam ao longo da WBS. Um exemplo simples é a tipologia da parede, no caso de esta ser uma parede dupla preenchida é pedida, mais tarde, a informação do material de preenchimento. No entanto, se não for preenchida, essa informação deixa de ser pedida. O ProNIC assume, assim, um papel importante no conceito do PIM ao fazer a ponte entre as informações contidas no PIM e a documentação de obra. Porém, como já foi referido, antes das informações serem passadas para o ProNIC (assunto que será tratado mais adiante, juntamente com a passagem de informações das áreas WIP para o PIM) é importante que a mesma seja tratada no PIM aproveitando a automatização que a utilização do BIM permite. Para isso, é importante que a WBS do ProNIC seja disponibiliza como um Web Service tal como foi feito para as tabelas do Omniclass (ver na página 65). Isto significaria que o software que assumir o papel de PIM poderá utilizar a WBS do ProNIC de uma forma simples e para além disso, qualquer modificação na WBS é automaticamente atualizada através da internet. Após isto, passa a ser possível atribuir trabalhos de construção aos diferentes elementos e produtos de construção. Veja-se o exemplo apresentado na Figura 45. Figura 45 Atribuição de trabalhos de construção utilizando a WBS do ProNIC 100

113 Neste exemplo, começa-se por atribuir ao elemento Parede dupla de alvenaria de tijolo o capítulo do ProNIC Paredes através de uma simples caixa de seleção. Depois, quanto à WBS, a escolha dos diferentes níveis poderá ser realizada da mesma forma (caixa de seleção). Por fim, consoante a última escolha, são apresentadas as informações necessárias para a elaboração do artigo, como é apresentado nos Apêndices 1, 2 e 3. Estas, por sua vez, podem ser preenchidas à medida que a informação é disponibilizada suportando, assim, a evolução natural de desenvolvimento dos projetos. A classificação da informação é agora, uma vez mais, muito útil ao automatizar o preenchimento de muitas das informações necessárias. O Assembly Code juntamente com a importação da constituição da parede dos modelos BIM reúne todas as informações necessárias para a WBS do ProNIC. O primeiro ao classificar a parede como Parede dupla de alvenaria de tijolo que, por sua vez, é um subnível do nível geral Paredes exteriores torna possível saber-se automaticamente que a parede é dupla e pertence à envolvente exterior, que se trata de uma parede corrente (as condições especiais de execução referem-se a casos de chaminés, cortinas de guardas de escadas, platibandas, forras e encerramento de vãos) e que utiliza tijolos cerâmicos. A constituição da parede, por último, permite saber que a mesma é preenchida e o seu material de preenchimento (betão, neste caso) e se as dimensões dos materiais dos panos são ou não idênticos. Chegado ao nível desejado do WBS, as informações necessárias que dele dependem podem ser apresentadas, permitindo o seu preenchimento à medida que a informação é criada. Como já foi referido, os modelos BIM não possuem nem devem possuir todas as informações, por isso, muitas das informações requeridas nesta fase terão de ser introduzidas manualmente. Porém, existem outras que se ao serem importadas dos modelos BIM já classificadas ou, então, classificadas no PIM poderão ser automaticamente aproveitadas para especificar os trabalhos de construção, não sendo necessária introduzi-las novamente. Por exemplo, a resistência térmica de uma parede ou janela, o material utilizado na caixilharia desta última, o tipo de vidro, o isolamento sonoro de uma janela e o material de preenchimento da parede. Assim que todas as informações necessárias estão reunidas podem ser compiladas e transferidas para o ProNIC que, por sua vez, as utilizará para gerar os vários documentos. Estas transferências de informações podem ser realizadas utilizando um formato XML, devido à relativa simplicidade de informações e por aquele formato ser apropriado para ser utilizado via internet. Para além disso, o ProNIC já utiliza este formato para outras tarefas. Relativamente à forma com que as informações podem ser transferidas das áreas WIP (o que, como referido, não inclui apenas os modelos BIM de cada especialidade mas sim todas as informações produzidas nas respetivas áreas) para o PIM, enumeram-se os seguintes três métodos: processo idêntico ao definido pelo NBIMS (utilização do conceito MVD); 101

114 utilizar a capacidade de exportação em formato de texto dos software BIM; introdução manual. O primeiro método, apesar de ser o mais complexo, seria a situação ideal. A metodologia estipulada pelo NBIMS (página 55) é complexa, porém, neste caso concreto ficaria simplificada. Os ERs já se encontram definidos e são, portanto, as informações necessárias ao ProNIC para especificar os trabalhos de construção, o que se simplifica todo o processo. Assim, esta abordagem passaria por definir as entidades responsáveis pela introdução de determinado conjunto das informações referidas e para além disso, pela criação de uma aplicação informática denominada na literatura por translator (página 48) que extrairá do formato IFC as informações necessárias escrevendo-as noutro formato mais apropriado para as trocas de informação através da internet como o XML. Para além disso, seria importante elaborar diretrizes com o objetivo de dar indicações aos vários utilizadores do PIM quanto à forma como a informação deve ser introduzida nos modelos BIM tendo em vista a posterior exportação para o PIM. Esta funcionalidade vai ao encontro da já referida interoperabilidade com significado (página 48), ao fazer com que apenas as informações necessárias sejam transferidas para o PIM. O método descrito é apropriado para as denominadas system families, ou seja, tipos ou instâncias de famílias que representam paredes, pavimentos, tetos e coberturas. Porém, para os restantes casos como, por exemplo, janelas e portas, software como o Revit permitem a exportação, em formato de texto, dos parâmetros associados às famílias (como o material, a resistência, as dimensões, o custo). Aproveitando esta funcionalidade seria apenas necessário a capacidade de ler os ficheiros de texto, classificar e introduzir as informações relevantes no PIM. A introdução manual será sempre necessária e aqui o PIM terá de comportar a introdução de informações simultânea por parte de várias entidades, tal como o ProNIC o faz utilizando também um sistema de assinatura eletrónica. Uma vez mais, devido ao facto dos modelos BIM não possuírem nem deverem possuir todas as informações, a introdução manual das mesmas será sempre necessária e para além disso, podem ocorrer situações em que alguns componentes das obras não sejam modelados por, simplesmente, se determinar não ser necessário. Assim, nestas situações a introdução manual no PIM das suas informações garante que as mesmas sejam documentadas, discutidas e comunicadas em ambiente colaborativo, sendo essa umas das vantagens do PIM. Concluindo, refere-se a importância da utilização de uma metodologia idêntica à utilizada pelo formato COBie (descrito em ). O PIM ao assumir o papel de um repositório central de informação é o ideal para recolher, armazenar e transferir informação relevante para a fase de manutenção dos empreendimentos. Ao conceber um sistema que permita recolha progressiva e de uma forma normalizada, todas aquelas informações ao longo não só do desenvolvimento do projeto (informações introduzidas no PIM e produzidas pelo ProNIC como as fichas de 102

115 materiais) mas também durante a fase de construção, permite simplificar em muito o processo de reunião de todas as informações e documentos necessários á fase de operação e manutenção dos empreendimentos e posterior transferência aos devidos interessados. 103

116 104

117 4. CONCLUSÕES 4.1. Considerações finais Um passo importante que a indústria da construção terá de tomar com vista a combater as debilidades referidas é a utilização generalizada da metodologia BIM, o que se relevará numa mudança radical na forma de projetar, construir e manter os empreendimentos. A adoção generalizada do BIM a nível nacional, tendo em conta as especificidades da indústria da construção e apesar de a sua inevitabilidade estar cada vez mais evidente, será um processo complexo e demorado devido às consequentes implicações tecnológicas e humanas. Influenciará todos os envolvidos em todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos, modificando a forma como a informação é criada, distribuída, utilizada e mantida. Todos os assuntos e conceitos destacados ao longo de toda a exposição em relação em BIM assentaram em três grandes áreas: o ambiente colaborativo, as trocas e a gestão de informação. Mais concretamente, assentaram na importância de definir uma forma de trabalhar em ambiente colaborativo o que, por sua vez, envolve o estabelecimento de processos de distribuição da informação e a gestão abrangente da mesma. Assim, estes três componentes podem ser vistos segundo uma perspetiva tecnológica e humana: na perspetiva tecnológica, destacam-se as vantagens da utilização do conceito Cloud Computing como uma ferramenta para suportar o trabalho em ambiente colaborativo e a importância da interoperabilidade para o mesmo. Referiu-se que, relativamente a estes aspetos, existem, ainda, problemas por resolver e trabalho por fazer relativamente ao desenvolvimento de software e nas regras de comunicação entre eles, visto que a interoperabilidade entre software não é, ainda, uma realidade. Por outro lado, a utilização do conceito Cloud Computing pelas indústrias da construção a nível internacional não decorre há muito tempo, decorrendo por isso, um processo de melhoramento e de adquisição de experiência. Porém, existe aqui, muito potencial para a indústria da construção em geral; na perspetiva humana, a utilização do BIM implica uma mudança cultural profunda na forma como as obras são projetadas, construídas e mantidas; por isso, a indústria da construção terá de ultrapassar a inércia à mudança que lhe é característica. Para que um ambiente colaborativo entre os vários envolvidos num projeto de construção seja uma realidade, é necessário desenvolver novos contratos legais nos quais o papel da legislação e dos donos de obra públicos e privados é fundamental. Para além dos aspetos legais, é necessário criar novos fluxos de trabalho e novas formas de gerir a informação, ou seja, é necessário saber trabalhar em ambiente colaborativo. 105

118 Ter todos os envolvidos juntamente com os processos de trabalho preparados para trabalhar em ambiente colaborativo é, pois, fundamental para utilizar o BIM em pleno, por isso, todas as ferramentas utilizadas nesses processos devem, também, estar preparadas para suportar essa forma de trabalhar e de produzir informação. Para isso, a elaboração de um plano de execução releva-se ser fundamental ao fornecer a visão geral bem como os detalhes da implementação do BIM a todos os envolvidos. Este plano define o âmbito da implementação do BIM no projeto de construção, identifica as trocas de informação (mapas de processos, conteúdo da informação, formatos) entre os participantes e, por último, descreve a infraestrutura necessária para suportar a implementação ao nível do projeto de construção e das organizações. O conceito CDE, aliado ao Cloud Computing, define como se deve trabalhar em ambiente colaborativo, permitindo o trabalho simultâneo dos vários participantes sobre a mesma informação e no qual o ProNIC fará a ponte entre a informação produzida e a documentação de obra na fase de projeto, podendo, nas outras fases, ser igualmente útil (gestão de autos de medição, ligação a plataformas eletrónicas). A informação relevante produzida no processo de trabalho em ambiente colaborativo definido pelo conceito CDE é armazenada no PIM. Neste, é necessário definir uma gestão de informação adequada ao desenvolvimento dos projetos de construção e utilizar o BIM para automatizar a produção da informação, ou seja, ter em conta os seguintes fatores: a organização da informação tem de suportar a evolução da pormenorização da mesma; utilizar a classificação para tornar a informação pesquisável e filtrável, aumentando a eficiência dos processos nos quais é utilizada; prever a recolha ao longo do desenvolvimento dos projetos da informação relevante para a fase de manutenção dos empreendimentos. Relativamente ao primeiro aspeto, concluiu-se que a informação deve ser organizada e classificada segundo elementos construtivos cujo critério de classificação é a função dos mesmos. Depois, à medida que a informação é criada, será incluído mais pormenor na classificação dos elementos mantendo, no entanto, a mesma hierarquia por elementos construtivos. Nesta fase, é útil utilizar os software BIM para automatizar a introdução de informações no PIM, ao importar dos modelos BIM algumas informações relevantes bem como a utilização de taxonomias incorporadas nos mesmos (o Assembly Code e/ou as tabelas do Omniclass), utilizando o procedimento mais adequado a cada caso de entre os três referidos. Por fim, a determinada altura, os trabalhos de construção definidos no ProNIC poderão ser atribuídos aos elementos construtivos e a componentes dos mesmos, quando aplicável, através da utilização de caixas de seleção e da possibilidade das informações requeridas pelo ProNIC serem preenchidas à medida que são definidas (para isso, concluiu-se que a 106

119 disponibilização da WBS do ProNIC como um Web Service facilitaria a sua utilização no PIM). Por fim, as informações requeridas pelo ProNIC poderão ser transferidas para este utilizando o formato XML. Concluiu-se que a classificação da informação ao longo de todo este processo é uma peça fundamental, ao permitir que a informação seja pesquisável e filtrável, mas para além disso, permitir a automatização do preenchimento das informações requeridas pelo ProNIC. Como foi demonstrado, ao longo do processo é possível classificar as informações segundo elementos construtivos, produtos de construção, materiais utilizados, trabalhos de construção (a contribuição do ProNIC) e as propriedades associadas, permitindo assim, uma classificação facetada. Por último, concluiu-se que a produção de uma especificação que segue a metodologia do COBie permitirá abranger todas as fases do ciclo de vida dos empreendimentos e para além disso, contribuir para incentivar e melhorar a fase de manutenção e operação dos empreendimentos. O PIM, dadas as suas características, é o local ideal para associar um sistema que tenha isso em conta Limitações do estudo Relativamente às limitações do estudo desenvolvido, refere-se que, dada a envergadura dos temas abordados, não foi possível desenvolver e testar um sistema que funcione segundo os conceitos referidos. Por outro lado, os exemplos usados para exemplificar a organização da informação utilizando o ProNIC como uma peça importante não abrangeram todas as possibilidades, dada a extensão das informações relacionadas com as obras Desenvolvimentos futuros Propõe-se o desenvolvimento de plataformas que utilizem o modelo e os conceitos referidos para integrar o ProNIC no processo de trabalho BIM e utilizá-lo na gestão da informação produzida. Um aspeto importante é o estudo da adaptação das taxonomias (como as tabelas do Omniclass, nomeadamento na classificação de elementos contrutivos, produtos de construção, materiais e propriedades) existentes a nível internacional para a indústria portuguesa da construção e no caso de não ser possível, desenvolver taxonomias de raiz. No entanto, referese que a notação utilizada pelo ProNIC deve estar de acordo com a notação das outras taxonomias desenvolvidas ou adaptadas, ou seja, todas devem seguir as mesmas regras. Por último, refere-se o desenvolvimento de especificações como o COBie que possam ser integradas no modelo referido, o que passa pelo desenvolvimento de normas e orientações 107

120 relativamente à informação relevante, aplicações informáticas e de templates para os produtos de construção, tal como é referido em

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131 Apêndices 1. Plano de Execução BIM O plano de execução surge como um requisito necessário à integração do BIM no processo de entrega dos projetos de construção. Este plano define a visão geral bem como os detalhes da implementação do BIM que será seguido pelos intervenientes ao longo do desenvolvimento do projeto de construção. Assim, este plano deve ser estipulado nas primeiras fases do projeto, continuamente desenvolvido à medida que outros participantes são incluídos no processo e deve ainda, ser monitorizado, atualizado e revisto conforme necessário durante a fase da sua implementação (CIC, 2010). Segundo NIBS (2012), a elaboração do plano de uma forma detalhada e abrangente é importante para assegurar uma implementação do BIM com sucesso, ao ajudar a assegurar que todos os envolvidos são cientes das oportunidades e responsabilidades associadas com a incorporação do BIM no fluxo de trabalho dos projetos de construção. Este plano deve definir o âmbito da implementação do BIM no projeto de construção, identificar o fluxo de trabalho para as tarefas inerentes ao processo BIM, definir as trocas de informação entre os participantes e por último, descrever a infraestrutura necessária para suportar a implementação, tanto como ao nível do projeto de construção como ao nível das organizações (CIC, 2010). O desenvolvimento deste plano foi abordado na publicação BIM Project Execution Planning Guide (Guia PxP) de 8 de Outubro de 2009, um projeto desenvolvido pela universidade estatal da Pensilvânia (EUA). Este guia, desde então, já sofreu duas atualizações. Em Julho de 2010 foi lançada a versão 2.0 (CIC, 2010) e em Maio de 2011 a versão 2.1 daquele guia (CIC, 2011) que, por sua vez, é referido na versão mais recente do NBIMS (NIBS, 2012). O Guia PxP estipula um procedimento para a produção do plano de execução BIM que consiste em quatro passos principais, conforme é ilustrado na Figura 46. O objetivo deste procedimento é estimular o planeamento e a comunicação direta por parte dos envolvidos durante as primeiras fases de um projeto de construção. Porém, devido ao facto de cada projeto de construção ter as suas especificidades, não existe um método que seja mais apropriado para implementar o BIM. Assim, deverá ser pensada uma estratégia de execução para cada projeto de construção ao compreender os objetivos e características dos mesmos, bem como as capacidades das equipas envolvidas (NIBS, 2012). 119

132 Figura 46 Os quatro passos principais do plano de execução BIM (Adaptado de: CIC, 2010) A definição dos objetivos e utilidades da implementação do BIM para o projeto de construção marca o primeiro passo na elaboração do plano de execução de BIM. Segundo Anderson (2010), nas primeiras fases do projeto (a seguir à conceptualização inicial) deve ser reunida uma equipa que se dedicará ao planeamento da implementação do BIM. Esta equipa deve ser constituída por representantes dos principais intervenientes, incluindo o dono de obra, os projetistas, empreiteiro(s), principais subempreiteiro(s) e se aplicável, o gestor do empreendimento. Relembra-se, uma vez mais, o processo segundo o IPD (página 33). A tarefa inicial desta equipa é fixar objetivos mensuráveis para o projeto de construção que servirão de base para todo o plano. Estes objetivos podem ser baseados no desempenho (aumentar a produtividade na obra, por exemplo) ou possuir uma natureza mais aspiracional, porém, devem ser mensuráveis quanto à sua realização. Por último, devem ser identificadas as utilizações do BIM para ir ao encontro dos objetivos. Esta identificação é muito importante ao permitir que os intervenientes produzam a informação com vista à sua futura utilização, o que influencia os métodos utilizados para desenvolver os modelos BIM ou para identificar questões relacionadas com a precisão dos dados produzidos que irão, posteriormente, constar nas informações relativas ao projeto de construção. Estas utilizações podem ser, por exemplo, a estimação de custos, análises ao consumo de energia, planeamento da utilização do estaleiro 120

133 ou o planeamento das operações de manutenção. Em CIC (2010), CIC (2011) constam 25 utilizações candidatas. No segundo passo, pretende-se definir o processo de implementação para cada utilização do BIM, bem como o processo de implementação do BIM como um todo. Para isso, foi definido um procedimento que compreende a produção dos seguintes dois tipos de mapas de processo. Os tipos são identificados por níveis 1 e 2, sendo este último mais pormenorizado do que o primeiro. Os mapas são, simplesmente, diagramas IDM e utilizam a notação BPMN (ver página 51). Assim, os dois tipos de mapas são (CIC, 2010, CIC, 2011): Nível 1: Mapa geral do processo BIM (BIM Overview Map) Este mapa, segundo Anderson (2010), é um diagrama IDM dividido em duas colunas principais. A primeira representa as utilizações do BIM identificadas pela equipa que serão realizadas durante o ciclo de vida do projeto de construção e a segunda, por sua vez, apresenta as trocas de informações gerais durante o mesmo processo por meio de setas (Anderson, 2010, CIC, 2010, CIC, 2011); Nível 2: Mapas detalhados dos processos das utilizações BIM (Detailed BIM Use Process Maps) O mapa criado no primeiro nível é único. Porém, neste nível surgem vários mapas que pormenorizam o processo geral definido no primeiro nível. Por exemplo, a utilização BIM estimação de custos foi identificada no primeiro nível e neste nível, terá um mapa que apresenta o processo detalhado que lhe está associado. Para além disso, deve identificar as partes responsáveis, mencionar o conteúdo da informação necessária (no caso do exemplo anterior, podem ser relatórios de custos) e também, as trocas de informação que serão criadas e partilhadas com outros processos (Anderson, 2010, CIC, 2010, CIC, 2011). Este passo ajudará os intervenientes a ter a perceção do processo BIM de uma forma geral, a identificar as trocas de informação que serão partilhadas entre os mesmos e a definir de uma forma clara os vários processos que serão realizados para as utilizações BIM identificadas (CIC, 2010, CIC, 2011). Por outro lado, Anderson (2010) refere que, apesar do nível de detalhe definido no nível 2 ser adequado para projetos de construção complexos (hospitais, por exemplo), para projetos mais simples deve-se simplificar a planificação dos processos. Após elaborar todos os processos torna-se necessário definir todas as trocas de informação identificadas pelos mesmos (CIC, 2010, CIC, 2011). É esse o objetivo do terceiro passo que, tal como o segundo, vai ao encontro do referido para o IDM em , mas visto aqui numa perspetiva de implementação do BIM (o guia PxP disponibiliza no seu anexo F uma tabela para servir de auxílio na realização deste passo). O terceiro passo, portanto, contempla as seguintes tarefas (Anderson, 2010, CIC, 2010, CIC, 2011): 121

134 identificar cada troca de informação nos mapas de processo; escolher uma estrutura de desagregação baseada em elementos dos modelos; O facto de ser baseado em elementos, por ser a forma mais intuitiva de organizar a informação, facilita a organização das trocas de informação. Para isso, pode ser utilizado o UniFormat que é utilizado no próprio guia PxP e no documento AIA E (página 38) ou, então, a tabela 21 Elementos construtivos do Omniclass; desenvolver os requisitos de troca de informação para cada uma delas (o recetor da informação, o formato e a versão do ficheiro, o LOD como é referido em ou utilizando outro sistema definido e informação adicional se necessário); atribuir um responsável para cada troca de informação (dono de obra, projetista de estruturas, empreiteiro, arquiteto); comparar o conteúdo do input e do output de informação para cada troca O objetivo é identificar os elementos nos quais existem discrepâncias entre output de informação (produzida) e o input de informação (requerida). Por exemplo, em determinada troca de informação a informação produzida pode não conter o valor das resistências térmicas das paredes que foi requerido para se realizar análises enérgicas num modelo BIM criado para o efeito. Ao identificar tal discrepância, deve ser tomada uma decisão quanto à sua resolução. Finalmente, o quarto e último passo consiste na identificação e definição da infraestrutura necessária para implementar eficientemente o BIM como planeado. A primeira versão (de 2009) do Guia PxP definia nove categorias para aquele efeito, no entanto, as versões mais recentes (de 2010 e 2011) acrescentaram mais cinco, resultando as catorze categorias cujas descrições se resumem no Quadro

135 Quadro 7 As catorze categorias definidas no Guia PxP (Adaptado de: CIC, 2010, CIC, 2011) Categoria Informação do projeto de construção Contactos relevantes Objectivos e utilizações da implementação do BIM Papel e alocação de pessoal de cada entidade envolvida Processo de projeto Trocas de informação Requisitos específicos Procedimentos de colaboração Controlo de qualidade Necessidades de infraestruturas tecnológicas Estrutura dos modelos BIM Elementos do projeto de construção Tipo de contrato Descrição sumária Informação básica do projeto de construção, com o objetivo de auxiliar a introdução de novos membros no mesmo. Deve incluir informações como a identificação do dono de obra, o nome, localização e uma breve descrição do projeto de construção, o tipo de contrato, valores relevantes, as fases de execução, características, condicionantes Identificação e contactos de pelo menos um representante de cada entidade envolvida Justificação dos objectivos para a implementação do BIM, bem como das decisões relacionadas com as utilizações do BIM. Deve incluir uma lista dos objectivos, a análise das utilizações e informações específicas das que foram selecionadas para o projeto de construção Identificação do papel de cada entidade envolvida, bem como das suas responsabilidades relacionadas com as utilizações do BIM (número de pessoas envolvidas por profissão, horas de trabalho estimadas). Esta categoria deve ir sendo preenchida à medida que o projeto de construção avança Documentação e descrição dos mapas de processo criados Documentação e descrição das trocas de informação definidas Descrição de requisitos específicos para o BIM exigidos pelo dono de obra Procedimentos electrónicos e de actividade de colaboração, o que inclui: - A gestão do modelos BIM; - Reuniões; - Métodos de comuninação; - Gestão e transferência de documentos; - Armazenamento do histórico do projeto de construção; - Definição do ambiente de suporte à colaboração (físico, através da internet, etc.); - Entre outros Determinação e documentação da estratégia para controlar a qualidade (definição do padrão de qualidade, procedimentos, relatórios, planeamento das activdades) Definição das necessidades de hardware, plataformas de software (formatos de ficheiros, problemas de interoperabilidade), licenças de software, redes, conteúdo de modelação e informação de referência ("famílias", workspaces, base de dados) Identificação dos métodos para assegurar o rigor e a compreensão dos modelos (acordo quanto à forma com que os modelos são criados, organizados, comunicados e controlados) Elementos do projeto de construção requiridos pelo dono de obra (fase do projeto de construção, data de entrega e outras informações) Estipulação do tipo de contrato e das características do mesmo, dando preferência, se possível, aos que estimulam a colaboração como o IPD (caso o tipo de contrato não esteja ainda estipulado, o impacto no projeto de construção deve ser determinado) 123

136 2. Atribuição de trabalhos de construção (Parede dupla de alvenaria de tijolo) 124

137 3. Atribuição de trabalhos de construção (Janela de alumínio) 125

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