A INTEGRAÇÃO ENTRE DECISÕES DE PROJETO E SEUS CUSTOS NO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

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1 A INTEGRAÇÃO ENTRE DECISÕES DE PROJETO E SEUS CUSTOS NO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Flávia Lima (1) ; Ricardo Naveiro (2) ; Francisco Duarte (3) (1) PEP-COPPE-UFRJ, flavialima@pep.ufrj.br (2) PEP-COPPE-UFRJ, ricardo.naveiro@poli.ufrj.br (3) PEP-COPPE-UFRJ, fjcmduarte@gmail.com Resumo Projetar é tomar decisões que equilibrem diversos requisitos - entre eles os requisitos legais, estéticos, sociais, econômicos, funcionais, técnicos, ambientais etc - sempre interrelacionados e muitas vezes concorrentes. Cada decisão de projeto implica em resultados relativos a esses requisitos que são balanceados em um processo constante de retroalimentação. No entanto, para balancear tais resultados é necessário conhecê-los, o que nem sempre é possível no momento oportuno. Especificamente sobre o requisito econômico, cada decisão de projeto implica em um resultado relativo ao custo de construção que, por representar grande parte das despesas dos negócios imobiliários, tem importância vital na viabilidade do negócio. No entanto, apesar desses custos começarem a ser comprometidos desde as primeiras decisões de projeto, eles normalmente só são conhecidos em fases mais adiantadas do processo, deixando o requisito econômico de fora do equilíbrio de requisitos e da avaliação de resultados nas fases iniciais do processo. A pesquisa em desenvolvimento objetiva a construção de um método de estimativa de custo voltado para a fase de estudo preliminar e utiliza a Modelagem da Informação da Construção, do inglês Building Information Modeling (BIM) como ferramenta de apoio. O objetivo desse artigo é apresentar o problema de pesquisa - por meio de uma revisão bibliográfica multidisciplinar envolvendo os temas processo de desenvolvimento de produtos, orçamentação, projeto e modelagem BIM e registrar o resultado da utilização experimental do software Revit Architecture como ferramenta de apoio ao método em desenvolvimento. Palavras-chave: Integração,, Custo, BIM. Abstract Design is making decisions that balance the various requirements including the legal, aesthetic, social, economic, functional, technical, environmental, etc.- always interrelated and often competing. Every design decision involves findings of these requirements, what are balanced in a constant process of feedback. However, to balance these results it is necessary to know them, which is not always possible in a timely manner. Specifically on economic requirements, each design decision implies a result on the cost of construction, what represents a large part of the cost of real estate and is of vital importance in the viability of the business. However, despite these costs begin to be committed from the early design decisions, they are usually only known in later stages of the process, leaving out the economic requirement to the requirements balance and results evaluation in the early stages of the process. The research in developing aims a construction of a cost estimate method facing the preliminary study phase and utilizes Building Information Modeling (BIM) as a support tool. The aim of this paper is to present the research problem - through a multidisciplinary literature review process involving the themes of product development, budgeting, design and 1159

2 BIM modeling - and record the results of experimental use of Revit Architecture software as a support tool to the method in developing. Keywords: Integration, Project, Cost, BIM. 1. INTRODUÇÃO O problema de pesquisa abordado nesse artigo é a dificuldade de se conhecer os custos finais de um projeto em sua fase inicial, devido a ausência de métodos de estimativa de custos adequados para ela. No estudo preliminar, o nível de detalhamento do projeto é baixo implicando em estimativas pelos métodos existentes com graus de erros e incertezas altos (GOLDMAN, 2009). No entanto, nessa etapa já são conhecidas as características geométricas do edifício que influenciam significativamente os seus custos de execução (OLIVEIRA, 1990; LOSSO, 1995; MASCARÓ, 2010; NERIS, A pesquisa em desenvolvimento, cuja vertende de discussão pretendida é a influência das características geométricas de uma edificação em seus custos, objetiva a construção de um método de estimativa de custos baseado nessas características. A metodologia de pesquisa é centrada na construção de um modelo de regressão linear múltipla a partir de uma amostra de projetos de referência, em que as características geométricas são as variáveis independentes e o custo de execução é a variável dependente. A modelagem da informação da construção, do inglês Building Information Modeling (BIM) é ferramenta de apoio em dois momentos: na construção do modelo de regressão (para o levantamento dos quantitativos das variáveis independentes nos projetos da amostra) e na prática do projeto (para o levantamento das variáveis independentes no projeto em desenvolvimento). O conteúdo exposto nesse artigo restringe-se ao problema de pesquisa, por meio de uma revisão bibliográfica multidisciplinar, e à utilização experimental da modelagem BIM como ferramenta de apoio na construção do método em desenvolvimento. 2. O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS (PDP) O processo de desenvolvimento de produtos (PDP) pode ser entendido como um fluxo de informações que vai desde o planejamento estratégico até a descontinuidade do produto, passando pelo desenvolvimento e pela produção. Na fase de desenvolvimento até 85% do custo final é comprometido, sendo significativa a parcela comprometida já nas primeiras decisões (HARTLEY, 1998). No entanto, quando se tomam essas decisões chave para a determinação do custo final do produto tem-se pouco conhecimento sobre ele. Ao longo do desenvolvimento o nível de conhecimento sobre o projeto aumenta mas o grau de liberdade sobre ele diminui na mesma proporção (MIDLER, 1993). Essa diminuição está relacionada com o aumento progressivo do custo de modificação de uma decisão ao longo do desenvolvimento, devido ao crescente grau de retrabalho implicado por ela. Para evitar as mudanças tardias com altos custos associados, Rozenfeld et al (2006) propõe um modelo unificado de PDP dividido em fases agrupadas em três macrofases: pré desenvolvimento, desenvolvimento e pós desenvolvimento. Organizadas em uma sequência linear, essas fases são determinadas pela entrega de um conjunto de resultados que devem permanecer congelados a partir da avaliação de resultados daquela fase, que por sua vez deve ser realizada por meio de um processo formalizado denominado gate. Congelados tais resultados, qualquer mudança só aconteceria única e exclusivamente por meio de um processo de mudança controlado. O congelamento de resultados preconizado por Rozenfeld é constantemente perseguido por muitos projetistas. No entanto, para garanti-lo, e necessário que haja condições para que esses 1160

3 resultados sejam avaliados. A principal condição para tal é o conhecimento a respeito das implicações de uma decisão tomada. O custo de execução representa grande parte das despesas dos negócios imobiliários, tendo importância vital na viabilidade do negócio e, sendo assim, uma das principais implicações sobre a qual o conhecimento é essencial para o congelamento de resultados. 3. ORÇAMENTAÇÃO O custo de um projeto pode ser estimado por meio de diferentes métodos de orçamentação, com precisão proporcional à qualidade da informação disponível e, por sua vez, dependente do grau de detalhamento do projeto. As estimativas de custos e seus graus de erros e incertezas são diretamente proporcionais à qualidade dos projetos e das informações em que estas estimativas são desenvolvidas. (GOLDMAN, 2009) Nas fases iniciais do processo, devido ao baixo grau de detalhamento do projeto, a precisão da orçamentação é baixa. Ao mesmo tempo, conforme visto na seção 2, as decisões tomadas nessas fases já comprometem significativa parcela do custo final. Seria portanto desejável que essas decisões se baseassem em estimativas de custos mais precisas, a princípio inviáveis devido ao baixo grau de detalhamento. Já nas fases avançadas do processo, quando o grau de detalhamento do projeto e a precisão da orçamentação são altas essas decisões já foram tomadas e revê-las pode ser custoso ou até mesmo inviável. Nos deparamos aqui com um paradoxo característico do desenvolvimento de produtos, também tratado na seção 2. O paradoxo entre o nível de conhecimento e o grau de liberdade sobre os projetos ilustrado na figura 1 não é exclusivo do conhecimento relativo a custo mas é muito claro quando relativo a ele. Figura 1 O Grau de liberdade e o nível de conhecimento ao longo do desenvolvimento de um produto Fonte: (Adaptado de Middler, 1995) Quanto aos métodos de orçamentação, os métodos de comparação comparam uma ou mais dimensões características do projeto que se quer orçar com as mesmas dimensões de um ou mais projetos de referência. Já os métodos de quantificação abrangem dois processos: o da quantificação de insumos e o da composição de custos unitários (LIMMER, 2008; ABNT, 2011; ABNT, 2006). Nas fases iniciais do processo, o baixo nível de detalhamento implica em orçamentos pouco precisos, geralmente baseados na área de construção: pelo método de comparação, onde a dimensão característica comparada é a área de construção, considerada diretamente proporcional ao custo de construção ou pelo método de quantificação, onde o item quantificado no projeto é a área de construção e o custo unitário composto é o do metro 1161

4 quadrado de construção. Mascaró (2010), no entanto, nos mostra que diferenças na forma, na altura ou na compartimentação das edificações, representam diferenças significativas nos custos de edifícios de mesma área total de construção. Essas diferenças se devem principalmente às proporções entre área de superfície de piso (área de construção) e as áreas de outras superfícies como cobertura e paredes de vedação, compartimentação ou contenção. Apesar de pouco detalhado, um projeto na fase preliminar já possui essas proporções definidas e seria interessante que os métodos de orçamentação fossem capazes de considerálas nas estimativas de custos, contribuindo assim para a redução do paradoxo observado na figura INTEGRAÇÃO ENTRE PROJETO E ORÇAMENTAÇÃO Integrar decisões de projeto e seus custos não é tão simples quanto colocar em uma mesma sala projetistas e orçamentistas. Em um processo verdadeiramente integrado o projetista não só deve ser capaz de avaliar os resultados relativos a custo de suas decisões no momento em que as toma, como deve utilizar a informação de custo para nortear a sua tomada de decisão. No desenvolvimento de um projeto, os requisitos concorrentes são impostos e negociados pelos diferentes atores envolvidos - como clientes, usuários, órgãos reguladores, sociedade, construtor, gerenciador, consultores, fornecedores, orçamentistas, outros projetistas - em um processo social (BUCCIARELLI, 1988). Nesse processo se cruzam diferentes mundos das especializações técnicas que, possuem seus próprios dialetos, sistemas de símbolos, metáforas e modelos, instrumentos e sensibilidades do ofício, impondo dificuldades ao diálogo de negociação entre eles. Além do diálogo de negociação entre diferentes mundos, o desenvolvimento de um projeto é marcado ainda pelo diálogo com a situação, do projetista com o projeto em uma ação reflexiva que Schön (2000) chamou de reflexão na ação. Todos esses diálogos são suportados por objetos que materializam as informações a serem trocadas. Um objeto que pretenda viabilizar a integração em projeto deve ser capaz de, ao mesmo tempo, conectar os mundos das especializações técnicas envolvidos e permitir a reflexão na ação característica da atividade dos projetistas. Na integração entre as decisões de projeto e seus custos, os objetos que dispomos atualmente não cumprem essa função. 5. A MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO A modelagem BIM traz novidades para a integração entre projeto e orçamento. Definida por Eastman (2008) como uma tecnologia de modelagem e um grupo associado de processos para produção, comunicação e análise do modelo de construção, ela se diferencia dos sistemas CAD tradicionais por duas características: modelagem paramétrica e interoperabilidade. Um modelo interoperável funciona como ponte entre os diferentes mundos das especializações técnicas, cumprindo um dos requisitos para a integração. Já a modelagem paramétrica possibilita a inclusão de dados relativos a custo unitário que, associada a quantificação automática de insumos, permite que a estimativa de custos pelo método de quantificação seja automático. No entanto, conforme analisado anteriormente, nas fases iniciais, quando as decisões são ainda relativas à geometria, esse método não é o mais indicado para auxiliar o projetista em suas decisões. Isso porque ou a composição de custo unitário exige decisões ainda não tomadas, ou não considera os diferentes resultados relativos a custo das diferentes soluções geométricas, como no caso da composição de Custo Unitário 1162

5 Básico (ABNT, 2006). Para atender ao requisito de permitir a reflexão na ação característica da atividade dos projetistas, a modelagem deve ser capaz de dar respostas ao projetistas simultaneamente ao desenvolvimento do projeto. A quantificação automática de insumos associada aos dados relativos aos custos unitários dá essas respostas de forma incompleta até que o projeto esteja todo detalhado, não sendo capaz de auxiliar o projetista na sua tomada de decisão. Por outro lado a quantificação automática das áreas das superfícies de piso, cobertura e parede, associada a análise das proporções entre elas pode contribuir para que o projetista, comparando-as com essas proporções e os custos finais de outros projetos de referência avalie a tendência de custo da solução que propõem, refletindo na ação. O método em desenvolvimento pretende viabilizar essas analises e comparações, utilizando a modelagem BIM como ferramenta de apoio. Uma modelagem parametrizada permite a extração das mais variadas informações. A construção do modelo, no entanto, deve ser orientada ao que se pretende extrair de informação dele que, no caos em tela, são os quantitativos das áreas das diversas superfícies (piso, cobertura e parede), exportando-os para uma planilha eletrônica (para a análise e comparação pretendidas). A utilização experimental do software Revit Architectural foi o método de pesquisa adotado para a orientação da modelagem e baseou-se na construção do modelo de regressão e na simulação da prática do projeto. Tal utilização apontou os caminhos descritos em seguida e que, ao final da pesquisa, estarão reunidos em uma lista de recomendações para a modelagem BIM orientada à utilização do método de estimativa de custos desenvolvido. Para facilitar a exportação dos dado para a planilha eletrônica a utilização da tabela de materiais para a quantificação das superfícies (Multi-Category Material Takeoff) se mostrou a melhor opção. Isso porque, ao utilizar as tabelas de piso, cobertura e parede seriam necessários três comandos de exportação ao invés de apenas um, o que não contribui para o requisito da simultaneidade. Figura 2 Modelagem orientada para o quantitativo da área das diferentes superfícies A utilização da tabela de materiais, por sua vez, implica que o modelo seja construído utilizando-se materiais correspondentes aos tipos de superfície que se quer quantificar e analisar. A aplicação deles na estrutura dos elementos modelados, conforme ilustrado na figura 2, permite a quantificação automática das diferentes superfícies, mantendo a possibilidade da aplicação dos verdadeiros materiais de acabamento no limite do núcleo e permitindo a reflexão na ação relativa aos requisitos econômicos e estéticos 1163

6 concomitantemente. 6. CONCLUSÃO A pesquisa em desenvolvimento objetiva o desenvolvimento de uma método de estimativa de custos baseado nas características geométricas da edificação e voltado para a fase de estudo preliminar. A modelagem BIM, com sua quantificação automática, é uma importante ferramenta de apoio a esse método. Como a construção do modelo deve ser orientada ao que se pretende extrair de informação dele, a extração dos quantitativos das áreas dessas superfícies deve orientar essa construção, privilegiando a simultaneidade e a possibilidade de se avaliar outros requisitos, além do econômico. Tal orientação iniciou-se com uma utilização experimental baseada na prática do projeto. No momento a pesquisa encontra-se na fase de levantamento de dados para a construção do modelo de regressão conforme o quadro 1. Tal levantamento apontará novas recomendações para a modelagem BIM orientada à utilização do método de estimativa de custos desenvolvido, a serem reunidas em uma lista de recomendações no final da pesquisa. Quadro 1 Organização dos dados coletados Dados de saída do modelo BIM e de entrada da planilha eletrônica Dados de saída da planilha eletrônica: Variáveis independentes quantitativas Quadro de levantamento de dados Tipologia Área construída (AC) Área de paredes externas Área de paredes internas Área de paredes de contenção Área de piso molhado Área de projeção da edificação Área vendável Área de paredes externas / AC Área de paredes internas / AC Área de paredes de contenção / AC Área de piso molhado / AC Área de projeção da edificação / AC Área vendável / AC Padrão de acabamento: variável independente qualitativa Custo do m 2 de AC: variável dependente n REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12721: Avaliação de custos unitários de construção para incorporação imobiliária e outras disposições para condomínios edilícios Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR :Avaliação de bens Parte 2: Imóveis urbanos. Rio de Janeiro: ABNT, BUCCIARELLI, L. An ethnographic perspective on engineering design. Design Studies, v.9, n.3, p EASTMAN, C.; TEICHOLZ, P.; SACKS, R.; LISTON, K. BIM Handbook: a Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers, and Contractors. New Jersey: John Wiley & Sons, GOLDMAN, P. Modelagem de estudos de viabilidade técnica, econômica e financeira de empreendimentos residenciais. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Niteroi: Universidade Federal Fluminense, HARTLEY, J.R. Engenharia Simultânea: Um método para reduzir prazos, melhorar a qualidade e reduzir custos. 1. ed. Porto Alegre: Bookman, LIMMER, C. V. Planejamento, orçamento e controle de projetos e obras. Rio de Janeiro: LTC, LOSSO, I. Utilização das características geométricas da edificação na elaboração de estimativas preliminares de custos: estudo de caso em uma empresa de construção. Dissertação (Mestrado em Engenharia 1164

7 Civil). Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, MASCARÓ, J.L. O custo das decisões arquitetônicas. 5. ed. Porto Alegre: Masquatro, MIDLER, C. O automóvel que não existia: Gestão de projectos e transformação da empresa. Lisboa: Monitor, NERIS, L. Relações paramétricas para estimativa de custo de edifícios de alto padrão situados em fortaleza, Ceará. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Fortaleza: Universidade Federal do Ceará, OLIVEIRA, M. Caracterização de prédios habitacionais de Porto Alegre através de variáveis geométricas uma proposta a partir das técnicas de estimativas preliminares de custo. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, ROZENFELD, H; FORCELLINI, F; AMARAL, D. et al. Gestão de desenvolvimento de produtos: Uma Referência para a Melhoria do Processo. São Paulo: Saraiva, SCHÖN, D. Educando o profisional reflexivo. 1. ed. Porto Alegre: Artmed, AGRADECIMENTOS Agradeço às agências de fomento CAPES e FAPERJ pelo financiamento da pesquisa de mestrado da qual esse artigo é resultante. 1165