Gestão e Metodologia da construção de um edifício Nuno Filipe Ferreira Barbosa Pereira Dissertação para a obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil Fevereiro 2008
RESUMO 1. INTRODUÇÃO A Indústria da Construção Civil, é um sector com uma importância significativa no panorama da economia nacional, suscitando um crescimento na competitividade. Os cumprimentos dos prazos e dos custos previstos, são factores determinantes para o sucesso de uma obra. Contudo, as exigências tem parâmetros cada vez mais elevados, pelo que os construtores, preocupam-se com outros factores como a qualidade, ambiente, segurança e saúde, sendo necessário integrar estes factores com os prazos e custos, sem o aumento destes. Com este intuito, é necessário planear antecipadamente a obra e prever a ocorrência de anomalias nos processos construtivos que diminuem a qualidade e provocam atrasos na obra. O FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), é a metodologia que permite avaliar os possíveis riscos que podem ocorrer nos processos construtivos. Neste trabalho apresenta-se as fases de desenvolvimento do método, campo de aplicação, vantagens e limitações. Esta metodologia permite avaliar qualitativamenteos riscos, possibilitando acções preventivas quando necessário. Por último, apresenta-se um modelo integrado de controlo de prazos e qualidade (Análise de Procedimentos), tendo por base a metodologia FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). Este modelo, integra dois módulos distintos que interagem de forma a funcionarem em conjunto. 2. FMEA Failure Mode and Effects Analysis A metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), surge em 1949 e tem como as primeiras refêrencias bibliográficas, o procedimento militar desenvolvido pelo exército americano para a determinação dos efeitos das falhas de sistemas e equipamentos, e classificação segundo o seu impacte sobre o sucesso da missão[7]. Este método foi amplamente utilizado por diversos sectores da indústria, contudo o mais relevante foi a indústria automóvel, que no final de oitenta, desenvolveu a norma americana QS 9000, onde se define o sistema de qualidade exigido externamente e internamente. As normas ISO 9000 de 2000, referentes à implementação de sistemas de gestão da qualidade, recomendam que as empresas actuem de forma preventiva, sendo o método FMEA uma ferramenta de apoio possível para as empresas[2]. Fases de desenvolvimento do FMEA
As fases de desenvolvimento do FMEA, compreendem o preenchimento de um quadro, no qual se identifica o potencial modo da falha, as suas causas e efeitos e os respectivos métodos de detecção e prevenção. A classificação quantitativa dos riscos consiste no cálculo do RPN Risk Prioraty Number. Este resulta do produto de três índices, a Ocorrência, a Gravidade e a Detecção. Cada um dos índices é classificado consoante parâmetros específicos. Este método apresenta vantagens ao nível do carácter metódico de análise dos potenciais modos de falhas e os seus respectivos efeitos, o que permite uma refexão sobre os métodos de detecção e prevenção da das falhas. Contudo a exaustividade do método, apresena-se como a sua principal limitação, pelo tempo e custos despendidono processo. Em seguida, apresenta-se a título de exemplo, o formato da ficha FMEA. A norma IEC 60812 [4], permite que esta tabela sofra alterações consoante o tipo de processo/projecto que vai ser avaliado. Nome do Processo Função do processo Falha Potencial Medidas Índices de Modo Efeito Causa O G D RPN contolo Acção Recomendada Medidas Aplicadas 3. GESTÃO DE PROJECTOS O planeamento de projectos pode ser considerado em 3 níveis distintos[6]: Estratégico, Táctico e Operacional. O planeamento Estratégico destina-se a definir a estratégia de gestão do projecto e o modo como as atingir. O planeamento Táctico define os objectivos e as tarefasao nível do empreendimento. O planeamento Operacional consiste na realização das tarefas previamente definidas, da melhor forma possível. Na execução de um projecto podem ser consideradas as seguintes fases[3]: Início, Especificação, Concepção, Construção, Implementação, Operação e Revisão. Esta fases compreendem todos os passos relativos à execução de um projecto, desde a definação dos objectivos, orçamentação e condições do projecto até à construção e aprovação do projecto. De modo a realizar um correcto planeamento, o passo inicial é definir as actividades e a as correspondentes relações de sequencialidade, respeitando sempre os conceitos referentes a: Exaustividade, Suficiência e Não Redundância. Estes três conceitos visam, que se abrangam todas as actividades, de modo a não deixar nenhuma de parte, não se definam mais
actividades do que as necessárias para a elaboração do projecto e não se deve repetir nenhuma actividade, de modo a não ter trabalhos repetidos. As relações de sequencialidade, defienm restrições temporais entre duas quaisquer actividades, imposta por uma delas em relaçõa à outra. Consideram-se quatro tipos distintos de relações de precedência,: Relação Fim-Princípio (FP) onde o início da actividade é condicionado pelo final da actividade antecessora; Relação Fim-Fim (FF) onde o final da actividade sucessora é condicionado pelo final da actividade antecessora; Relação Princípio-Princípio (PP) onde o início da actividade sucessora é condicionado pelo início da actividade antecessora; Relação Princípio-Fim (PF) onde o final da actividade sucessora é condicionado pelo início da actividade antecessora. O cálculo da estimativa das durações é uma fase que envolve diversos processos, tais como, a estimação dos rendimentos, determinação das quantidades e o número das equipas de trabalho. A duração de uma actividade pode ser definida como o intervalo de tempo decorrente entre o início e o fim da mesma. A estimação dos rendimentos pode-se realizar de várias formas, tais como, recurso a bases de dados históricos, consulta de especialistas e fichas de rendimentos do LNEC. O rendimento (η) associado a cada tarefa é definido tendo em conta os valores estabelecidos nas Fichas de Rendimentos disponibilizadas pelo LNEC. Nas fichas o valor fornecido representa o inverso do rendimento (Ex: Homem*hora/m 2 ), este aspecto é fundamental para o cálculo da duração da actividade. A determinação das quantidades (Q) correspondentes a cada actividade é realizada com recurso ao Mapa de Quantidades. Este resulta das medições de todos os materiais utilizados nas diversas actividades. A realização do Mapa de Quantidades tem que ser estruturada por capitulos de acordo com os processos construtivos utilizados na obra. Desta forma facilita a sua elaboração e o acompanhamento da obra nas suas diversas fases. No Plano de Trabalhos agenda-se cronologicamente todas as tarefas e estabelece-se as respectivas interligações de forma a estruturar o projecto, tendo em atenção o orçamento disponível e o tempo previsto. Na representação gráfica do planeamento pode-se utilizar duas formas: gráficos em rede e gráficos de barras.o gráfico em rede foi a primeira forma de representar um planeamento de um projecto. Existem dois métodos de cálculo de durações que se complementam o Program Evaluation and Review Technique (PERT), que foi o primeiro a ser desenvolvido e o Critical Path Method (CPM), ou seja, método do caminho critico, que apareceu posteriormente. A representação gráfica do planeamento através de uma rede, é constituído por nodos e setas e tem como base a existência de precedências e sequências
entre cada tarefa. O outro método de representação gráfica do planeamento é o gráfico de barras, sendo neste caso o gráfico de Gantt a mais generalizada. O gráfico de barras é um gráfico cartesiano com abcissas e ordenadas. No eixo horizontal do referencial (abcissas) representa-se o tempo enquanto que no eixo vertical (ordenadas) representa-se as actividades. As obras públicas, devido à sua importância no panorama da construção civil, têm um decreto que as legisla, o decreto-lei 59/99 [5]. Este aborda todos os temas associados à construção, desde a preparação dos elementos para pedido de propostas até à recepção definitiva da obra. No concurso público, o Dono de Obra tem que organizar os elementos necessários para colocar à disposição dos interessados. Os elementos são os seguintes: Anúncio do Concurso, Projecto, Caderno de Encargos e Programa do concurso. O Caderno de Encargos é o elemento onde se define os direitos e deveres que o empreiteiro a que foi adjudicada a obra tem para com o Dono de Obra. Este é divido em três partes, as Cláusulas Gerais, as Cláusulas Especiais e as Especificações Técnicas. 4. MODELO PROPOSTO O modelo proposto, recorre a ferramentas já utilizadas, no que diz respeito à integração do planeamento de uma obra e análise de procedimentos, com o objectivo de evitar a ocorrência de falhas no processo construtivo.a aplicação do modelo ocorre durante a obra, planeamento operacional, sendo a equipa que elaborou as fichas responsável por fornecer a informação das fichas aos chefes das equipas de trabalho e actualização as mesma quando necessário. O modelo proposto tem como base um sistema integrado, composto pelas ferramentas informáticas: o Microsoft Office Project, o Microsoft Office Word e o Microsoft Office Excel. O sistema apresenta como ambiente de trabalho o Project, onde se elabora o planeamento dos trabalhos e cria links para os restantes softwares, tendo acesso às fichas de análise de risco e aos diversos itens do caderno de encargos. O objectivo deste modelo é permitir uma melhor preparação dos trabalhos futuros numa obra, em seguida mostra-se um fluxograma com a sequência dos trabalhos com a integração das fichas FMEA na preparação dos trabalhos.
Figura 4.1 Fluxograma com a sequência dos procedimentos O modelo é composto por dois módulos distintos, um destinado ao planeamento e outro à análise de procedimentos (Fichas FMEA e caderno de encargos). Estes módulos interagem de forma a funcionarem em conjunto, tendo no Project o elemento de ligação. A integração dos dois módulos, do planeamento e da análise de procedimentos, efectua-se em Microsoft Office Project, através de ligações entre a documentação para a análise de procedimentos e os itens do caderno de encargos às respectivas actividades definidas. Neste modelo, a base é elaborada em Microsoft Office Project. Os documentos de análise de procedimentos, associam-se à actividade do projecto através de um hiperlink. É de referir, que este modelo considera dois níveis de documentos associados ás actividades. O caderno de encargos, é um documento mais abrangente e está ligado a uma actividade mais geral, enquanto que as fichas FMEA, são documentos mais individuais e destinam-se a actividades específicas. Estes são introduzidos no planeamento, através de um hiperlink. O modelo proposto de intergração de prazos e qualidade apresanta o seguinte formato:
Nível de WBS Sinalização de Hiperlink e Notes associados às actividades Definição das actividades Duração das actividades Recursos afectos a cada actividade Documento associado à actividade Hiperlink do documento associado à actividade Relacões de Sequencialidade Gráfico de Gantt Figura 4.2 Método de identificação do documento e hiperlink de cada actividade 5. VALIDAÇÃO DO MODELO PROPOSTO O caso estudo é um edifício de habitação, no qual se considera apenas a fase referente à Construção Civil: Alvenarias, Impermeabilizações, Cantarias, Revestimentos, Serralharias, Pinturas, Carpintarias, Elementos de Equipamento Fixo e Móvel e Segurança. O edifício é constituído por sete pisos elevados destinados a habitação, o piso térreo para serviços comuns e comércio e três pisos enterrados destinados a estacionamento e arrecadações. Este edifício corresponde a um lote da Urbanização Quinta da Alvalade que se
localiza na freguesia de Alvalade no distrito de Lisboa, importa referir a qualidade dos materiais utilizados na arquitectura e acabamentos, revelando tratar-se de um edifício com parâmetros de construção elevados. Numa fase inicial, define-se as actividades segundo as especialidades, ou seja, as actividades de nível WBS 1. Estas actividades apenas englobam as tarefas a realizar em cada especialidade, e representam marcos meramente informativos, não afectados por qualquer duração. Tabela 5.1 Definição das actividades segundo a especialidade (Nível 1) 1. ARQUITECTURA 1.A ALVENARIAS 1.B IMPERMEABILIZAÇÕES 1.C CANTARIAS 1.D REVESTIMENTOS 1.E SERRALHARIAS 1.F PINTURAS 1.G CARPINTARIAS 1.H EQUIPAMENTO FIXO E MOVÉL De acordo, com as soluções construtivas adoptadas no projecto, procedeu-se à subdivisão das actividades. Este procedimento foi executado em Microsoft Office Excel, com o auxílio ao Mapa de Quantidades, para melhor subdividir as actividades. Neste projecto considerou-se um total de 59 actividades com um nível de WBS 5. Calculou-se as durações tendo por base as quantidades de trabalho a executar, a dimensão e rendimento da respectiva equipa. A duração total do projecto, foi de 377 dias, depois de revista a dimensão das equipas e de um ajuste nas relações de Sequencialidade. Para a Análise de Procedimentos, realiza-se dois documentos de extrema importância: o caderno de encargos e as fichas FMEA. O caderno de encargos foi elaborada para cada uma das especialidades consideradas anteriormente enquanto que as fichas FMEA se destinam a actividades que têm exigências muito específicas a nível da qualidade dos materiais ou da sua aplicação no processo construtivo ou que influenciam directamente a duração total do projecto, por serem criticas. A integração dos prazos e da análise de procedimentos, foi elaborada em Microsoft Office Project. Este processo interactivo é extremamente simples e pode-se verificar-se ser muito útil
para os intervenientes de uma obra. É de referir que para o sucesso total deste modelo é necessário rigor na aplicação do mesmo e actualizações e adaptações no decorrer da obra. 6. CONCLUSÃO Neste trabalho abordou-se dois vectores muito relevantes na elaboração de uma obra de construção civil, os prazos e a qualidade da construção. Numa primeira fase, este trabalho tem como objectivo realizar uma pesquisa bibliográfica dos estudos existentes, na área do planeamento e do controlo da qualidade dos procedimentos. O estudo apresentado está essencialmente, organizado em duas partes, que abordam os temas alvas de estudo: uma referente à metodologia aplicada na análise dos efeitos de possiveis falha ocorrida durante os processos construtivos, e outra que aborda estudos sobre o planeamento. O modelo é composto por dois módulos (Figura 4.2), a seguir descritos: O módulo do planeamento realizado em Microsoft Office Project, onde se introduz os inputs (identificação das actividades, identificação das relações de sequencialidade e a estimativa da duração das actividades); O módulo da análise de procedimentos Contém as fichas do FMEA executada em Microsoft Office Excel e os itens do Caderno de Encargos em Microsoft Office Word. Este modelo em Microsoft Office Project, integra a análise preventiva das possíveis falhas em Excel e o Caderno de Encargos de cada especialidade considerada na fase de projecto em Word, a ligação de todos estes elementos é realizada através de hiperlink que conduzem ao documento associado a cada actividade. A metodologia aplicada na análise de possíveis falhas foi a FMEA Failure Mode and Effects Analysis que apesar de ser aplicada em vários sectores nem sempre é utilizada na construção civil. No método FMEA, aplicado neste trabalho são considerados, todos os possíveis erros e falhas que podem ocorrer durante o processo construtivo, identificando todas as causas e efeitos, classificando três índices: a Gravidade, a Ocorrência e a Probabilidade de Detecção. O grau de riscos de cada falha, o RPN Risk Prioraty Number, é representado pelo produto destes três índices. O principal contributo deste trabalho é a integração dos módulos de planeamento e análise de riscos. O Microsoft Office Project tem um papel fundamental no modelo, uma vez que funciona como ambiente de trabalho, facilitando a integração dos documentos relativos à
implementação do plano de qualidade no planeamento das actividades. Estas ligações, representam uma grande vantagem no acesso, organização das actividades futuras a realizar. A gestão da construção é uma área muito vasta, pelo que se propõe para o futuro a existência de modelos que integrem os vectores fundamentais na construção (prazo, custos, qualidade, segurança e ambiente) para um melhor controlo de todos os factores de uma obra. BIBLIOGRAFIA [1] Abreu, M. J., Sistema Integrado de prazos, custos e qualidade, IST, Setembro 2007 [2] Brito, Jorge de; Fonseca, M.; Silva, Sónia Costa e, Metodologia FMEA e sua aplicação à construção de edfícios, LNEC, 2006 [3] Brown, Mark, A gestão de projectos com sucesso, Editorial Presença, colecção Gestão Essencial, 1993 [4] CEI - IEC 60812, Analysis techniques for system reliability Procedure for failure mode and effect analysis FMEA, Geneva, 2006 [5] Diário da República I Série A, Decreto-Lei nº 59/99 [6] Henriques, Pedro G., Folhas de apoio à disciplina de Planeamento de Empreendimentos, Mestrado em Construção, IST, 15-18, 2006 [7] McCollin, C., Working around failure, Manufacturing Engineer, 37-40, 1999