ARTIGO ORIGINAL
BERTOLDO, Pauline Rigon [1], ANTONIAZZI, Juliana Pippi [2], TRINDADE, Bernardete [3]
BERTOLDO, Pauline Rigon. ANTONIAZZI, Juliana Pippi. TRINDADE, Bernardete. Compatibilização de projetos com o auxílio de ferramentas building information modeling–bim: um estudo de caso em uma construtora de Santa Maria – RS. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 07, Ed. 08, Vol. 02, pp. 29-66. Agosto de 2022. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/compatibilizacao-de-projetos
RESUMO
O setor da construção civil está em constante evolução, agregando novas tecnologias a fim de solucionar problemas gerados nos canteiros de obras. Em um empreendimento existem diversos fatores que podem originar retrabalhos ou falhas na execução. Em diversos casos, esses fatores podem ser associados à falta ou a ineficiência de compatibilidade entre os projetos gráficos que compõem uma edificação. Portanto, a questão norteadora desta pesquisa: Qual seria o impacto da falta de compatibilização de projetos em um canteiro de obras? O presente trabalho revisou bibliograficamente conceitos relacionados à compatibilização de projetos tendo como ferramenta auxiliar o sistema Building Information Modeling – BIM, tendo como objetivo demonstrar, por meio de um estudo de caso, a importância da compatibilização de projetos em uma obra. Assim, foi realizada uma pesquisa de campo e a análise dos projetos arquitetônicos e complementares em uma edificação residencial e comercial, apontando as principais incompatibilidades e respectivos retrabalhos constatados. A revisão dos conceitos e o estudo de caso realizados demonstram que a incompatibilidade entre os projetos de uma edificação gera desvantagens, retrabalhos e déficits econômicos às empresas. O uso da metodologia BIM evitaria muitos dos problemas encontrados, proporcionando soluções prévias.
Palavras-chave: Construção civil, Compatibilização de projetos, Retrabalhos, Novas tecnologias, Building Information Modeling.
1. INTRODUÇÃO
A construção civil no Brasil encontra-se em constantes mudanças, uma vez que, está inserida em um contexto de avanço tecnológico, mercado competitivo, além de estar suscetível às oscilações do mercado interno, segundo a Câmara Brasileira da Indústria da Construção (2022). Atualmente a complexidade dos empreendimentos demandam profissionais mais qualificados e diversificados, que possam desenvolver de maneira eficaz os desafios apresentados. O mercado consumidor está cada vez mais exigente e participativo, fazendo com que as empresas se preocupem mais com a entrega do produto final, ou seja, além de economia e qualidade (FROTA et al. 2016).
Com essas mudanças, percebeu-se a necessidade de avaliar os diversos fatores que envolvem um empreendimento, bem como analisar o que poderia ser modificado ou melhorado para atender às novas exigências do mercado. A partir disso, foi possível observar que na comunicação entre os processos envolvidos, existem algumas lacunas, visto que a concepção dos projetos está cada vez mais subdividida entre diferentes profissionais da área. Com isso, surge uma nova tendência, a compatibilização de projetos. O principal objetivo dessa compatibilização é garantir a máxima concordância entre todos os projetos graficamente, para que, ao longo da fase executiva, haja, de fato, total acordo entre eles. Esse recurso tende a minimizar erros, e, portanto, reduzir gastos e manter a obra dentro do prazo e planejamento estipulados. Neste cenário, o conceito BIM (Building Information Modeling) se apresenta como um método gerencial que pode auxiliar todo esse processo, pois, permite que os projetos sejam vistos de forma mais abrangente, tanto pela sua modelagem 3D, como por conseguir reunir informações que normalmente são apresentadas de maneira desmembrada.
Segundo Eastman et al. (2014) as empresas que usam o BIM são beneficiadas, pois, o processo de projeto inclui o conhecimento de construção e, além disso, elas conseguem coordenar todas as etapas do projeto. Desta forma, a qualidade do projeto e da construção são elevadas, pois é possível ter um maior controle e planejamento.
Diante disso, a pesquisa se pautou na questão norteadora: Qual seria o impacto da falta de compatibilização de projetos em um canteiro de obras? Conforme já mencionado, a incompatibilidade entre os diversos projetos existentes em um canteiro de obras desencadeia, dentre outros, retrabalho, atraso no cronograma e custos adicionais. Desta forma, o presente estudo realizou uma revisão bibliográfica sobre as metodologias e softwares existentes para a compatibilização de projetos, visando nortear um estudo de caso em um edifício residencial e comercial com o objetivo de analisar os reflexos da falta de compatibilização de projetos.
2. METODOLOGIA
Inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica abordando os principais conceitos sobre compatibilização de projetos, sendo elaborado um panorama atual acerca do tema.
Um estudo de caso foi realizado a partir do acompanhamento da construção de um prédio residencial e comercial de 15 pavimentos, na cidade de Santa Maria/RS. Os métodos utilizados para verificação das interferências foram a análise dos projetos arquitetônicos e complementares bidimensionais fazendo o uso do software AutoCAD[4], juntamente com a observação da estrutura geral no decorrer da execução. Assim, foram relatados os principais retrabalhos e inconsistências encontrados devido a falta de compatibilização prévia entre os projetos.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 PROJETO
Com o passar do tempo, é notável o crescimento pela procura de novos conhecimentos sobre gestão de projetos por profissionais do setor da construção civil. Isso porque, um dos principais fornecedores de informação para o andamento eficaz das execuções são os projetos, pois é a partir da análise deles que a maior parte das decisões são tomadas dentro e fora do canteiro de obra.
O conceito de projeto proposto neste trabalho se refere às representações gráficas dos variados sistemas que são necessários para a execução de um empreendimento da construção civil. Pode se dizer, que projetos são sequências de atividades com começos e fins, limitadas por tempo, recursos e resultados.
Na literatura existem inúmeras definições do termo projeto, no entanto, a NBR 5674 (ABNT,1999, p.2) define projeto como “a descrição gráfica e escrita das características de um serviço ou obra de engenharia ou de arquitetura, definindo seus atributos técnicos, econômicos, financeiros e legais.”
Callegari (2007) afirma que quando a atividade de projeto é pouco valorizada, os projetos são entregues à obra repletos de erros e de lacunas, levando a grandes perdas de eficiência nas atividades de execução, bem como ao prejuízo de determinadas características do produto que foram idealizadas antes de sua execução. Isso é comprovado pelo grande número de problemas patológicos dos edifícios atribuídos às falhas de projeto (CALLEGARI, 2007).
Portanto, projetos têm a função de transformar as ideias em algo concreto. A partir disso, é possível a geração de elementos gráficos que viabilizam a construção final. A atividade projetual inclui a maior parte das informações que definem um empreendimento e é onde há a organização documental para posteriores fases. Em meio a este processo, as ideias são estudadas, adequadas às soluções técnicas e aperfeiçoadas de acordo com as necessidades do cliente. Além disso, é na etapa da concepção do projeto, que as técnicas de construção e os materiais são definidos.
3.2 COMPATIBILIZAÇÃO
Embora haja um avanço tecnológico no setor da construção civil, ainda é comum a falta de integração entre os projetos. A concepção do projeto de um empreendimento se dá por inúmeras etapas, as quais se completam ao longo do processo. Em linhas gerais, pode-se dizer que após a definição do projeto arquitetônico, o processo mais apropriado é a determinação das forças que virão atuar na estrutura, a partir do cálculo estrutural. Posteriormente, são estabelecidas as diversas instalações: hidráulica, elétrica, de gás, ar-condicionado, entre outros.
Todos esses projetos são, normalmente, dealizados por diferentes agentes. Com isso, a junção de todos os projetos descritos acima, pode originar inúmeras incompatibilidades, que só serão expostas ao longo da execução. A Figura 1 demonstra as principais fontes dos problemas das obras, constatando que, com 45% a fase de concepção e projetos é a que mais origina erros.
Figura 1: As origens dos problemas das obras.
A compatibilização de projetos surge então com o objetivo principal da integração das diversas especialidades. Assim, possui a finalidade de verificar possíveis distorções entre os projetos, antecipando-as e propondo soluções prévias. Dessa maneira, todos os projetos podem ser ajustados adequadamente, sintetizando a execução, prevenindo problemas e diminuindo conflitos e retrabalhos.
É a partir do projeto arquitetônico que o processo de compatibilização começa, na fase de estudos preliminares, onde a possibilidade de mudanças é mais flexível. Resumidamente, a atividade de compatibilizar nada mais é que sobrepor todos os projetos envolvidos antes do início da execução, podendo então analisar e encontrar soluções viáveis às incorreções. A principal finalidade dessa atividade é a redução dos gastos oriundos de incompatibilidades, que provocam desperdícios de materiais e retrabalho da mão de obra.
Para isso, a compatibilização deve acontecer em cada uma das seguintes etapas do projeto: estudos preliminares, anteprojeto, projetos legais e projeto executivo, indo de uma integração geral das soluções até as verificações de interferências geométricas delas (RODRÍGUEZ E HEINECK, 2001 apud MIKALDO JR; SCHEER, 2008, p. 83). Os mesmos autores indicam que a compatibilização fica facilitada na medida em que ela é iniciada a partir dos estudos preliminares.
Além da redução dos gastos já citados, a compatibilização de projetos oferece outros benefícios. Após todos os projetos uniformizados, a formulação do orçamento deverá obter valores muito mais próximos aos reais, isso porque não haverá influência de nenhuma mudança. Outra contribuição da compatibilização, é a garantia de que o projeto definido no escopo pelos projetistas, será entregue de forma fiel ao cliente no final do empreendimento.
3.3 GESTÃO DE PROJETOS
A busca por melhorias e inovações nos setores comerciais atinge também a construção civil. Seja em qualquer setor, o interesse final pretendido é sempre o mesmo: do planejamento até a execução, ter o controle sobre todos os processos envolvidos.
Para Vargas (2009, p. 6):
Gerenciamento de projetos é um conjunto de ferramentas gerenciais que permitem que a empresa desenvolva um conjunto de habilidades, incluindo conhecimento e capacidades individuais, destinados ao controle de eventos não repetitivos, únicos e complexos, dentro de um cenário de tempo, custo e qualidade pré-determinados.
Para Angelides (1999 apud GONÇALVES, 2011), as boas práticas técnicas ou boas práticas de negócios por si só não são suficientes para produzir e entregar bons produtos e serviços com rapidez e baixo custo. Eles devem ser integrados com apoio do gerenciamento de projetos. A integração de boas práticas de negócios e boas práticas técnicas, apoiada pela tecnologia da informação, pode levar a uma melhor gestão do projeto. Para o bom desenvolvimento de um gerenciamento de projetos, a Figura 2 de um profissional capacitado é pertinente e necessária. Para tal, o profissional responsável deve possuir habilidades e competências específicas na área, além de ter controle sobre uma série de variáveis, ter espírito de liderança, facilidade de comunicação afim de conseguir comprometer os membros da equipe, e ter experiência no canteiro de obras, para promover a integração do projeto com a execução, como representa a ilustração abaixo (FIGURA 2).
Figura 2: Coordenador de projeto e suas habilidades.
Tendo em vista o que foi exposto, o gerenciamento de projetos busca uma dinâmica de organização entre os inúmeros processos que são desenvolvidos no decorrer de uma obra. Com isso é possível antecipar inconformidades e obter soluções corretivas prévias. Logo, a compatibilização pode ser associada ao gerenciamento de projetos, visto que ambos têm o objetivo de prevenir quaisquer interferências durante a execução da edificação.
3.4 TECNOLOGIA – BIM
Com o passar dos anos o modo como os projetos são realizados passou por significativas mudanças. Abandonou-se a tradicional representação bidimensional em papel a lápis e migrou-se para desenhos ainda bidimensionais, porém criados a partir de computadores, auxiliados pela tecnologia Computer Aided Design – CAD. A partir disso, a tecnologia de informação tornou- se uma aliada indispensável do setor da construção civil. A criação de softwares revolucionou e ainda revoluciona o modo como os profissionais trabalham. Além disso, os softwares estão em constantes evoluções, as quais permitiram a criação do sistema Building Information Modeling – (Tecnologia de Informação da Construção). O software BIM, além de ser uma forma de visualização do espaço projetado, é também um modelo digital que contém um banco de dados possibilitando a integração das inúmeras informações envolvidas em um empreendimento. Além do mais, permite o aumento da produtividade e a simplificação do processo (CRESPO; RUSCHEL, 2007).
Segundo o National BIM Standards Committee (NBIMS, 2007), o BIM representa digitalmente as características físicas e funcionais de uma edificação. Desta forma, funciona como uma representação digital inteligente dos dados, abrangendo diferentes disciplinas e estabelecendo processos automatizados com trocas de informações, permitindo gerenciamento, gestão, fluxo de trabalho e de procedimentos em equipe.
Como mostra a Figura 3, o BIM pode ser aplicado em toda as fases de vida de um projeto, desde o surgimento da ideia e a sua concepção, passando pelo desenvolvimento e execução da edificação, chegando até a fase de utilização, onde os modelos BIM poderão ser usados pelo usuário para gestão e manutenção do imóvel, por isso é considerada uma ferramenta muito abrangente (CATELANI, 2016, p. 23).
Figura 3: Ciclo de desenvolvimento do BIM.
Na Figura 4, estão descritos alguns dos principais usos das ferramentas BIM ao longo do ciclo de vida de um empreendimento com foco na fase de projeto.
Figura 4: Modelo de Informação na fase de projeto.
Na fase de projeto, o BIM pode promover as seguintes melhorias:
- melhoria na qualidade do design, do projeto e das especificações, através da viabilização de ciclos de análises mais rápidos e mais efetivos;
- maior índice de pré-fabricação, em função da melhor previsão das condições de campo;
- maior nível de inovação, graças à utilização de recursos de “design digital”, nos quais algumas das soluções e dos subsistemas são propostos pelo próprio computador, testando milhares de alternativas baseadas em premissas de desempenho especificadas para um projeto (ADDOR et al., 2013).
Como já mencionado anteriormente, o BIM tem a capacidade de integrar todos os elementos gráficos e suas informações associadas, como as relações geometria-espaço, os esquemas construtivos e os quantitativos de materiais. Esse modelo é chamado de BIM 3D. Cria-se então, uma maquete virtual em três dimensões que permite a visualização compatibilizada de todas as disciplinas utilizadas, onde é possível detectar incoerências entre os projetos.
Com a adição de uma nova dimensão, o BIM 4D possibilita uma melhoria na gestão da construção, permitindo que os intervenientes do projeto possam visualizar e planejar de forma mais segura todas as etapas da construção antes da sua execução e consequentemente, compreender com maior facilidade o cronograma da obra (BARBOSA, 2014). Dessa forma, todas as informações contidas na plataforma BIM são compartilhadas com o planejamento e qualquer mudança no projeto é diretamente notada pelo setor de planejamento.
O setor orçamentário também utiliza as ferramentas BIM através do BIM 5D. Para Mattos (2014) o BIM 5D agrega a dimensão custo ao modelo tridimensional, onde cada elemento contido no projeto passa a ter vinculação de dados de custo. Portanto, cada informação inserida no modelo 3D contribui com dados que serão utilizados na concepção da estimativa de custos da obra, possibilitando aos profissionais estudarem diferentes alternativas de gastos e analisar o desempenho financeiro em qualquer estágio da obra.
Com a finalidade de incorporar ainda mais elementos, o BIM conta também com a modelagem 6D, a qual consiste na aplicação da gestão do ciclo de vida do produto utilizado, ou seja, com o BIM 6D é possível ter controle sobre a garantia dos equipamentos, planos de manutenção, dados de fabricantes e fornecedores, custos de operação e até mesmo relatórios fotográficos (MATTOS, 2014). A Figura 5 representa as dimensões BIM anteriormente descritas.
Figura 5: Dimensões do BIM.
Portanto BIM não é apenas um modelo puramente geométrico da edificação. Além de ser um modelo 3D, é também um conjunto de informações sobre todos os elementos do edifício, que permite ao seu usuário realizar modificações, estudar alternativas, avaliar custos e inúmeras outras possibilidades antes mesmo do edifício começar a ser construído.
3.5 SOFTWARES BIM
Hilgenberg et al. (2012) ressalta que:
Os primeiros softwares BIM lançados no mercado foram o Allplan no início da década de 80 e o ArchiCAD, em 1984. O REVIT, outro software BIM, foi criado já na década de 90, e posteriormente comprado e difundido comercialmente pela Autodesk. E entre outros, há também o software Bentley.
A transformação no modo como se projeta exigiu também uma mudança nos meios utilizados. Os softwares foram evoluindo e se adaptando às necessidades do mercado. Atualmente os profissionais de Arquitetura, Engenharia e Construção-AEC têm à disposição inúmeros softwares que empregam a tecnologia BIM nas mais variadas áreas da engenharia.
A Tabela 1 apresenta uma lista com as disciplinas de projetos associadas a algumas ferramentas BIM utilizadas hoje no mercado.
Tabela 1: Softwares BIM e as diferentes disciplinas de projeto.
3.5.1 INTEROPERABILIDADE E INDUSTRY FOUNDATION CLASSES – IFC
A principal proposta do BIM é que as informações geradas em uma construção sejam unidas em um mesmo modelo virtual. Essa variedade de dados, vindos de diversas fontes, necessita ser compartilhada e trabalhada facilmente, porém muitas vezes se torna crítica pelo fato de que os formatos dos arquivos nem sempre são compatíveis com o software utilizado.
Segundo Eastman et al. (2014), a interoperabilidade retrata a necessidade de intercâmbio entre os dados envolvidos no projeto, onde os múltiplos envolvidos possam contribuir de forma inteira. O mesmo autor ainda ressalta que a interoperabilidade é uma necessidade básica dentro das ferramentas BIM, onde as diversas aplicações já existentes devem interagir de forma mais íntima, em uma mesma interface, a fim de haver menos discordâncias. Catelani (2016) define interoperabilidade como sendo a habilidade de dois sistemas ou softwares diferentes conversarem e trocarem dados um com o outro, com o auxílio do formato aberto IFC – Industry Foundation Classes, que tende a facilitar essa troca. Segundo Khemlani (2004), o IFC foi projetado para tratar todas as informações da construção, desde sua viabilidade e planejamento, por meio do projeto, até a sua finalização e efetiva ocupação. A Figura 6 representa o fluxo de informações IFC dentro de um modelo BIM, em um ciclo onde as etapas não sofrem com a incompatibilidade de formatos.
Figura 6: Fluxograma da interoperabilidade dos modelos BIM.
3.5.2 AUTODESK REVIT
O Autodesk Revit (2017) é o programa que atua em BIM mais popular no mercado atual. Esse software é utilizado por profissionais da AEC que buscam por reduções de riscos, informações mais detalhadas antes dos edifícios serem executados e por projetos feitos com qualidade superior aos demais sistemas de desenvolvimento. De acordo com o portfólio de produtos Autodesk, Revit (2017) é um software desenvolvido para o uso da metodologia BIM, permitindo uma modelagem interdisciplinar de uma edificação.Desta forma, cada alteração gerada em um ponto específico do projeto proporciona uma alteração global, visto que, os modelos são armazenadas em um único banco de dados coordenado.Utiliza componentes paramétricos para as montagens mais elaboradas, como trabalho de marcenaria e equipamentos, e para as peças de construção mais elementares, como paredes e colunas.
Com o aumento do uso das modelagens BIM, o Revit (2017) foi sendo atualizado e começou a ser usado também em outras áreas da engenharia, como estruturas, elétrica, hidráulica e construção. Para uma melhor integração entre essas áreas, foram criados além do Revit Architecture para modelagem 3D, o Revit Structure para estruturas, o Revit MEP para instalações hidráulica e elétrica e o Revit LT, que é uma versão mais simplificada e econômica do Revit Architecture, como mostra a Tabela 2.
Além de todas as características descritas na tabela, o Revit (2017) traz inúmeras outras facilidades. Seus recursos permitem a geração automatizada de plantas, elevações, cortes e maquetes eletrônicas, e ainda a nomeação e numeração automática das pranchas. Além disso, possibilita alterações imediatas conforme mudanças da escala, das alturas de cotas, textos e símbolos. O modo colaborativo do software, onde os projetos são compartilhados entre os membros da equipe, traz agilidade e rapidez aos trabalhos, tornando os prazos, antes apertados, muito mais estáveis.
Tabela 2: Alguns dos recursos da plataforma Revit.
Abaixo, através das Figuras 7 e 8, é possível visualizar o layout do software Revit (2017).
Figura 7: Layout do Revit (2017) com realização de planta baixa e corte de uma escada.
Figura 8: Layout Revit (2017) com representação de instalações hidros sanitárias.
3.5.3 ARCHICAD®
O ArchiCAD® (2019) é um software BIM desenvolvido pela empresa húngara Graphisoft Virtual Biulding Explorer (GVBE). Comercializado na década de 80, foi a primeira ferramenta BIM lançada no mercado, sendo muito difundida na Europa e atualmente ganhando espaço no Brasil. O ArchiCAD (2019) é uma ferramenta BIM de projeto usada por profissionais das áreas de arquitetura e engenharia. Com esse software é possível trabalhar em projetos 2D ou 3D, em plantas baixas, cortes e elevações onde qualquer mudança é interligada entre os desenhos. A Figura 9 representa a interface do software ArchiCAD (2019).
Figura 9: Interface gráfica do utilizador.
Monteiro et al. (2017) acrescenta ainda que o ArchiCAD (2019) proporciona controle sobre o projeto conservando a precisão e a eficiência na documentação. O banco de dados centralizado está diretamente ligado às construções de cada projeto como paredes, andares, portas, janelas e coberturas. Os projetos em geral (cortes, plantas, listas de componentes, tabelas de esquadrias, maquetes eletrônicas, animações e cenas em realidade virtual) são gerados automaticamente. A Figura 10 representa a modelagem de uma casa utilizando o software ArchiCAD (2019).
Figura 10: Modelagem de uma casa utilizando o ArchiCAD (2019).
3.5.4 NAVISWORKS
Também oferecido pela Autodesk, o Navisworks (2017) é uma ferramenta de análise de design 3D usada para complementar pacotes de desenho como o Revit (2017) e o AutoCAD. É uma aplicação baseada em um modelo BIM, que permite a antecipação e a redução de erros, antes mesmo do início da construção. Essa ferramenta é usada para revisão de projetos onde o usuário pode combinar modelos em três dimensões e navegar por eles em tempo real, sendo assim importante na fase pré-construção. O Navisworks (2017) conta com uma série de recursos que podem ser utilizados pelos profissionais AEC, desde a coordenação, simulação até a análise dos dados inseridos nos projetos afim da revisão do projeto como um todo. Além das funcionalidades em coordenação (3D), inclui também funções de planejamento (4D) e avaliação de custos (5D), tornando facilitada a comunicação entre os diversos setores.
Uma das ferramentas usadas na compatibilização dos projetos no software Navisworks (2017) é o Clash Detective. Segundo a Autodesk (2017), o Clash Detective permite a identificação, a inspeção e o reporte de interferências de um modelo de projeto 3D, possibilitando a redução dos erros. Ele funciona a partir de testes realizados entre a geometria 3D tradicional (triângulos) e nuvens de pontos digitalizados a laser. Além disso, o Clash Detective pode ser combinado com outras funcionalidades do Navisworks (2017), como o Object Animation (prevê interferências durante movimentos) e o TimerLiner (verificações de interferências com base no tempo) (Autodesk, 2017).
A seguir, a Figura 11 exemplifica uma estrutura aberta no programa Navisworks (2017), com a atuação da ferramenta Clash Detective, onde as interferências são mostradas em diferentes cores.
Figura 11: Ferramenta Clash Detective do programa Navisworks (2017).
3.5.5 SOLIBRI MODEL CHECKER™
Fornecida pela Solibri, o Solibri Model Checker (2019) é um software que funciona dentro da metodologia BIM, sendo considerado um verificador de modelos que permite ao sistema fazer diversas verificações, incluindo a criação de regras mais detalhadas e filtros personalizados. Dentro dessas verificações, estão incluídas rotas de fuga, acessibilidade, atendimento de normas usadas no Brasil. (GONÇALVES, 2016). Além disso, os dados obtidos das mais variadas disciplinas criadas nas ferramentas BIM são combinados em um único modelo no Solibri (2019). Ele então, tem a capacidade de verificar e comunicar as falhas, onde também são extraídas medições, classificação de componentes dos modelos, os quais podem ser rotulados, mapeados, qualificados e quantificados. (SOLIBRI, 2019). A Figura 12 está representado um modelo da comunicação do software Solibri (2019), enquanto na Figura 13 é possível visualizar a modelagem 3D de um edifício.
Figura 12: Interface do programa Solibri (2019) mostrando interferências de projetos.
Figura 13: Modelagem 3D no software Solibri Model Checker (2019).
4. ESTUDO DE CASO
O estudo de caso foi realizado através do acompanhamento da execução de uma construção de um prédio misto, residencial e comercial, de 15 pavimentos, no período de cinco meses.
O acompanhamento da obra teve como principal função a verificação de possíveis conflitos na execução das atividades, tendo como causa a inexistência ou a deficiência na compatibilização dos projetos. Com isso, tornaram-se notáveis os custos extras gerados, mudanças de projetos, retrabalhos e desperdício de tempo.
Os projetos eram entregues de forma sequencial, por projetistas terceirizados. Os projetos complementares foram desenvolvidos tendo como base o projeto arquitetônico.
A metodologia empregada foi uma pesquisa em campo com coleta de dados e sobreposição de desenhos 2D, a partir dos projetos existentes. Foram comparados projetos arquitetônicos, hidráulicos, elétricos e estruturais. Além disso, a pesquisa teve auxílio do engenheiro e dos encarregados pelos setores, que forneceram informações mais detalhadas dos casos.
4.1 DESCRIÇÃO DA OBRA
A obra está localizada na região central da cidade de Santa Maria, RS. O método estrutural utilizado é concreto armado e alvenaria de vedação com blocos cerâmicos. As fundações são profundas, do tipo tubulões, moldados in loco. Como complemento do projeto arquitetônico foram integrados os seguintes projetos complementares: hidráulico, elétrico, telefonia e lógica, ar-condicionado, proteção e prevenção contra incêndio e de gás. Os projetos foram elaborados por profissionais distintos e a compatibilização, quando feita, foi realizada através da sobreposição das pranchas.
4.2 INCOMPATIBILIZAÇÕES
A partir da análise dos projetos e a pesquisa em obra, foram encontradas algumas inconformidades. Os erros encontrados puderam ser adequados diretamente na obra, gerando pequenas mudanças. Vale ressaltar que não foi realizado neste estudo um controle sobre os gastos, tempo e desperdícios oriundos dos problemas relacionados às incompatibilidades. A seguir, seguem listadas algumas das incompatibilidades encontradas, e as soluções propostas.
4.2.1 CORTINA DE CONTENÇÃO X PROJETO ARQUITETÔNICO
O edifício possui em sua estrutura, três pavimentos abaixo do nível da rua. A partir do estudo geotécnico do terreno e as condições das construções que rodeiam a obra, verificou-se a necessidade de serem executadas contenções nas paredes próximas às divisas. O estudo teve como resultado, o dimensionamento de paredes de contenção.
Os pavimentos de subsolo foram destinados às vagas garagem (FIGURA 14). Essas vagas foram dimensionadas pelo projeto arquitetônico e, posteriormente, analisadas pelo projetista estrutural. Porém, nesse caso, o projeto arquitetônico não levou em consideração a possível necessidade da execução das paredes de contenção, projetando paredes com apenas 15 centímetros de espessura. Como as vagas de garagem já estavam estipuladas, a área da parede de contenção não poderia avançar internamente. Com isso, a solução encontrada foi escavar uma parte do terreno próximo ao prédio vizinho. A partir desse desacordo entre os projetos, perdeu-se uma área de faixa verde, que fazia parte da área permeável do projeto (FIGURA 15).
Figura 14: Planta baixa arquitetônica do subsolo 3.
Figura 15: Detalhe da parede do subsolo 3.
4.2.2 REDE DE DRENAGEM
O empreendimento terá, na sua totalidade, quatro torres, que serão unidas pelo térreo. Esse espaço, que será uma área a céu aberto, compreenderá uma espécie de calçadão, com lojas, projeto paisagístico que inclui bancos, chafarizes, áreas gramadas, plantas de pequeno porte e árvores.
No período em que o estudo foi realizado, parte do térreo já havia sido entregue, juntamente com a primeira torre. Com isso, parte do projeto paisagístico também já havia sido executado (FIGURA 16).
O local onde o projeto paisagístico foi executado fica acima do terceiro pavimento de subsolo, portanto não há drenagem natural, havendo, então, a necessidade de criação de um projeto de drenagem, no trecho onde haveria vegetação. Porém, devido à falta de integração dos projetos, os drenos não foram executados, no entanto, a vegetação foi colocada no lugar especificado em projeto. Com isso, gerou-se um retrabalho, e uma adequação no projeto hidráulico, onde foram incluídos novos elementos. A Figura 17 mostra os drenos que foram inseridos no local.
Figura 16: Planta baixa do pavimento térreo com destaque para a área já executada do paisagismo.
Figura 17: Execução dos drenos.
4.2.3 PROJETO ARQUITETÔNICO X PROJETO ESTRUTURAL
4.2.3.1 REFORÇO ESTRUTURAL
Para dar início aos projetos complementares, é necessário ter em mãos o projeto arquitetônico. Em alguns casos, o projetista estrutural recebe o projeto arquitetônico já aprovado pela prefeitura. Com isso, a realização de mudanças no projeto estrutural fica dependente do proprietário e do arquiteto, os quais dificilmente aceitam alterações.
Neste estudo de caso foram identificadas consequências da falta de interação entre os projetos arquitetônico e estrutural. Nos pavimentos destinados às garagens, os pilares foram dispostos de maneira a atender o maior número de vagas e o melhor fluxo de automóveis, guiados pelo projeto arquitetônico. Com isso, o projeto estrutural manteve o arranjo de pilares proposto pela arquitetura e, como consequência, houve a necessidade de realizar reforços estruturais no primeiro e segundo pavimento comercial, como mostram as Figuras 18 e 19. Custos extras, tempo e mão de obra adicionais são consequências desse tipo de discordância entre projetos.
Figura 18: Reforço estrutural nos pavimentos 1 e 2.
Figura 19: Reforço estrutural nos pavimentos 1 e 2.
4.2.3.2 EVIDENCIAÇÃO DAS VIGAS E DOS PILARES EM RELAÇÃO ÀS PAREDES
O reforço estrutural citado acima, gerado pelo conflito entre os projetos arquitetônico e estrutural, além das consequências já citadas, obteve como resultado projeções dos elementos estruturais muito acentuadas. Como mostram as Figuras 20 e 21, esses reforços resultaram em aspecto esteticamente disforme e muitas vezes desfavorável à organização do cliente final.
Figura 20: Pilar e viga em desconformidade em relação à alvenaria.
Figura 21: Pilar e viga em desconformidade em relação à alvenaria.
Em alguns outros pontos do edifício, também se observou pilares com projeção de 15 centímetros além da alvenaria, como é possível visualizar na Figura 22.
Figura 22: Dormitório com pilar excedendo as dimensões das paredes.
4.2.4 PROJETO ESTRUTURAL X PROJETO HIDROSSANITÁRIO
Entre os projetos estrutural e hidrossanitário houveram algumas discordâncias analisadas em obra. Devido ao não alinhamento entre os projetos, mudanças nos traçados foram feitas ao longo da execução dos elementos hidrossanitários. A Figura 23 mostra que os elementos hidrossanitários foram desviados ao redor do pilar.
Figura 23: Peças hidrossanitárias e estruturais.
No mesmo local da Figura 23, a Figura 24 mostra uma perspectiva diferente do mesmo conflito. Nesse caso, é possível visualizar que a parede precisou ser aberta para a passagem dos canos, ficando expostos do lado externo da edificação.
Figura 24: Peças hidrossanitárias e estruturais
No pavimento térreo, notou-se também alguns conflitos entre a estrutura e as peças hidrossanitárias. Na Figura 25, verificam-se desvios das tubulações pois há elementos estruturais ao longo do trajeto.
Figura 25: Desvio das tubulações do hidrossanitário
4.2.5 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
Os projetos elétricos são desenvolvidos a partir do projeto arquitetônico, porém, apesar disso, muitas vezes ocorrem discordâncias entre os dois. Como exemplo, foi possível observar diversos cortes nas paredes já rebocadas e com gesso, para instalação de novos pontos elétricos, como nas Figuras 26 e 27. Em alguns casos, isso ocorre pois os apartamentos têm a possibilidade de receber modificações definidas pelos clientes, ainda na fase de execução. Isso gera retrabalhos, perdas de materiais e tempo adicional.
Figuras 26 e 27: Retrabalhos em pontos elétricos.
4.2.6 PROJETO DE COMBATE A INCÊNDIO
O projeto de combate a incêndio foi elaborado e entregue com a obra já em fase de execução. O sistema hidráulico preventivo prevê a instalação de hidrantes em prédios residenciais com área superior a 750 m² ou altura superior a 12m (DECRETO Nº 53.280, p. 66). A instalação das tubulações que alimentam os hidrantes, foi feita quando todas as lajes já estavam executadas (FIGURA 28). Com isso, a solução foi abrir furos nas lajes nos corredores de todos os pavimentos para passagem da tubulação, que ficará exposta, ocupando espaço do corredor, sendo visualmente desagradável e dificultará a execução dos acabamentos.
Figura 28: Tubulação metálica do sistema hidráulico preventivo.
4.2.7 INTERFERÊNCIAS GEOMÉTRICAS
Um problema frequentemente encontrado, era a colisão de elementos geométricos dos diferentes projetos complementares, como mostram as Figuras 29 e 30. Por mais que esses conflitos não gerem grandes inconvenientes, fica evidente que não há qualquer tipo de organização entre os componentes, o que pode dificultar o trabalho dos operários.
Figura 29: Interferências geométricas: elementos hidrossanitários, hidráulicos, elétricos e de ar condicionado.
Figura 30: Interferências geométricas: elementos hidráulicos e elétricos.
Através das figuras acima fica perceptível que, mesmo não gerando retrabalhos e interferências diretas, os projetos de forma não compatibilizada resultam em elementos sobrepostos e desorganização executiva, podendo vir a desencadear problemos futuros.
5. CONCLUSÃO
A alta complexidade do setor da construção civil e a crescente busca por soluções que maximizem lucros e reduzam contratempos, demandam profissionais qualificados que demonstrem eficiência ao apresentar resultados. Portanto, nesse cenário, a prática de compatibilizar projetos se torna uma aliada de fundamental importância, podendo antecipar erros e com isso manter planejamento e orçamento dentro dos planos iniciais. Desta forma, a presente pesquisa buscou responder a seguinte questão norteadora: Qual seria o impacto da falta de compatibilização de projetos em um canteiro de obras?
Pode-se constatar ao longo desse estudo a ineficiência e/ou inexistência da compatibilização prévia entre os projetos do empreendimento. Ocorre que, esses projetos são entregues à empresa em prazos diferentes, por projetistas diversos e terceirizados, o que dificulta a compatibilização dos mesmos. Observou-se que a execução da obra se iniciou com seus projetos ainda em fase de elaboração. Além disso, alterações nos projetos eram propostas pelos clientes durante a fase executiva, o que comprometia o gerenciamento das atividades, gerando retrabalhos, principalmente nos componentes elétricos.
Assim, através do estudo de caso realizado neste trabalho pode-se identificar alguns desses impactos decorrentes da incompatibilidade entre os projetos dentro de uma construção. Nota-se que a falta de comunicação entre projetos arquitetônico e estrutural é a problemática mais presente, seguida por incompatibilidades entre projeto estrutural e demais projetos complementares, como por exemplo, conflitos físicos entre vigas, pilares e peças hidráulicas.
A construtora responsável pela obra não realizou o acompanhamento detalhado dos custos, tempo e materiais demandados com os retrabalhos oriundos das interferências entre os projetos. Estes dados certamente impactariam efetivamente no resultado final do empreendimento, levando em consideração o prazo de entrega e o percentual de lucro para a empresa, além de ser de suma importância para exaltar ainda mais o papel da compatibilização de projetos.
A ocorrência de alterações nos projetos e a tomada de decisões afim de resolver incompatibilidades é descrita com normalidade pelos profissionais, que usam da experiência de trabalho como principal meio de resolução dos problemas. No entanto, mesmo que momentaneamente solucionados, esses problemas poderão futuramente culminar em patologias e incômodos aos usuários.
O investimento e desenvolvimento de tecnologias vem crescendo justamente para auxiliar, padronizar os processos e reduzir os contratempos que os profissionais enfrentam diariamente nos canteiros de obra, onde a margem de desperdícios e retrabalhos ainda é muito grande. Desta forma, percebe-se também a necessidade de melhorias no setor de arquitetura, engenharia e construção no que diz respeito à área de compatibilização de projetos. É notável a necessidade de uma maior comunicação entre os projetistas que desenvolvem e os que coordenam os projetos, de forma a integrá-los em um só modelo, com isso, antecipando e evitando as possíveis interferências que seriam identificadas durante a execução.
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APÊNDICE – REFERÊNCIA NOTA DE RODAPÉ
4. Software de CAD (Computer Aided Design) de propriedade da Autodesk.
[1] Graduação em Engenharia Civil. ORCID: 0000-0003-1501-3034.
[2] Doutorado em Engenharia Civil / Construção Civil – UFSM; Mestrado em Engenharia Civil / Construção Civil – UFSM; Graduação em Engenharia Civil – UFSM. ORCID: 0000-0002-7665-9624.
[3] Orientadora. Doutorado em Engenharia de Produção/Mídia e Conhecimento – UFSC; Mestrado em Engenharia de Produção/Pesquisa Operacional – UFSM; Graduação em Engenharia Civil – UFSM. ORCID: 0000-0001-5913-5936.
Enviado: Maio, 2022.
Aprovado: Agosto, 2022.
