Categoria: Artigos

A transformação digital global da indústria de arquitetura, engenharia e construção (AEC) está ganhando força à medida que os governos impulsionam a adoção de políticas de Modelagem de Informações de Construção ( BIM ). À medida que a conversa começa nos Estados Unidos, as indústrias além da AEC também se beneficiam dos padrões BIM. O valor das políticas governamentais de BIM é mais amplamente reconhecido a cada dia, e novos fóruns para colaboração entre governos e a indústria privada estão surgindo.

O BIM oferece a promessa de colaboração contínua entre as partes interessadas e entre as disciplinas com modelagem 3D inteligente nas fases de projeto, construção e operação de um ativo construído. Projetos baseados em BIM que utilizam soluções em nuvem permitem a comunicação e coordenação entre equipes de projeto, dados e processos extensos e multidisciplinares.

Um projeto baseado em BIM geralmente resulta em uma melhor tomada de decisão e uma redução no tempo de design, tempo de construção e pedidos de alteração para muitos dos projetos de nossos clientes. O resultado são projetos inovadores mais lucrativos, entregues a custos mais baixos em menos tempo.

Custo-benefício do BIM

A Autodesk tem falado sobre os benefícios do BIM por décadas e liderado seu avanço nas indústrias que atendemos. Cada vez mais, a busca por esses benefícios e eficiências práticos colocou os governos no controle da digitalização da indústria de AEC. De acordo com Adam Matthews, chefe do fluxo internacional do Centre for Digital Built Britain, o programa BIM do Reino Unido custou cerca de US $ 5 milhões para ser implementado e resultou em 33% menos construção e custos de vida inteira de ativos construídos e entrega 50% mais rápida.

Matthews sempre fala sobre a motivação para a criação de uma política de BIM no Reino Unido. Ele explica que o governo “começou a analisar como podemos gerar economia”, estabelecendo melhores práticas de aquisição e construção. Matthews observa que a implementação de políticas de BIM não foi um programa apenas em prol da tecnologia. O Reino Unido adotou padrões BIM de nível 2 em 2016, exigindo BIM 3D colaborativo com dados anexados.

Algumas agências do governo dos Estados Unidos exigem o BIM para projetos de capital, mas as políticas e padrões são poucos e justificadamente inconsistentes entre essas agências porque são formuladas independentemente umas das outras. Embora isso apresente um desafio óbvio, a Autodesk pensa que é um ótimo ponto de partida para começar a discussão. Por quê? Simplificando, essas agências se tornaram defensoras e, como o sucesso do Reino Unido, os benefícios são claros.

Políticas BIM dos EUA: Iniciando uma Conversa  

As políticas de BIM dos EUA receberam um impulso em fevereiro, quando aproximadamente 40 líderes empresariais e governamentais se reuniram para discutir a necessidade de um programa coordenado para promover a colaboração e a inovação na indústria da construção.

Convocada pelo Instituto Nacional de Ciências da Construção ( NIBS ), a Mesa Redonda Executiva de Gerenciamento de Informações da Construção incluiu parceiros do Departamento de Estado dos EUA, Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA, Administração de Serviços Gerais dos EUA e Departamento de Transporte dos EUA Federal Highway Administration, junto com parceiros de negócios da Autodesk, Google, Microsoft, Epic Games, ESRI, HDR, Kieran-Timberlake e WSP.

Sandra Benson da Amazon Web Service, Chefe Mundial de Engenharia / Construção e Imóveis participou da mesa redonda e sugere que a adoção será impulsionada por “um programa focado na inovação com a adesão dos jogadores”. Sandra observa que os setores público e privado devem ser “galvanizados e à mesa”, e não há discordância sobre a “proposta de valor de padrões e políticas universais de BIM”. Ela acrescenta que agora é a hora de começarmos a trabalhar juntos para chegar lá.

Os padrões BIM têm implicações além dos players AEC tradicionais. Como a tecnologia permite a convergência de setores e processos, as empresas de mídia e entretenimento também têm um lugar à mesa. A Epic Games, mais conhecida por Fortnite, vê oportunidades para os padrões BIM permitirem a visualização no Unreal Engine, sua ferramenta avançada em tempo real.

Ken Pimentel, da Epic Games, que também participou da mesa redonda, explica: “As ferramentas de amanhã serão construídas com base nos dados de hoje”. Ken reconhece gêmeos digitais, cidades inteligentes e outras formas de inovação “só podem ser implantadas de forma eficiente se os dados BIM subjacentes forem coerentes entre edifícios, cidades e regiões”.

A esperança de Ken é que o envolvimento da Epic Games no programa de BIM dos EUA “resulte em uma perspectiva mais inclusiva quanto às implicações e oportunidades das políticas de BIM, levando a dados mais inteligentes, ferramentas de alta qualidade e padrões mais elevados para todos”.

Adicionar o valor de “tempo” ou “a quarta dimensão” em um modelo 3D fornece agendamentos precisos e precisões de planejamento de materiais e recursos, para rastrear projetos no local visualmente e melhorar o desempenho da construção.

A programação visual ou reforço de uma camada de tempo em modelos 3D BIM oferece aos interessados no projeto a capacidade de identificar fluxos de trabalho paralelos. A construção acelerada requer processos e ferramentas com visão de futuro como 4D BIM transforma fluxos de trabalho de projeto com base no monitoramento de progresso eficiente, mitigação de risco e coordenação aprimorada.

Empreiteiros e proprietários adotam o BIM para obter uma sequência de fases da construção planejada e compará-la com os cronogramas de construção reais. Conforme os projetos avançam por vários marcos, as informações em BIM são detalhadas e refinadas com base nas condições de construção, desenhos de fábrica, etc. Esses recursos podem ser aproveitados para analisar e resolver conflitos de construção no local.

Desafios do projeto enfrentados durante a construção

4D BIM resolve uma série de desafios de projeto para empreiteiros, arquitetos e outras partes interessadas.

Atrasos na programação dos construtores com base na incapacidade de visualizar e resolver os problemas

Excesso de custos produzidos por retrabalho

Acidentes no local levando à perda de horas de trabalho

Logística imprecisa leva a atrasos na aquisição de materiais, resultando em construção de baixa qualidade

Colaboração insatisfatória entre equipes locais, levando a falhas de comunicação

Benefícios do BIM 4D

A adoção do BIM 4D pode ajudar substancialmente os empreiteiros e proprietários a alcançar uma maior precisão de planejamento e conformidade com os orçamentos definidos.

Melhor Planejamento

Com fluxos de trabalho digitalizados, os planejadores de projeto podem definir uma sequência de eventos, com a flexibilidade de melhorar seus planos com base em informações atualizadas. Com um planejamento melhor, empreiteiros e proprietários podem evitar retrabalho caro e desnecessário, remover conflitos de fluxo de trabalho e ter uma confirmação do que está por vir e como colocar os materiais e ferramentas certos no lugar e na hora certa.

Coordenação Interdisciplinar Aprimorada

Conflitos de fluxo de trabalho são desafios comuns enfrentados por empreiteiros. 4D BIM oferece benefícios valiosos em termos de coordenação funcional enquanto reduz a necessidade de realizar incontáveis horas de brainstorming improdutivo. A visualização precisa e direta dos eventos programados deixa claro que todas as disciplinas devem permanecer na mesma página e evita disputas de fluxo de trabalho.

Monitoramento de Projetos Aprimorado

Projetos complexos e de grande escala podem ser desafiadores para monitorar em uma base perpétua. A integração da animação de sequenciamento 4D permite que os interessados visualizem uma sequência passo a passo dos eventos que se desenrolam diante deles. Cada atividade, material e equipamento podem ser programados e registrados de forma simples. Acima de tudo, o monitoramento do projeto se torna mais prudente com 4D BIM, comparando desvios evidentes do plano original.

As simulações 4D BIM realistas permitiram que um cliente do Oriente Médio trabalhando em um projeto de dormitório ganhasse melhor controle do projeto no local. O planejamento aprimorado economizou tempo e custo de construção. TrueCADD apresentou o modelo 4D BIM livre de conflitos coordenado com cronogramas e datas precisas.

Prevenção e Resolução de Conflitos

Um discurso improdutivo nos canteiros de obras é um dos problemas mais comuns enfrentados pelos stakeholders. Um modelo 4D BIM compactado significa um único ponto de verdade colocado em um Common Data Environment (CDE). Esse recurso adiciona clareza e credibilidade ao projeto completo. Os conflitos são evitados e resolvidos rastreando a origem exata do problema e corrigindo-o com prioridade.

Dados e Locais de Construção mais Seguros

O aspecto de segurança de 4D BIM pode ser explicado através da segurança dos dados do projeto e segurança da força de trabalho no local. Os dados são armazenados em um local centralizado e seguro que evita violações de segurança ou perda de dados. Por outro lado, visualizar com precisão um conjunto completo de eventos e detalhes sobre a colocação de materiais, equipamentos e ferramentas ajuda a aumentar a segurança no local.

Compreender as várias fases da integração 4D em modelos 3D

A integração de 4D BIM no desenho 3D ajuda empreiteiros, proprietários e outros interessados a demonstrar uma sequência de eventos ao longo de toda a vida do projeto.

4D BIM em estágio de pré-projeto

Em 15 de agosto de 2020, a Autoridade Heath Dinamarquesa (Sundhedsstyrelsen) emitiu regulamentos que, entre outras coisas, exigiam a aplicação do distanciamento físico, tanto a bordo dos trens quanto nas instalações públicas. Em muitos casos, os regulamentos estabelecem uma meta de 50% da capacidade. Isso foi implementado em trens de longa distância com a implementação de reservas obrigatórias de assentos, que eram oferecidas gratuitamente com um aplicativo para celular.

No entanto, em trens suburbanos e metrôs, não há pessoal de atendimento ao cliente (condutores) a bordo dos trens e, portanto, ninguém disponível para fazer cumprir essas reservas. Os trens suburbanos de Copenhague têm tecnologia de contagem de passageiros e, portanto, a empresa ferroviária nacional, DSB, implementou um aplicativo para celular que pode exibir a porcentagem da ocupação atual de trens individuais em tempo real.

Infelizmente, o metrô de Copenhague opera em um horário contínuo e baseado em frequência, o que torna o rastreamento de trens individuais inviável nessa escala. Além disso, a falta de um cronograma significa que o fluxo de passageiros no metrô de Copenhague é um processo estocástico não planejado. No outono de 2020, os alunos Basthiann Bilde e Morten Andersen optaram por estudar uma pequena parte desse problema, o distanciamento social nas estações.

Com a cooperação da operadora de metrô de Copenhague, Metroselkabet A / S, Basthiann e Morten buscaram responder à pergunta: “Qual é o risco de exposição COVID ao se reunir na estação e embarcar no trem?”

Além disso, a pergunta de acompanhamento da Metroselkabet foi: “As metas de distanciamento social podem ser atendidas dentro dos limites do ambiente construído?” Um grande número de estações de metrô de Copenhague são subterrâneas, e não apenas os espaços físicos são fixos, mas os sistemas de ventilação dos espaços também são limitados. Até este ponto, a Metroselkabet desejava saber especificamente quais ajustes poderiam ser feitos rapidamente, nas limitadas horas de trabalho noturno.

Basthiann e Morten receberam dados de fluxo de passageiros e desenhos da planta baixa da estação direto da Metroselkabet, e eles tinham à disposição o software Bentley Legion para simulação de fluxo de pedestres. Uma análise de três estações características na rede descobre que existem alguns desafios de distanciamento social fundamentais que não podem ser resolvidos sem grandes mudanças na infraestrutura. No entanto, há esperança para outras soluções de mitigação e, no pior dos casos, o acesso ao sistema pode ser restrito, como é feito nos sistemas de metrô chineses.

Comportamento do passageiro e seleção do modelo

Para minimizar a complexidade do modelo, a análise foi limitada aos fluxos de hora de pico e pedestres caracterizados como “passageiros”. Uma questão significativa ao definir os parâmetros do modelo foi: “Com que rapidez nossos pedestres andam?” Esta pode parecer uma questão secundária relevante para a medida de distanciamento social, mas na verdade é central.

Uma relação de processo estabelecida há muito tempo chamada “Lei de Little” afirma que o inventário, os objetos em um espaço, estão diretamente relacionados à taxa de fluxo e velocidade dos objetos. Nesse caso, o número de passageiros na estação está diretamente relacionado ao volume de passageiros que circulam pela estação e sua velocidade.

Quanto mais passageiros houver na estação, menor será o distanciamento social, mas quanto mais rápido eles caminharem, menos ocuparão áreas específicas, melhorando o distanciamento social.

Diversas fontes foram consultadas para estabelecer parâmetros de velocidade de caminhada no modelo. A fonte mais convincente encontrada foi uma da Nova Zelândia, “Observações de campo para determinar a influência do tamanho da população, localização e fatores individuais nas velocidades de caminhada de pedestres” (Finnis e Walton, 2008).

Este estudo coletou 1.071 observações de quatro locais separados durante os dias da semana. Aproximadamente metade das observações foram rotuladas como “passageiros” e tiveram a velocidade de caminhada mais rápida e a menor variância. O intervalo de confiança de 95% de sua velocidade média (metros por minuto), com base na estatística t de um aluno, é o intervalo (93,305, 95,095), que concentra o parâmetro de entrada muito bem. Deve-se observar também que a velocidade média ao longo do conjunto de dados completo foi de 88,08;

Como advertência, os dados de Finnis e Walton oferecem velocidades mais rápidas do que outros estudos, o que pode distorcer os resultados (veja novamente a Lei de Little), retornando densidades de passageiros mais baixas. No entanto, este conjunto de dados publicado é muito mais detalhado do que outras fontes, o que justificou sua seleção no final. As velocidades de caminhada são implementadas no Bentley Legion a partir de uma distribuição Normal com média de 1,6 e sd 0,2.

O metrô de Copenhague hoje tem quatro linhas que são essencialmente dois sistemas separados de duas linhas cada. Os dois sistemas são cosmeticamente semelhantes, mas foram construídos com quase 20 anos de diferença, então eles têm sistemas de controle incompatíveis e não estão de fato conectados. Esta análise diz respeito à rede mais antiga, M1 / M2, que tem 22 estações.

Este sistema começa com uma linha compartilhada em Vanløse, passando pelo centro da cidade, e então se dividindo em Christianshavn, com uma perna indo para o aeroporto e a outra perna correndo paralelamente cerca de 2 quilômetros a oeste em uma nova região de desenvolvimento misto.

Uma classificação de três níveis é escolhida para agrupar as estações: pequena (menos de 7.000 passageiros por dia), média (7-20.000 passageiros por dia) e grande (mais de 20.000 passageiros por dia). Com esta classificação, existem 11 estações pequenas, 9 estações médias e 2 estações grandes. Nove das estações são subterrâneas e todas as estações têm uma plataforma central entre os dois trilhos direcionais.

Três estações representativas foram selecionadas para a análise. A maior, a estação Nørreport, é o centro de trânsito mais movimentado de Copenhague, perdendo apenas para a estação ferroviária central. Ele acomoda mais de 50.000 passageiros por dia apenas para o metrô.

Nørreport também fornece a transferência mais fácil do metrô para as principais linhas ferroviárias suburbanas e de longa distância, e ainda tem várias linhas de ônibus terminais acima do solo. A estação está tão movimentada que é proibido trazer bicicletas para dentro da estação durante os horários de pico.

As estações médias e pequenas são representadas pelas estações Forum e Øresund, respectivamente. Curiosamente, apesar de seu tráfego de passageiros muito menor, a estação Forum segue um modelo físico muito semelhante à estação Nørreport e quase todas as outras estações subterrâneas. A estação de pequena categoria, Øresund, atende uma área predominantemente residencial sem nenhuma transferência significativa para outras linhas de transporte.

Como foi referido no início, o metro de Copenhaga opera sem horário e sem reservas ou limites de deslocação dos passageiros, o que motivou o estudo da eficácia do distanciamento social destas linhas. O serviço opera com uma frequência de partidas quase contínua, com 34 partidas por hora em cada direção em cada uma das linhas M1 e M2. Um dos recursos de venda valiosos do metrô de Copenhague é a disponibilidade quase instantânea do serviço durante a maior parte do dia.

A primeira onda de infecções por COVID, e o resultante fechamento governamental da maioria das atividades não essenciais, alcançou por conta própria o distanciamento social buscado pelas autoridades de saúde dinamarquesas. A Figura 3 rastreia o tráfego de passageiros nas linhas M1 / M2 antes, durante e depois da primeira onda de infecção em 2020.

Três cenários de tráfego são estudados no modelo de distanciamento social: um alto, antes do nível COVID; um primeiro nível de recuperação médio; e um cenário futuro potencial em 75% do nível alto. O nível alto corresponde ao início de fevereiro de 2020, e o nível médio é medido de 26 a 28 de maio de 2020.

Simulação e análise na Bentley Legion

O distanciamento social é modelado por meio da medição da densidade de pessoas em uma planta baixa de estação simulada. Essas plantas baixas foram traçadas a partir de plantas baixas em PDF fornecidas pela Metroselskabet e validadas em relação às dimensões de amostra conhecidas das estações. O modelo de simulação mostra um padrão de chegada aleatória (quantidade) de passageiros que chegam à estação e, em seguida, amostra aleatoriamente sua velocidade de caminhada.

O modelo então simula o trajeto de cada passageiro desde a entrada da estação até o trem e vice-versa. Os dados são coletados em sua posição dinâmica e o pós-processamento produz mapas de calor da densidade de pessoas na estação.

A Bentley Legion implementa um modelo de simulação baseado em agente. Nesse caso, os “agentes” são os passageiros, também conhecidos como entidades em modelos de simulação discreta baseada em eventos. Um modelo baseado em agentes é aquele em que os agentes tomam decisões independentes de acordo com seu bem-estar individual máximo.

Este pode ser um cálculo bastante intensivo de acordo com a frequência com que o modelo é calibrado para revisar suas decisões de agente, já que cada revisão das decisões de um agente, então, potencialmente aciona uma reavaliação das decisões de muitos outros agentes, potencialmente levando a uma revisão exponencial de todos cálculos.

No Bentley Legion, cada passageiro (agente) deve tomar decisões racionais e calcular corretamente seu bem-estar e custos. Os caminhos da origem ao destino são calculados para um objetivo de custo mínimo. Esse objetivo inclui tempo e várias medidas de conforto e conveniência.

A Figura 4 apresenta a interface do usuário para um dos modelos de estação. As simulações foram dimensionadas em 2,5 horas do relógio de simulação, o equivalente a um ciclo completo de pico de viagens. Cada corrida coleta dados em aproximadamente 87 ciclos de chegada e partida de passageiros. O uso frequente é feito no modelo de “modificadores de direção”, para que os passageiros reajam de forma diferente a espaços especialmente restritos, escadas rolantes, etc.

Uma limitação do Bentley Legion nesta análise é que ele não distingue entre distanciamento social face a face e face a voltar. Em geral, acredita-se que o fluxo face a costas, ou fluxo unilateral, seja menos infeccioso.

Simulação e análise na Bentley Legion

O distanciamento social é modelado por meio da medição da densidade de pessoas em uma planta baixa de estação simulada. Essas plantas baixas foram traçadas a partir de plantas baixas em PDF fornecidas pela Metroselskabet e validadas em relação às dimensões de amostra conhecidas das estações. O modelo de simulação mostra um padrão de chegada aleatória (quantidade) de passageiros que chegam à estação e, em seguida, amostra aleatoriamente sua velocidade de caminhada.

O modelo então simula o trajeto de cada passageiro desde a entrada da estação até o trem e vice-versa. Os dados são coletados em sua posição dinâmica e o pós-processamento produz mapas de calor da densidade de pessoas na estação.

A Bentley Legion implementa um modelo de simulação baseado em agente. Nesse caso, os “agentes” são os passageiros, também conhecidos como entidades em modelos de simulação discreta baseada em eventos. Um modelo baseado em agentes é aquele em que os agentes tomam decisões independentes de acordo com seu bem-estar individual máximo.

Este pode ser um cálculo bastante intensivo de acordo com a frequência com que o modelo é calibrado para revisar suas decisões de agente, já que cada revisão das decisões de um agente, então, potencialmente aciona uma reavaliação das decisões de muitos outros agentes, potencialmente levando a uma revisão exponencial de todos cálculos.

No Bentley Legion, cada passageiro (agente) deve tomar decisões racionais e calcular corretamente seu bem-estar e custos. Os caminhos da origem ao destino são calculados para um objetivo de custo mínimo. Esse objetivo inclui tempo e várias medidas de conforto e conveniência.

A Figura 4 apresenta a interface do usuário para um dos modelos de estação. As simulações foram dimensionadas em 2,5 horas do relógio de simulação, o equivalente a um ciclo completo de pico de viagens. Cada corrida coleta dados em aproximadamente 87 ciclos de chegada e partida de passageiros. O uso frequente é feito no modelo de “modificadores de direção”, para que os passageiros reajam de forma diferente a espaços especialmente restritos, escadas rolantes, etc.

Uma limitação do Bentley Legion nesta análise é que ele não distingue entre distanciamento social face a face e face a voltar. Em geral, acredita-se que o fluxo face a costas, ou fluxo unilateral, seja menos infeccioso.

Após uma análise minuciosa, o maior número de violações foi encontrado, não surpreendentemente, na estação de Nørreport. As outras estações geralmente tiveram um nível muito baixo de violações. Um problema particular com o Nørreport é que o fluxo de pedestres de e para as ferrovias suburbanas deve passar longitudinalmente ao longo da plataforma até uma extremidade e, em seguida, subir uma escada rolante estreita e através de uma passagem restrita. Infelizmente, esses são limites físicos rígidos que não podem ser ajustados por pequenas melhorias.

Conclusão

É um aviso para planos de transporte futuros considerar o fluxo de tráfego potencial ao planejar e dimensionar áreas de estação. Um assunto potencial para pesquisas futuras é redirecionar os passageiros, instruindo-os a fazer diferentes rotas de transporte, longe da estação Nørreport.

Isso é potencialmente viável porque a maioria dos usuários de transporte público em Copenhague depende de um aplicativo de planejamento de viagem por telefone móvel público, o Rejseplanen, mostrado na Figura 6.

Em tempos recentes, grandes construções históricas deixaram de existir, seja para dar espaço a novas edificações ou por alguma catástrofe, natural ou acidental, como a Cadetral de Notre Dame e o Museu Nacional no Rio de Janeiro.

Felizmente a Engenharia Digital e seus inúmeros recursos, como softwares e hardwares chegaram para preservar a história, mesmo que de forma virtual.

Nesse artigo vamos abordar algumas construções históricas para a humanidade que estão preservadas para toda a eternidade com o advento da informática e recursos de grandes corporações, como a Autodesk.

Ressuscitando Notre-Dame de Paris 

Há dois anos, em 2019, muitas pessoas em todo o mundo testemunharam o incêndio que destruiu o telhado da catedral de Notre-Dame de Paris, de 900 anos.

Hoje, a Autodesk está apoiando o esforço para elevar as torres da catedral de Notre Dame mais uma vez ao seu devido lugar no horizonte parisiense.

No início deste ano, a Autodesk tornou-se um patrocinador oficial da Notre Dame e, ao fazê-lo, oferece soluções de design e construção, incluindo especialização em Modelagem de Informações de Construção ( BIM ), um processo de modelagem geométrica 3D e dados inteligentes e conhecimento técnico.

Além disso, em junho de 2019, a Autodesk encomendou um modelo BIM pré-incêndio para criar uma renderização 3D inteligente da catedral. Isso oferece aos interessados na reconstrução a visão e as ferramentas para tomar decisões de design e reconstrução mais informadas ao longo do processo. O modelo 3D da Autodesk de Notre Dame agora serve como base para o redesenho e reconstrução da Catedral.

Cidades Antigas a Navios Afundados 

A Autodesk foi co-líder na preservação digital de  Volterra , uma cidade medieval de 3.000 anos na Itália. Um dos mais antiga continuamente viviam em cidades, de Volterra aproximadamente 7.000 habitantes residem entre os artefatos que datam como o 4 mundo th Century BC.