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Como o BIM aumenta a eficiência e reduz os custos em Rodovias

Como o BIM (modelagem de informações de construção) está sendo cada vez mais adotado como padrão em arquitetura e construção, os engenheiros civis estão agora procurando identificar o papel que podem desempenhar em seu campo.

Engenheiros civis que estão regularmente engajados com arquitetos ou engenheiros estruturais já podem estar familiarizados com o BIM, mas para aqueles que estão envolvidos no projeto de estradas e rodovias, o processo é um mundo totalmente novo, mas que é altamente relevante agora e continuará crescendo em importância.

O BIM ajuda não apenas na construção de ‘edifícios’, mas também na construção de qualquer tipo de infraestrutura. É um processo integrado baseado em informações coordenadas e confiáveis sobre um projeto desde o projeto até a construção e as operações.

O BIM pode ser considerado um processo de pensamento que rege o trabalho através de vários estágios do projeto na forma de informações que permanecem digitais, consistentes e coordenadas. Portanto, os principais benefícios do BIM são que não há duplicação de informações. É um modelo de banco de dados centralizado constantemente atualizado e um fluxo simplificado de informações desde o campo (pesquisa) até o projeto e, finalmente, a construção e manutenção / operações.

BIM e Engenheiros Civis

A implementação de um processo BIM para projeto de rodovias começa com a criação de informações de projeto coordenadas e confiáveis sobre o projeto, resultando em um modelo tridimensional inteligente da rodovia. Os elementos do design estão relacionados uns com os outros dinamicamente, não apenas pontos, superfícies e alinhamentos, mas um rico conjunto de informações e os atributos associados a ele.

Por exemplo, na metade de um projeto de rodovia, o perfil pode precisar de ajustes em uma curva vertical e nas anotações. Ao ajustar o perfil, todos os elementos de design relacionados são atualizados automaticamente, permitindo que o designer veja instantaneamente o impacto.

Desta forma, o BIM facilita a avaliação de muitas outras alternativas de projeto. Como parte do processo de design, engenheiros civis podem alavancar o modelo de informações para realizar simulação e análise para otimizar o projeto quanto à capacidade de construção, sustentabilidade e segurança nas estradas. Finalmente, com um processo BIM, as entregas de design podem ser criadas diretamente a partir do modelo de informações. Entregas incluem não apenas documentação de construção 2D, mas também o modelo em si e toda a rica informação que contém, que pode ser aproveitada para a decolagem de quantidade, sequenciamento de construção, comparações de construção, comparações as-built e até operações e manutenção.

No caso da implantação da obra, os pontos digitais são adicionados no escritório ao modelo de informação e podem ser enviados diretamente para o equipamento da estação total no local. Este equipamento tem a capacidade de, uma vez coordenado para piquetar inúmeros pontos, remover roboticamente a necessidade de gerar pontos de piquetagem a partir de CAD 2D ou desenhos de papel. Esse processo permite uma maneira mais eficiente e precisa de vincular o escritório ao campo e, por meio da verificação do que foi construído, vincula o local ao escritório.

O uso de modelagem, visualização e análise 3D não é novidade para os profissionais de projeto rodoviário, mas com abordagens tradicionais centradas na elaboração, projeto, análise e documentação tornam-se processos desconectados, tornando a avaliação de cenários hipotéticos ineficientes e custos proibitivos.

Ao conectar dinamicamente o projeto, a análise e a documentação em um fluxo de trabalho BIM, a maior parte do esforço em um projeto de projeto rodoviário é transferida para a fase de projeto detalhado quando a capacidade de impactar o desempenho do projeto é alta e o custo de fazer alterações no projeto é baixo. Isso permite que os engenheiros passem mais tempo avaliando cenários hipotéticos para otimizar o projeto e menos tempo gerando documentação de construção.

As máquinas de orientação por computador podem se beneficiar significativamente de um modelo BIM, um modelo baseado em objeto suporta metadados de atributos associados a pacotes de trabalho para tipos específicos de máquinas. As máquinas de pavimentação de alta precisão exigem modelos paramétricos, enquanto as máquinas de terraplenagem podem trabalhar com superfícies, cordas e modelos paramétricos.

Benefícios na construção civil

Os benefícios mais imediatos do BIM no caso do projeto rodoviário são melhores projetos e maior eficiência e produtividade. Como a documentação de projeto e construção é dinamicamente vinculada, o tempo necessário para avaliar mais alternativas, executar alterações de projeto e produzir documentação de construção é reduzido significativamente. Isso é particularmente importante para as agências de transporte, pois pode reduzir o tempo de contratação de funcionários, resultando na conclusão dos projetos mais cedo e dentro de cronogramas mais previsíveis.

Além da eficiência e produtividade, o BIM facilita a otimização de estradas incluindo visualização, simulação e análise como parte do processo de design. Muitos critérios podem ser avaliados para se obter um projeto rodoviário ótimo, por exemplo, em termos de construtibilidade, segurança viária e sustentabilidade.

Construtibilidade

Interpretações incorretas sobre a intenção do projeto feitas no campo por causa de documentação ambígua podem levar a atrasos nos cronogramas, mudanças nos pedidos e RFIs (solicitações de informações) após o início da construção.

Considere um novo projeto típico de construção de rodovias com pontes e troncos orçados por £ 100 milhões. Normalmente, cerca de sete a oito por cento do investimento será destinado ao desenvolvimento de projetos.

Reduzir o gasto em projeto em 35% com um processo mais produtivo economiza £ 2,6 milhões. Mas reduzir a porção de construção em 15% considerando a possibilidade de construção durante o projeto economiza quase 14 milhões de libras. Essas economias não levam em conta o litígio que pode resultar de erros no campo. Projetar para construtibilidade pode ajudar a reduzir esses erros antes que eles se tornem um problema.

Os modelos BIM permitem que a orientação da máquina atinja novos níveis de captura de dados e modelagem de objetos incorporados. O controle da máquina, com um modelo baseado em CAD, melhora a produtividade em um local de trabalho, eliminando a necessidade de métodos tradicionais de implantação. No entanto, o modelo BIM oferece a capacidade de trabalhar com objetos específicos e atualizar em um nível de objeto a especificidade das informações construídas. Isso inclui capturar mais do que apenas pontos; inclui camadas, tipo de material e utilidades subterrâneas, contribuindo para um modelo rico a ser usado no processo.

Um único modelo BIM pode ser atualizado a partir de uma variedade de aplicativos de controle de máquinas simultaneamente e compartilhado entre vários sistemas, minimizando a duplicação de trabalho.

Segurança na estrada

A análise para garantir a parada e a passagem segura de distâncias de visão é um fator-chave para as decisões de projeto. A análise tradicional da distância de visão é baseada em equações matemáticas aplicadas à curvatura vertical no perfil da estrada. Mas essa abordagem não leva em conta fatores como layout horizontal e obstruções visuais. Integrar a visualização interativa e a simulação da distância visual no processo de projeto permite que o engenheiro civil identifique rapidamente se a geometria da estrada atende a parâmetros críticos de segurança relacionados a distâncias de visão, incluindo graus, curvatura e obstruções visuais, como barreiras e folhagens.

Provavelmente, a vantagem mais significativa do BIM em comparação com um processo centralizado no rascunho é a capacidade de estender o uso do modelo de informações além do design, análise e simulação no campo (construção) por meio de soluções como o BIM Field Trip da Leica. Por exemplo, as agências de transporte estão cada vez mais usando o modelo 3D para operar equipamentos de construção com orientação de máquina GPS (Global Positioning System). Os benefícios incluem maior produtividade e precisão, custos de pesquisa reduzidos, custos operacionais de equipamento mais baixos e um dia de trabalho prolongado.

Artigo traduzido (link)

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Integração GIS e BIM transformará o setor de Infraestrutura

Um fato lamentável das profissões de arquitetura e engenharia e da indústria da construção é que, entre todos os estágios do processo – desde o planejamento e o projeto até a construção e as operações – os dados críticos são perdidos.

A realidade é que, quando você move dados entre fases, digamos, do ciclo de vida útil de uma ponte, você acaba levando esses dados para frente e para trás entre sistemas de software que reconhecem apenas seus próprios conjuntos de dados. No minuto em que você traduz esses dados, você reduz sua riqueza e valor. Quando uma parte interessada do projeto precisa de dados de uma fase anterior do processo, planejadores, designers e engenheiros geralmente precisam recriar manualmente essas informações, resultando em retrabalho desnecessário.

A boa notícia é que uma ruptura está se formando no setor de SIG (ciência da informação geográfica) à medida que se move rapidamente em direção à modelagem 3D. Essa evolução reflete a transformação que o setor de design e construção está experimentando ao passar de 2D para 3D BIM (Building Information Modeling) e sinaliza o surgimento da integração de GIS e BIM em um ambiente holístico.

A Aliança BIM / GIS começa

Embora as informações do GIS sejam necessárias para planejar e operar estradas, pontes, aeroportos, redes ferroviárias e outras infraestruturas no contexto de seu entorno, as informações do BIM são fundamentais para o projeto e a construção dessas estruturas.

Coloque os dois juntos e você terá uma camada de contexto geoespacial combinada ao modelo BIM. O que isso significa, por exemplo, é que o GIS pode fornecer informações sobre áreas propensas a inundações e dar aos projetistas informações precisas para influenciar a localização, a orientação e até mesmo os materiais de construção de uma estrutura.

E há a escala: as informações de GIS operam nas escalas de cidade, região e país, enquanto os dados de BIM se aplicam ao projeto e à construção de uma forma ou estrutura específica. Agora, no BIM, você pode projetar uma estrutura física em um nível de objeto – esboçar uma porta, uma janela ou uma parede. Ao adicionar o GIS, você gerencia essa estrutura no contexto de uma paisagem maior e mais inteligente. Um prédio será conectado a uma parcela de terra, serviços públicos e estradas.

Quando você reúne essas duas escalas relativas e move as informações diretamente entre elas, você elimina a redundância de dados. Adicionar melhor contexto geoespacial ao processo BIM significa que o proprietário do projeto obtém melhores designs e economiza dinheiro.

Com todas as informações armazenadas na nuvem, as partes interessadas nos projetos de infraestrutura e construção poderão gerenciar dados em qualquer ambiente em qualquer parte do mundo, mas ainda reutilizar e redirecionar essas informações em outros contextos sem precisar converter continuamente os dados.

Dados de localização BIM + = melhor design e economia de longo prazo

Se os empreiteiros gerais levam o processo de construção para uma fábrica de pré-fabricação ou transformam o canteiro de obras em uma fábrica a céu aberto, há um novo foco em melhorar o cronograma de logística e minimizar o tempo de trabalho e o desperdício. Trazer uma dimensão espacial para este novo processo de construção industrializada aumentará a eficiência de cada projeto que está sendo construído.

A Esri e a Autodesk estão trabalhando na interoperabilidade aprimorada de software para BIM e GIS, que criará um “gêmeo digital” de uma estrutura física para permitir um melhor design no contexto do mundo real, tornando a construção e as operações mais eficientes.

Nesse meio tempo, a síntese das tecnologias já está em andamento. Caso em questão: Engenharia e design globais e a empresa Mott MacDonald está integrando o GIS e o BIM para apoiar a reabilitação do Aqueduto de Catskill, em um projeto em Nova York. O produto de trabalho digital resultante fornece uma maneira progressiva para a informação ser registrada, indexada e facilmente recuperada para suportar a entrega bem-sucedida do projeto.

A ciência do “onde” na avaliação de risco

Maximizar o valor a longo prazo de novas estradas, pontes e instalações significa oferecer melhores projetos para resolver muitos dos problemas de sustentabilidade e resiliência enfrentados pelas cidades hoje. Isso exigirá a otimização do intercâmbio dinâmico de dados entre BIM, CAD (projeto auxiliado por computador) e as informações geoespaciais fornecidas pelo GIS.

Colocar um design digital em um lugar real, dentro da geografia real, elimina grande parte do risco inicial de projetar e construir. Os maiores atrasos em grandes projetos de infraestrutura vêm das fases de planejamento e licenciamento, que envolvem muitas avaliações de impactos sociais, econômicos e ambientais. Engenheiros e planejadores fazem muito dessa avaliação fora do processo de projeto usando dados geoespaciais; é assim que eles olham para mapas de planícies de inundação ou localizam utilitários subterrâneos. Então, por que não projetar usando dados GIS e BIM simultaneamente?

Esta integração GIS e BIM é igualmente útil quando uma estrutura é construída. Em vez de simplificar excessivamente os dados finais fornecidos para o gerenciamento de instalações, o modelo flexível – conectado ao GIS – fornece tudo o que as operações precisam. Os clientes podem reutilizar esses dados por todo o ciclo de vida da estrutura.

Por exemplo, operar uma estrada no mundo real significa gerenciar utilitários, gerenciar a instalação de guardrail, manter a distribuição e supervisionar as equipes de manutenção. Há muita adaptação e renovação. Quando GIS, CAD e BIM estão conectados, você está melhorando a operabilidade e eliminando erros. Essa convergência tecnológica também terá um papel importante na manutenção preditiva.

Fechando o loop de dados

Para criar cidades mais inteligentes, precisamos tomar decisões de planejamento mais inteligentes, e é por isso que conectar o BIM e o GIS é muito importante. Pense no que a integração desses sistemas pode fazer pela evolução de veículos autônomos: os sensores de carros estão constantemente coletando informações em tempo real. No entanto, eles contam com um mapa de máquina altamente preciso para navegação, geometria local e a criação de seu horizonte eletrônico.

O mapa da máquina, que pode ser interpretado por computadores, é melhor descrito como um arquivo de design rodoviário 3D enriquecido com informações geoespaciais do mundo real. À medida que os veículos autônomos de amanhã coletam informações atualizadas de geometria da estrada, como fechamento de faixas ou mudanças devido à construção, eles identificam áreas de alto risco, que podem ser transmitidas aos planejadores projetando e mantendo as estradas futuras. Todo o processo se tornará mais transparente, e o Departamento de Transportes se tornará mais ágil ao consertar as estradas em deterioração.

A conexão de sistemas de sensores em tempo real, dados geográficos e dados de modelagem melhora a percepção de todos, levando a melhores decisões de design de infraestrutura em qualquer escala.

Este artigo apareceu originalmente no Redshift da Autodesk, uma publicação dedicada a designers, engenheiros, construtores e fabricantes inspiradores.