A metodologia BIM (Building Information Modeling) tem vindo a afirmar-se como uma ferramenta indispensável.
Este artigo explora a forma como o BIM está a revolucionar a conceção de salas limpas, permitindo uma gestão mais colaborativa, precisa e sustentável de projetos complexos. Centra-se num exemplo concreto da aplicação de ferramentas BIM por uma equipa de desenvolvimento específica, sem pretender abranger todas as funcionalidades disponíveis. Apresenta, assim, uma abordagem e um processo destinados a melhorar a precisão, a fiabilidade e a agilidade na conceção de projetos de salas limpas através de software BIM como Revit, Stabicad e Dynamo.
As possibilidades oferecidas por estas ferramentas são vastas, sendo possíveis outras abordagens e processos de trabalho, eventualmente ainda mais eficazes.
Na conceção e construção de salas limpas (ou ZAC, Zona de Atividade Controlada), a precisão e a eficiência são essenciais para assegurar, garantir e controlar a qualidade do ar, cumprindo simultaneamente os requisitos regulamentares. Perante estes desafios, a metodologia BIM afirma-se como uma ferramenta de transformação no setor, facilitando a otimização dos processos e garantindo um controlo integral, fundamental para o sucesso dos projetos.
As ferramentas BIM disponibilizam uma plataforma de conceção e permitem criar um «Gémeo Digital» que abrange todas as fases, desde a proposta inicial e a conceção detalhada até ao acompanhamento da construção e à manutenção da instalação, ao longo de todo o ciclo de vida do projeto.
Este «Gémeo Digital» é uma réplica virtual que permite simular e coordenar as diferentes disciplinas antes, durante e após a construção, reduzindo riscos e custos e garantindo, simultaneamente, o cumprimento da regulamentação em vigor e das GEP (Good Engineering Practices).
1. Fase de proposta técnica e conceção básica
Para qualquer novo projeto, o processo começa com a fase de conceptualização (Front End) e/ou de conceção básica (APS ou basic design).
Trata-se de uma etapa crucial na elaboração das propostas técnicas e comerciais, uma vez que, durante esta fase, é importante que a equipa BIM consiga gerar rapidamente conceitos e testar diferentes cenários de dimensionamento para o «MEP» (MEP: Mechanical, Electrical & Plumbing).
O software de conceção habitualmente utilizado, Revit, constitui a base, mas não é a única ferramenta. Com o apoio do Stabicad, é possível criar rapidamente conceções MEP iniciais, permitindo aos projetistas esboçar e visualizar de forma ágil o traçado base dos sistemas.
Para este efeito, destacam-se neste software duas ferramentas particularmente úteis: «Solve Node», bem como as funcionalidades de cálculo e dimensionamento.
[Img 1 Conceção das condutas. “Vista geral de uma rede de condutas”]
Cálculos e dimensionamento das instalações: fase de proposta
A equipa de projetistas e engenheiros segue a filosofia BIM, colaborando para alcançar os melhores resultados.
Revit proporciona uma base sólida.
Stabicad facilita a modelação e o cálculo em 3D.
Dynamo automatiza processos complexos.
Estes programas apoiam a tomada de decisões no cálculo e dimensionamento das instalações.
O Stabicad permite, desde a fase inicial de conceção, modelar os elementos necessários para determinar as dimensões das colunas de retorno e das condutas principais, de modo a realizar uma estimativa aproximada dos materiais e das instalações. Permite posicionar um único elemento capaz de representar uma secção de conduta, um volume, um piso ou até mesmo um edifício inteiro.
Desta forma, é possível determinar rapidamente as necessidades de espaço para a rede de condutas e coordená-las com a arquitetura da ZAC e com os restantes sistemas, garantindo a reserva dos espaços necessários. Além disso, em caso de alterações posteriores, é possível efetuar rapidamente os ajustes necessários sem ter de reformular numerosos elementos de detalhe.
A visualização num ambiente único, associado a um modelo 3D, permite compreender claramente a utilização dos volumes e dos espaços e preparar diferentes apresentações gráficas, proporcionando aos clientes uma melhor compreensão e representação do projeto proposto.
Isto significa também que é possível desenvolver uma conceção MEP inicial que estabeleça as bases para uma execução otimizada do projeto, identifique potenciais desafios futuros, planeie o processo de coordenação e gere uma estimativa preliminar do sistema proposto em termos de dimensionamento, desempenho e custo.
«Solve Node»
As funções «Solve Node» e «Solve Node with options» do software Stabicad da Trimble são ferramentas de elevado desempenho. Utilizadas desde as primeiras fases e ao longo de todo o processo de conceção, estas ferramentas de resolução de conflitos (ou nós) facilitam e automatizam a correção de interfaces e de ligações complexas nos sistemas MEP.
O comando «Solve Node» permite ligar e otimizar de forma eficiente as redes de condutas, tubagens e instalações elétricas. Nos projetos, esta função liga automaticamente as condutas aos elementos terminais, as condutas entre si e as condutas aos equipamentos, reduzindo significativamente o tempo necessário para a conceção manual de um traçado de condutas sem interferências.
[Img 2 Função «Solve Node». “Exemplo de utilização para uma ligação de condutas”]
A função «Solve Node» ajusta os terminais de ar, sempre que necessário, e adapta, através de diferentes rotações, os elementos de ligação das condutas de acordo com os parâmetros de conceção. As condutas flexíveis e rígidas são posicionadas automaticamente com os comprimentos adequados. Elementos como os VCD (Volume Control Damper) e os conectores de ligação são adicionados automaticamente.
Ao garantir que todas as ligações são precisas e estão em conformidade com as especificações dos fabricantes, esta função permite uniformizar o trabalho das equipas de conceção e engenharia. A sua facilidade de utilização reduz os erros e as redundâncias, tornando o processo de conceção mais eficiente.
Embora o comando automático «Solve Node» seja uma excelente opção para utilização geral, o comando «Solve Node with options» do Stabicad oferece ainda maior flexibilidade e controlo, proporcionando soluções mais precisas e adaptáveis aos requisitos específicos de cada projeto.
[Img 3 Opções «Solve Node». “A função «Solve Node» oferece várias possibilidades”]
A função «Solve Node with options» é particularmente útil para gerir restrições de conceção complexas no Revit, sugerindo automaticamente várias opções de ligação para redes de condutas e tubagens. Permite selecionar a melhor opção em função dos ângulos e dos tipos de acessórios necessários, facilitando assim a resolução dos desafios de conceção, mantendo simultaneamente um equilíbrio entre controlo, automatização e personalização.
Este comando pode ser aplicado à resolução de conflitos ou a secções específicas, permitindo gerir eficazmente projetos complexos, concentrando a atenção nas áreas que requerem uma análise mais detalhada sem afetar a totalidade dos sistemas.
[Img 4 Solução através de «Solve Node».
“Stabicad gera automaticamente as peças de ligação necessárias em função da opção selecionada pelo projetista.”]
Procedimento de extração e transformação de dados útil para as propostas
O Dynamo permite automatizar processos através de programação visual, otimizando assim as tarefas de forma automática. Vejamos o exemplo de um dos processos desenvolvidos e automatizados para a extração de dados das condutas dos sistemas HVAC modelados no Revit.
Este processo é implementado através de uma rotina Dynamo, integrada numa folha de cálculo dinâmica em Excel, facilitando a integração e a conversão dos dados extraídos em medições precisas e em conformidade com as GEP. As regras e/ou normas aplicadas garantem que as medições refletem com precisão o projeto, tendo em conta, entre outros aspetos, os cortes e desperdícios de materiais que o Revit não consegue prever.
Este método está alinhado com as práticas do fornecedor habitual de materiais, garantindo uma fase de proposta técnica mais precisa e adaptada às condições reais de fornecimento e utilização. A imagem abaixo mostra o funcionamento do processo com uma peça paramétrica. Neste caso, o Revit não consegue calcular a área total; no entanto, a rotina desenvolvida permite exportar os dados para a folha de cálculo.
[Img 5 Rotina Dynamo. “Exemplo de rotina de extração de dados desenvolvida.”]
2. Fase de conceção detalhada
Uma vez aceite a proposta pelo cliente, o projeto passa para uma nova fase de desenvolvimento. O projeto base aprovado é reutilizado tanto quanto possível e otimizado para gerar uma conceção detalhada de toda a instalação.
Nesta fase, são tidas em consideração todas as partes envolvidas, desde os fornecedores, a compatibilização e a coordenação com as restantes disciplinas envolvidas na conceção, até à manutenção e às soluções especiais de montagem. Desta forma, garante-se que cada aspeto da conceção respeita as GEP e o ciclo de vida da ZAC.
A equipa de engenharia trabalha ao nível do detalhe, ajustando e aperfeiçoando cada componente do sistema para desenvolver uma solução personalizada, capaz de responder às necessidades específicas de cada processo de produção na ZAC, cumprindo simultaneamente os requisitos regulamentares.
Nesta etapa, a precisão, a eficiência e as ferramentas de modelação são essenciais para a equipa de engenharia. O Stabicad revela-se eficaz na realização de cálculos precisos e fiáveis, no dimensionamento automatizado dos sistemas e na documentação. Isto permite garantir que as soluções de conceção detalhada MEP sejam precisas, eficientes e sem problemas de compatibilização.
Duas outras funções essenciais do software Stabicad destacam-se nesta fase: os «Cálculos» e o «Dimensionamento» do sistema MEP no Revit, garantindo que os sistemas MEP são corretamente dimensionados e funcionam de forma otimizada.
Graças à flexibilidade do software, é possível adaptar facilmente a conceção e as dimensões das condutas. É também possível visualizar o impacto das decisões críticas, verificando simultaneamente e de forma automática o esquema através dos cálculos relevantes.
Nesta etapa, o «conteúdo» disponibilizado pelo Stabicad constitui outro aspeto fundamental. O software dispõe de uma biblioteca de componentes (ou conteúdos) dimensionados. Esta biblioteca inclui igualmente componentes e dados técnicos provenientes dos catálogos dos fabricantes. As posições dos conectores, as dimensões totais e as informações relativas a todos os parâmetros dos componentes estão, assim, em conformidade com as especificações do fabricante. Isto garante que o modelo pode ser efetivamente transposto para a realidade.
Em combinação com a funcionalidade «Solve Node» descrita anteriormente, é possível inserir rapidamente o componente adequado ao projeto e ligar o sistema utilizando acessórios e equipamentos disponíveis no mercado.
[Img 6 Conteúdo MEP.
“Plataforma Stabicad com famílias de componentes, geradas pelos fornecedores e disponíveis para cálculos otimizados.”]
Os cálculos são importantes para determinar corretamente o desempenho e o dimensionamento dos elementos do sistema HVAC. Para as redes de condutas e tubagens, o Stabicad permite calcular automaticamente os caudais, a velocidade e as perdas de carga. Isto ajuda a dimensionar as instalações de modo a garantir um funcionamento eficiente do sistema e a evitar um consumo excessivo de energia.
Permite igualmente definir características específicas de conceção, tais como:
• O dimensionamento,
• A forma, o comprimento, a largura e o diâmetro ideal,
• As velocidades máxima e mínima dos fluidos,
• As perdas de carga máximas por metro.
Em seguida, o cálculo determina automaticamente a menor dimensão disponível que cumpre todos os critérios e aplica-a diretamente no modelo 3D.
[Img 7 Cálculo de condutas. “Exemplo de resultado do cálculo de condutas realizado pelo Stabicad.”]
O software é compatível com várias normas de diferentes países europeus, o que o torna ideal para utilização em projetos internacionais. No que diz respeito às normas britânicas, os cálculos contam inclusivamente com certificação CIBSE, proporcionando uma garantia adicional de precisão e fiabilidade.
Por fim, uma das principais vantagens deste programa reside na sua capacidade de atualizar automaticamente os cálculos e as dimensões à medida que são introduzidas alterações na conceção. Esta funcionalidade dinâmica garante que a conceção se mantém precisa e atualizada, mesmo quando são efetuadas modificações.
Para os projetistas da equipa, o Stabicad representa flexibilidade, controlo e a capacidade de criar soluções MEP detalhadas e precisas, prontas para execução em obra.
A utilização de software 3D permite visualizar todos os elementos num único modelo, analisar as interfaces complexas entre os diferentes elementos MEP e compreender o impacto das decisões de conceção. Permite também melhorar a colaboração e a comunicação com os clientes, apresentando-lhes em 3D a solução MEP proposta, algo que era mais difícil com os anteriores desenhos em 2D.
Outra ferramenta que pode ser muito útil durante esta fase é o Dalux. Este programa permite envolver todos os intervenientes no projeto desde o início, tanto a nível interno, gestores de projeto, responsáveis de obra e projetistas, como externo, cliente, fornecedores e outras disciplinas envolvidas.
[Img 8 Diagrama de comunicação empresa / cliente.
“Fluxo de informação interno e externo com o Dalux.”]
A plataforma Dalux permite centralizar toda a informação técnica, o modelo BIM e a documentação gráfica num único local. Permite igualmente unificar os canais de comunicação internos e externos (e-mails, reuniões, etc.). Desta forma, os fluxos de trabalho tornam-se mais eficientes. O cliente pode, assim, concentrar-se na verificação da solução proposta, garantindo que esta responde às suas necessidades e requisitos.
[Img 9 Diagrama da fase de aprovação interna.
“Exemplo de canal de comunicação interna para a aprovação das versões.”]
Na comunicação interna, o Dalux permite à equipa definir prioridades, delegar tarefas e agilizar a respetiva revisão com maior facilidade. Graças aos códigos de cores, é possível identificar rapidamente o estado de cada tarefa.
[Img 10 Tarefas. “Vista das tarefas num projeto: as cores estão associadas aos estados.”]
A utilização de uma variedade de ferramentas BIM complementares, como Revit, Stabicad, Dalux, Dynamo, entre outras, durante a fase de conceção, gera sinergias que contribuem para otimizar a eficiência e a qualidade dos projetos.
3. Fase de construção
A fase de construção é aquela em que se continua a tirar partido da sinergia entre as ferramentas BIM habitualmente utilizadas, como Revit, Stabicad e Dalux.
Durante esta etapa, a atualização contínua do «Gémeo Digital» torna-se essencial. Cada ajuste e cada alteração aproximam o projeto da sua concretização final, garantindo que todos os detalhes permanecem sob controlo.
Com o Dalux, as equipas de montagem em obra podem aceder à documentação do projeto diretamente a partir do local. Através da aplicação móvel, as equipas de colocação em serviço podem visualizar e digitalizar os procedimentos de arranque, inspeção e controlo, bem como considerar os processos de C&Q (Commissioning & Qualification). A disponibilização de informação acessível a todos os especialistas favorece uma comunicação fluida entre as diferentes equipas que trabalham em obra e nos escritórios.
[Img 11 Interface do Dalux num projeto. “Ecrã de navegação no Dalux.”]
O Dalux contém o modelo digital e todos os dados do projeto. Disponibiliza às equipas as ferramentas específicas para as respetivas funções: trabalho colaborativo em tempo real e baseado em BIM, que funciona mesmo sem ligação à Internet.
[Img 12 Exemplo de vista. “Combinação do modelo 3D e de informação 2D no Dalux.”]
A implementação desta plataforma colaborativa (Responsável de Obra, Gestor de Projeto, Equipa de Conceção, etc.) assegura um desenvolvimento fluido do projeto e permite transformar com sucesso «uma visão» em realidade.
4. Fase de operação
Por fim, durante a vida útil da instalação, recomenda-se manter o «Gémeo Digital» atualizado e utilizá-lo como referência para o controlo e a manutenção das ZAC.
Sempre que o cliente o solicite, são implementadas soluções utilizando o mesmo software referido na fase de construção, incluindo o Dalux.
Este programa facilita, nomeadamente, a gestão e o acompanhamento das operações de manutenção, permitindo uma supervisão eficaz e precisa de todas as atividades. Por exemplo, através da colocação de códigos QR nos equipamentos, é possível aceder rapidamente às informações provenientes das fases anteriores de conceção.
Nesta plataforma, para além de toda a informação adicionada ao modelo durante as fases anteriores, é possível incluir e registar dados provenientes do sistema de controlo da ZAC. Desta forma, os operadores de manutenção podem receber uma notificação diretamente no telemóvel.
Isto permite otimizar as suas tarefas, identificar os diferentes elementos e, assim, gerir mais facilmente os stocks de peças de substituição.
Esta abordagem garante que a ZAC se mantém em condições operacionais ideais, respondendo à necessidade de garantir a qualidade do ar e, consequentemente, dos processos de produção.
[Img 13 Operador de manutenção. “A partir do Dalux, temos acesso aos dados do modelo digital necessários para a manutenção e a operação do projeto.”]
Conclusão
A implementação de ferramentas BIM em cada fase do ciclo de vida de um projeto de ZAC não só facilita a conceção e a construção, como também otimiza a comunicação e a coordenação entre as equipas, contribuindo para a satisfação do cliente.
Esta abordagem permite que o «Gémeo Digital» de cada projeto evolua em paralelo com o próprio projeto, proporcionando uma fonte de dados de enorme valor para a manutenção e a gestão futura da instalação.
Graças à integração do Revit, Stabicad, Dynamo e de outras aplicações, é assegurado um fluxo de trabalho eficiente, adaptado aos requisitos técnicos e regulamentares, com capacidade de ajuste que permite melhorar continuamente o desempenho global e a qualidade final do projeto.
Abreviaturas e referências
BIM: Building Information Modeling
MEP: Mechanical, Electrical, and Plumbing
VCD: Volume Control Damper
HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning
ZAC: Zona de Atividade Controlada
Stabicad: Stabicad para Revit é uma poderosa solução BIM para a conceção de instalações mecânicas e elétricas. https://mep.trimble.com/en/products/stabicad
Dynamo: Dynamo é uma ferramenta de programação visual utilizada para automatizar tarefas e processos em software BIM, como o Revit. https://dynamobim.org/
Dalux: software de gestão do ciclo de vida de projetos. https://www.dalux.com/
