BIM – A resposta a todas as nossas orações (de engenharia estrutural)?
O Building Information Modeling (BIM) está connosco há mais de uma década e, ainda assim, é visto com demasiada frequência como um obstáculo ao trabalho eficiente. Há várias razões por detrás desta observação, mas principalmente porque ouvi e vi como muitos engenheiros trabalham e como cooperam com outros.
Há mais de dez anos, propus que existiam três tipos de modelação:
- Modelação para documentação
- Modelação para análise e projeto
- Modelação para construção
O primeiro destes tipos é bem aceite por muitos defensores do BIM Estrutural, e muitos concordarão que simplificou o seu negócio.
No entanto, apesar dos vastos recursos dos principais fornecedores, poucos estão a integrar o modelo geométrico com um modelo analítico. Existem enormes benefícios a obter se esta integração for utilizada.
O terceiro nível ocorre quando o modelo estrutural é desenvolvido de forma a refletir não só O QUE vai ser construído, mas COMO será construído. São ainda menos os engenheiros que chegam a este ponto e os que o fazem trabalham geralmente em estreita colaboração com o empreiteiro geral.
Para este artigo, vou focar-me na segunda fase, pois tenho a certeza de que a primeira foi abordada repetidamente. A terceira fase será tema para outro dia, mas basta dizer que a evolução do modelo é linear e a informação não deve ser perdida, mas sim aumentada e desenvolvida.
Que abordagem devem os engenheiros seguir?
Existem muitas abordagens para integrar o modelo analítico estrutural com o geométrico. Geralmente, as abordagens enquadram-se em três categorias: direta, baseada em ficheiros e middleware.
Um exemplo tanto da abordagem direta como da baseada em ficheiros é o Autodesk Revit, que combina um modelo analítico e geométrico. O Tekla Structures integra através de transferência de ficheiros. A novidade vem do Grupo Nemetschek com uma solução middleware baseada na nuvem - SCIA AutoConverter - que introduziu um novo formato de ficheiro (SAF) baseado no Microsoft Excel.
Todos têm os seus méritos, armadilhas e desvantagens. Qualquer que seja a via escolhida, é imperativo que o fluxo de trabalho seja compreendido, caso contrário a abordagem rapidamente se tornará 'software de prateleira'.
Mais uma vez, já vi isto muitas vezes!
Se o projeto de ligações se tornar parte integrante do processo BIM de forma eficaz, deverá ser suficientemente flexível para se adaptar a qualquer abordagem. A empresa para a qual trabalho – IDEA StatiCa – tem uma solução que realiza a verificação normativa de ligações de aço (entre outras soluções) utilizando uma tecnologia chamada Checkbot.
O Checkbot satisfaz os requisitos na modelação para análise, projeto E construção. A tecnologia foi concebida para ser flexível, com potencial para integrar fluxos de trabalho no futuro.
Requisitos do projeto de ligações
Os engenheiros de projeto de ligações são uma ramificação do processo de projeto estrutural, sem a qual a estrutura metálica não se sustentaria. Onde é que o projeto de ligações é considerado no fluxo de trabalho? Geralmente no final do projeto. Que peça de aço toca primeiro numa fundação? Uma ligação com placa de base.
No passado, os projetistas de ligações dependiam do engenheiro para lhes fornecer a informação necessária através de desenhos anotados. Na maioria das vezes, as forças transmitidas não tinham qualquer semelhança com as combinações de ações utilizadas para a verificação normativa dos elementos reais.
Admito que fui um deles. Pensava que os dias de utilizar o momento máximo com o corte máximo e o esforço axial máximo (todos arredondados para os 25 kN/kNm mais próximos) tinham acabado. Mas infelizmente não acabaram.
Os projetistas de ligações necessitam dos mesmos resultados de combinação para garantir que a ligação resiste a TODAS as possibilidades, e não apenas a um caso de carga considerado mais desfavorável. No entanto, é óbvio que documentar o resultado de cada combinação de ações para cada elemento numa ligação é repleto de perigos: existe um risco adicional de que os valores (e o sinal) possam estar errados.
Algumas soluções permitem exportar para uma folha de cálculo como o Microsoft Excel, mas mesmo esta abordagem exigirá alguma preparação de dados para colocar a informação no formato correto.
A nossa abordagem
Na IDEA StatiCa, desenvolvemos uma série de BIM Links (utilizando o Checkbot) que liga a nossa solução de projeto de ligações a um ecossistema de soluções FEA e BIM (CAD). Alguns dos nossos parceiros também desenvolveram ligações das suas soluções FEA e BIM para a IDEA StatiCa utilizando o nosso IOM (IDEA Open Model).
Esta metodologia permite a partilha de informação e reduz o risco de erro com um enorme aumento de eficiência. Para um engenheiro, a partilha de modelos é muito mais do que apenas um modelo geométrico.
Mas se um modelo de análise for partilhado, também deve ser correto e computável.
O que entendo por computável?
Em primeiro lugar, deve ser montado corretamente sem nós 'soltos'. Os elementos devem ligar-se aos nós corretos. Pode ser um modelo simplificado (os engenheiros gostam de simplificações) com vários elementos a convergir num nó designado quando na realidade não o fazem. Os elementos devem estar no plano correto e não desalinhados devido a pressupostos de alinhamento incorretos. Deve também existir equilíbrio de forças, que idealmente deve ser obtido diretamente dos resultados da análise.
Mas o que acontece se tivermos tanto o modelo geométrico como o modelo de análise (possivelmente de engenheiros diferentes)? Existe uma abordagem híbrida que podemos aproveitar, pela qual podemos criar dois projetos na IDEA StatiCa utilizando a geometria de um e os resultados da análise de outro. Esta é a abordagem de modelo combinado. No entanto, requer que ambas as partes tenham modelos sincronizados com os elementos corretos nas localizações corretas.
Conclusão
Quais são as regras que os engenheiros devem seguir para uma utilização eficaz da informação?
- Modelos consistentes para todo o fluxo de trabalho – elementos corretamente posicionados em todos os modelos
- Modelos computáveis – uma análise deve ser possível
- Os materiais devem corresponder à região e ser consistentes em todos os modelos
- As dimensões das secções devem idealmente ser consistentes em todos os modelos
- Evitar a utilização de secções especiais ou compostas ou documentá-las
- Trabalhar em conjunto
A informação que a IDEA StatiCa cria constitui a base para a fase 3 – Modelação para construção, pois alimenta o processo de fabrico, mas utiliza informação desenvolvida nas fases 1 e 2 para impulsionar o projeto.
Não estou a dizer que toda a indústria é assim. Gostamos de pensar que estamos à frente da curva e não temos medo de experimentar coisas novas. Mas honestamente, ainda ouço a mesma resposta aos desafios em torno dos fluxos de trabalho existentes: "porque é assim que sempre fizemos…"
Há muito mais que podemos fazer como indústria para evitar desperdício de tempo e materiais, ou reduzir a pegada de carbono de um projeto.
E como engenheiros, podemos liderar o caminho. Estas não são ideias novas.
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