BIM e design digital: Como a madeira engenheirada sai da fábrica ao canteiro de obras? INBEC Pós-Graduação - Especialização Engenharia, Arquitetura
PUBLICADO POR INBEC EM Mercado / Carreira ATUALIZADO [ 13/04/2021 ] CRIADO [ 06/04/2021 ]
PH1 / Hemsworth Architecture. Image © KK Law. Courtesy of naturallywood.com - ArchDaily Brasil/Re4produção
Mas isso está mudando aos poucos. Impulsionada por preocupações em torno da sustentabilidade, o uso de recursos fósseis não renováveis e eficiência, juntamente com a demanda acelerada para construir novos edifícios e infraestruturas mais acessíveis, a indústria da construção tem incorporado inúmeras novas tecnologias, incluindo aquelas adotadas por outras indústrias.
Além disso, materiais renováveis, como madeira, têm sido identificados como um material de construção ideal - especialmente ao incorporar produtos inovadores de madeira em massa, como CLT e glulam, métodos e processos de design como BIM e DfMA, ferramentas para visualização como VDC e tecnologias de fabricação como o CNC. Sabemos que são muitas siglas, mas tentaremos esclarecê-las ao longo deste artigo.
Design for Manufacture and Assembly (DfMA) é uma abordagem de design que se concentra na facilidade de fabricação das peças do e na montagem simplificada do produto final. Ele combina duas metodologias; Design for Manufacture e Design for Assembly. Ou seja, desde os estágios iniciais de criação, as decisões são baseadas para evitar problemas durante a construção e melhorar a eficiência do sistema.
Esta é uma abordagem usada em muitas indústrias e na construção é particularmente adequada para madeira engenheirada: Madeira Laminada Cruzada (CLT) ou Madeira Laminada Colada (glulam ou MLC). Isso porque, ao projetar e construir com madeira engenheirada, a própria construção é muito mais um conjunto de peças, diferindo também o projeto e a obra de uma construção mais tradicional. Painéis, vigas e colunas de madeira engenheirada são fabricados externamente e transportados para o canteiro de obras, pré-fabricados com todos os batentes e orifícios para acomodar as instalações predefinidas, incluindo mecânica, elétrica e hidráulica. Para que o processo seja tranquilo do início ao fim, é fundamental uma organização desde as etapas iniciais da obra, permitindo que diversas equipes se conectem desde o início para contribuir com o produto final, evitando atrasos e contratempos no canteiro de obras.
© Brock Commons Tallwood House, The University of British Columbia, Student Housing. Courtesy of naturallywood.com - ArchDaily Brasil/Reprodução
É neste ponto que o Building Information Modeling (BIM) ajuda muito no processo. BIM refere-se a um conjunto de tecnologias e processos que permitem que várias partes interessadas projetem, construam e operem de forma colaborativa uma instalação no espaço virtual, formando uma base confiável para decisões ao longo do ciclo de vida da construção, das primeiras ideias à demolição. Em outras palavras, para que qualquer projeto flua com eficiência, é importante que todos falem a mesma língua - que é o BIM.
Ele permite a visualização e simulação de todas as partes de uma obra, proporcionando um entendimento da montagem e viabilidade das soluções modeladas. Também oferece suporte a um entendimento compartilhado da solução de projeto por meio do modelo 3D, o que pode facilitar a cooperação entre a equipe do projeto e elimina o risco de erros comuns na interpretação de desenhos 2D. Aliado a isso, o modelo pode ser exportado para diversos outros programas de análise estrutural e térmica, podendo ainda gerar arquivos para usinagem por máquinas de Controle Numérico Computadorizado (CNC).
O ideal é que um organograma bem definido para o projeto, com todos os responsáveis de cada área recebendo e devolvendo suas contribuições, ajude a fazer com que o projeto flua perfeitamente, levando a uma manufatura e construção mais tranquilas. Resumindo, isso significa que, uma vez que o arquiteto tenha o projeto inicial completo, os engenheiros estruturais e de instalação já devem estar envolvidos no pré-lançamento de suas peças. O projeto então retorna ao arquiteto para a elaboração de mais detalhes. Em cada uma das etapas do projeto, toda a equipe de projeto é envolvida, incluindo os responsáveis pela fabricação das peças ou os responsáveis pela montagem; essas disciplinas devem ser bem definidas e detalhadas.
Observa-se que o uso do BIM durante a fase de projeto reduz o tempo necessário para converter desenhos arquitetônicos em desenhos de manufatura e melhora a coordenação entre a equipe de projeto e as instalações externas de manufatura, o que é vital para o sucesso da construção.
Brock Commons Tallwood House, de 18 andares, da University of British Columbia (UBC), é um exemplo de sucesso. Neste projeto, o Virtual Design and Construction (VDC) foi intensamente utilizado para apoiar a análise do projeto e da construção entre as várias equipas deste complexo projeto. O BIM também descreve as propriedades de cada um dos diferentes elementos construtivos (conectados a um extenso banco de dados), com a criação de um protótipo de projeto virtual que pode ter seu desempenho simulado e testado. VDC é um subconjunto do BIM focado principalmente na representação geométrica 3D de uma instalação. O modelo VDC facilitou o planejamento e a comunicação em vários aspectos das fases de projeto, pré-construção e construção, porque forneceu uma representação abrangente, precisa e altamente detalhada da construção.
Manufacturing of CLT panels, glulam beams and steel connectors for Brock Commons Tallwood House by Structurlam/Monashee. Image © Brudder Productions. Courtesy of naturallywood.com - ArchDaily Brasil/Reprodução
No caso deste projeto, conforme descrito aqui, um modelo VDC foi desenvolvido desde o início do projeto, abrangendo todos os elementos de construção desde a estrutura aos acabamentos interiores aos sistemas mecânicos e elétricos. O processo foi abrangente e todos os detalhes e serviços foram incluídos no modelo. Este modelo ajudou na tomada de decisões durante o desenvolvimento do projeto e permitiu que os modeladores trabalhassem em estreita colaboração com a equipe de projeto, incorporando prontamente iterações e atualizações de design, notificando a equipe de quaisquer problemas ou conflitos que precisavam ser resolvidos e garantindo que o modelo sempre foi preciso e detalhado em sua representação do projeto.
Durante a pré-construção, o modelo VDC foi importante para a criação de um protótipo de dois pisos do edifício, para testar as soluções desenvolvidas para o projeto e a viabilidade da construção. O modelo VDC também serviu de base para o modelo de fabricação utilizado diretamente pelas máquinas CNC e para os testes de tração dos painéis CLT.
Um projeto cuidadosamente planejado e integrado, com organização adequada, levará a uma construção muito mais rápida. No caso deste edifício de 18 andares, a estrutura de madeira foi concluída menos de 70 dias após a chegada dos primeiros componentes pré-fabricados ao local, o que representa uma significativa economia de tempo e, consequentemente, de dinheiro para a construção. Mais tempo em design, menos tempo em construção. Esse é um cenário promissor, principalmente se considerarmos o uso de materiais renováveis, como a madeira.