Interoperabilidade BIM: difusão e colaboração no estudo de caso RecycleBIM

Adotar a metodologia BIM na sua atividade profissional significa orientar-se para processos digitais avançados, colaborativos e multidisciplinares, baseados em modelos informativos capazes de representar de forma integrada todas as características físicas e funcionais de uma obra. O BIM não é simplesmente uma evolução do CAD, mas uma verdadeira mudança de paradigma na gestão das informações no ciclo de vida de um edifício ou infraestrutura.

Com o tempo, os conceitos que fundamentam o BIM se consolidaram, evoluindo de uma ideia inicial centrada em um único modelo gerido por um único software, para uma federação de modelos interoperáveis, capazes de dialogar entre si mesmo que desenvolvidos com ferramentas e disciplinas diferentes. É aqui que entra em jogo o conceito chave da interoperabilidade.

Para compreender plenamente como essas temáticas se traduzem em aplicações práticas, analisaremos no prosseguimento do artigo o caso de estudo RecycleBIM, um projeto europeu que aborda a interoperabilidade BIM em relação à gestão circular dos materiais de construção, ilustrando uma abordagem concreta através da produção de modelos IFC interoperáveis, desenvolvidos em ambientes Revit e Archicad.

Para aprofundar, leia também:

• RecycleBIM: um passo à frente rumo à circularidade dos materiais de construção.
• Product Data Template e especificações LOIN no projeto RecycleBIM;
• Exchange Information Requirements: o que é o EIR no BIM?;
• BIM Execution Plan (BEP): o que é e qual é o seu objetivo?

Os níveis de maturidade BIM: rumo ao iBIM

No panorama da digitalização das construções, identificam-se diferentes níveis de maturidade BIM, cada um dos quais representa uma fase de crescimento na capacidade de gerir e trocar dados:

• Nível 0: uso exclusivo do CAD 2D.
• Nível 1: introdução de elementos 3D, mas sem colaboração real.
• Nível 2: federação de modelos separados com troca controlada de informações, frequentemente através de formatos abertos como IFC.
• Nível 3 (iBIM): gestão integrada dos dados com plena interoperabilidade, acesso compartilhado aos dados e automação avançada dos processos.

O nível 3, promovido, por exemplo, pelo plano britânico Digital Built Britain, não altera o conceito de modelo federado, mas visa melhorar a qualidade da troca de dados e a eficiência operacional ao longo de todo o ciclo de vida da obra.

A seguir, apresentamos o diagrama sobre os níveis de maturidade do BIM que representa o nível de difusão, utilização e, sobretudo, aproveitamento das potencialidades do BIM.
Parte-se do CAD, que representa o nível mais baixo (nível 0), até chegar ao nível 3 correspondente ao iBIM.

Níveis de colaboração e difusão do BIM

Il nível 2 é caracterizado já por um certo grau de capacidade de intercâmbio de dados entre modelos distintos, cada um relativo aos principais âmbitos profissionais.

O próximo passo, nível 3, que se refere a um grau maduro de utilização, e que será alcançado através de 4 distintas fases (segundo o que está indicado no documento do Governo do Reino Unido “Digital Built Britain – Level 3 Building Information Modelling – Strategic Plan “), não modifica a atual ideia do modelo virtual como federação de modelos, mas foca tudo em um nível mais elevado da qualidade de intercâmbio dos dados entre eles.

HM governo

Vista detalhada do nível 3 de colaboração e difusão do BIM

A qualidade da troca de dados é, portanto, a direção para a qual se concentra o maior empenho visando a difusão do BIM, tanto do ponto de vista procedimental quanto dos instrumentos de software.

A emissão de padrões internacionais, diretrizes, indicações com a codificação dos documentos-chave para a realização orgânica dos procedimentos e as modalidades para sua redação e seus conteúdos mínimos são os esforços que estão sendo feitos para adaptar a metodologia BIM aos diversos casos reais.

É evidente como o tema da sobreposição dos modelos e sua capacidade de diálogo sem perda de informações, ou seja, a interoperabilidade, representa o aspecto central para a efetiva possibilidade de utilização da federação dos modelos.

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BIM e interoperabilidade: a chave do sucesso do setor da construção

Por interoperabilidade entende-se a capacidade de trocar dados entre aplicações, software BIM e plataformas, permitindo uniformizar os fluxos de trabalho e tendendo a facilitar sua automação.

Isso é particularmente importante em ambiente BIM, onde cada objeto contém não apenas geometria, mas também dados técnicos, ambientais, temporais, econômicos, gerenciais, etc.

Não se trata de um conceito novo: desde sempre a necessidade de diálogo entre aplicações destinadas a fins específicos, mas pertencentes à mesma cadeia produtiva, tem representado uma exigência; pense-se, por exemplo, na afirmação do formato DXF para a transferência de dados gráficos em formato vetorial entre aplicativos de diferentes empresas de software.

A urgência dessa necessidade, porém, tem uma importância primária no caso da metodologia BIM, onde a integração das diferentes informações é a própria essência da inovação.

Além disso, a qualidade das informações a serem trocadas vai muito além do simples dado gráfico, uma vez que o uso dos objetos permite a gestão e a transferência de informações relativas também aos materiais, às quantidades, aos custos, aos tempos, às análises energéticas e estruturais, etc.

O tema da troca de dados, portanto, ao longo do tempo, tem sido objeto de grande atenção e esforços por parte de entidades de pesquisa, associações de produtores de software, indústrias, etc., constituindo uma verdadeira tecnologia autônoma, que foi evoluindo com o desenvolvimento dos softwares aplicativos e suas necessidades.

Formatos como IFC (Industry Foundation Classes), desenvolvidos pela buildingSMART, são fundamentais para garantir a comunicação entre diferentes aplicações. A interoperabilidade não é um valor acessório, mas representa a condição necessária para realizar plenamente o potencial do BIM, em termos de sustentabilidade, eficiência e digitalização.

O caso RecycleBIM: interoperabilidade a serviço da economia circular

Um exemplo concreto e avançado da aplicação da interoperabilidade BIM é representado pelo projeto europeu RecycleBIM. O projeto aborda um tema de grande atualidade: a gestão dos materiais de construção sob a ótica circular, ou seja, favorecendo o reuso e a reciclagem por meio de ferramentas digitais baseadas em BIM.

Para apoiar os profissionais, o projeto produziu um documento técnico essencial, o Training kit for interoperability, um guia completo e operacional para a correta modelagem e exportação de modelos BIM em formato IFC, com especial atenção às informações sobre os materiais e à sua rastreabilidade.

Um kit operacional para a modelagem IFC

A equipe de trabalho propõe uma abordagem metodológica prática para garantir a interoperabilidade e a qualidade informativa nos modelos BIM, em linha com os requisitos ambientais e de circularidade. Entre os conteúdos principais da documentação relativa à interoperabilidade, encontramos:

• Classificação dos casos de uso para a representação dos materiais
  O documento identifica 5 estratégias de modelagem dependendo da natureza do componente edilício e do tipo de material:
  • Objetos monomateriais (ex. alvenaria, divisórias);
  • Elementos estratificados (ex. lajes, coberturas);
  • Componentes compostos (modelados por partes ou descritos alfanumericamente);
  • Objetos complexos mensuráveis por m² ou m³ (ex. janelas);
  • Objetos geridos por unidade (ex. portas, elementos pré-fabricados).

Caso de uso Recycle BIM | Estratégias de modelagem BIM para a interoperabilidade

Uma parede multilayer, quando representada como um único elemento, pode ser decomposta em suas camadas materiais utilizando a entidade IfcBuildingElementPart.

O objeto principal (a parede) contém as propriedades específicas do elemento (de acordo com a WBS), enquanto cada parte (camada de material) contém as propriedades específicas do material.

Se algumas camadas forem identificadas como reutilizáveis (por exemplo, um revestimento de fachada em estrutura projetado para a desconstrução), a entidade correspondente (seja IfcBuildingElementPart ou um objeto específico como IfcWall ou IfcCovering) abriga as propriedades específicas do elemento.

Essa classificação permite padronizar a representação digital dos materiais, facilitando sua leitura nos diferentes softwares e a rastreabilidade na fase de demolição ou reutilização.

• Modelagem e exportação com Revit e Archicad
  O capítulo dedicado à modelagem e exportação com os softwares BIM Revit e Archicad ilustra um fluxo de trabalho completo e detalhado para garantir que o modelo BIM respeite os requisitos de interoperabilidade previstos pelo projeto RecycleBIM. O objetivo é duplo: assegurar a exportação correta em formato IFC4 e incluir no modelo todas as informações necessárias para a gestão circular dos materiais de construção. O documento fornece instruções detalhadas para dois ambientes BIM muito utilizados:
  • Autodesk Revit:
    • Modelagem a partir de nuvem de pontos;
    • Definição de elementos multilayer (ex. paredes com camadas estruturais, isolantes e de acabamento);
    • Atribuição de propriedades requeridas para a gestão de resíduos (código EWC, densidade, reciclabilidade, etc.);
    • Exportação em formato IFC4 com mapeamento personalizado (CDWMgmt_Pset);
  • Graphisoft Archicad:
    • Importação das nuvens de pontos em formato .e57 ou .xyz;
    • Criação de conjuntos de exportação personalizados através do IFC Translator;
    • Mapeamento das propriedades a materiais e componentes, com decomposição das camadas;
    • Exportação segundo as especificações RecycleBIM, com verificação dos dados contidos;
• Verificação do modelo IFC
  Por fim, recomenda-se a verificação dos arquivos IFC através de softwares viewer (como BIMVision), para certificar a presença das propriedades requeridas, a correta classificação dos elementos e a qualidade geométrica do modelo. Em particular:
  • verificar a correta atribuição dos níveis aos objetos;
  • verificar a presença dos conjuntos de propriedades requeridos (em particular CDWMgmt_Pset);
  • identificar eventuais erros geométricos, distorções ou falhas de exportação;
  • explorar visualmente a estrutura do arquivo IFC antes de outras validações.

Criação e validação do modelo BIM com Edificius e usBIM.IDS

A interoperabilidade BIM não é apenas um desafio técnico, mas um requisito fundamental para garantir eficiência, rastreabilidade e valor agregado ao longo de todo o ciclo de vida de uma obra. Um exemplo prático de implementação eficaz vem do papel chave da ACCA software no projeto europeu RecycleBIM, no desenvolvimento de um modelo informativo BIM voltado para a gestão de resíduos de construção e demolição (CDW), para o planejamento de uma desconstrução seletiva e para a avaliação LCA/LCC.

Realizado em Edificius, o modelo se destaca pelo elevado nível de coerência com os princípios do openBIM, graças ao emprego do formato IFC 4.3 e à estruturação de um conjunto informativo personalizado, alinhado com os padrões do projeto.
Para garantir interoperabilidade real, é necessária uma gestão cuidadosa do caderno de encargos informativo (EIR), uma modelagem coerente com os níveis de exigência informativa (LOIN) e um mapeamento preciso das propriedades e das entidades. Em linha com esses princípios, o modelo desenvolvido pela ACCA previu a integração de objetos paramétricos estratificados, com propriedades ambientais, quantitativas e funcionais úteis para apoiar as análises LCA e as previsões energéticas.

Através do uso de conjuntos de propriedades personalizados (ex. CDWMgmt_Pset) e do respeito aos padrões IFC, cada componente edilício foi enriquecido com informações sobre os materiais utilizados, sobre as espessuras das várias camadas, sobre as performances físicas como condutividade e densidade, bem como o potencial de reutilização ou reciclagem. Tudo foi validado através dos padrões IDS, que permitiram verificar a conformidade dos dados em relação aos requisitos informativos do projeto.
Essa experiência demonstra como um processo de modelagem informativa guiado pelos dados pode se traduzir em um modelo interoperável e pronto para ser integrado nos fluxos digitais da economia circular.

O trabalho realizado pela ACCA software se configura como um caso aplicativo de sucesso que valoriza e dá concreta implementação às diretrizes metodológicas desenvolvidas pela equipe da Universidade do Minho. Graças a uma modelagem informativa baseada em critérios de interoperabilidade, sustentabilidade e rastreabilidade, foi possível demonstrar como os princípios teóricos podem se traduzir em ferramentas operacionais reais. A interoperabilidade BIM, de fato, não deve mais ser entendida como um conceito abstrato, mas como um requisito indispensável para gerar modelos digitais confiáveis, inteligentes e integráveis nos processos decisórios e gerenciais da cadeia de construção.

Da interoperabilidade à sustentabilidade: o valor agregado do RecycleBIM

O trabalho realizado no âmbito do projeto RecycleBIM demonstra como a aplicação correta do padrão IFC, unida a uma modelagem consciente, pode transformar o BIM em uma ferramenta concreta de economia circular. Não apenas projeto e construção, mas também desconstrução seletiva, recuperação e valorização dos materiais podem ser geridos digitalmente.

Graças a uma configuração coerente, o Training kit for interoperability ajuda os profissionais BIM a produzir modelos informativos completos, interoperáveis e adequados a múltiplas aplicações: do LCA/LCC às plataformas de marketplace para materiais reutilizáveis.

Conclusões

O caso de estudo RecycleBIM demonstra concretamente como é possível enfrentar com sucesso os desafios relacionados à troca e ao uso dos dados BIM, melhorando a interoperabilidade através da correta transformação dos modelos no formato IFC. A modelagem de um edifício modelo com softwares diferentes, seguindo requisitos informativos precisos e diretrizes estruturadas, permitiu validar uma abordagem robusta à modelagem BIM, perfeitamente alinhada aos objetivos do projeto.

Adotar esse método permite obter arquivos IFC coerentes, completos e reutilizáveis, reduzindo os erros de transmissão de dados e favorecendo a colaboração entre atores e ferramentas heterogêneas. As ações implementadas pelo RecycleBIM fornecem aos profissionais BIM ferramentas práticas e competências técnicas para produzir modelos interoperáveis de alta qualidade, fundamentais para a transição para uma cadeia de construção mais digital, eficiente e orientada à circularidade.

Apoiado na implementação da metodologia, também está disponível um vídeo tutorial que acompanha o documento técnico, oferecendo uma ferramenta operacional adicional para quem deseja aplicar diretamente o que foi ilustrado.