HBIM: desenvolver o modelo BIM de um edifício histórico

Como realizar o modelo 3D de um edifício histórico e desenvolver o projeto de recuperação com o apoio da tecnologia BIM

Você trabalha com o HBIM? Precisa desenvolver o modelo 3D BIM de um edifício histórico? Cuida de restauração e recuperação de edifícios existentes?

Neste artigo de aprofundamento, vamos te explicar como utilizar a tecnologia BIM para realizar um projeto completo de recuperação de um edifício histórico: da modelagem 3D até a análise da degradação, passando pelas intervenções de projeto e pela integração do modelo de estruturas e instalações.

Também vamos te apresentar um projeto criado com o Edificius, o software ACCA para o projeto arquitetônico.

Se quiser, tente você mesmo modelar um edifício histórico: baixe gratuitamente o Edificius e siga minhas dicas!

HBIM: o que é

O BIM (Building Information Modeling) nasceu como metodologia operacional para gerenciar os processos de:

• planejamento,
• projeto arquitetônico,
• realização,
• manutenção

de um edifício por meio de um modelo de informação contendo todas as informações relativas a seu ciclo de vida, desde o projeto à construção, até seus desmantelamento e demolição.

Essa abordagem também é aplicada no campo de edifícios históricos, tomando o nome de Heritage ou Historical Building Information Modeling: o HBIM.

Graças ao desenvolvimento do HBIM, é possível criar modelos detalhados de edifícios históricos com objetos inteligentes, ou seja, incluindo informações sobre o edifício, seus componentes e todas as suas características, que podem ser atualizadas, substituídas e implementadas ao longo do tempo. Além da modelagem, o HBIM permite realizar análises detalhadas e completas sobre o estado atual do edifício, tais como levantamento de materiais e identificação de fenômenos de degradação.

HBIM: ortofoto com quadro de fissuras

É importante lembrar que o HBIM é um processo aplicado a edifícios existentes, tanto monumentais e de importância histórico-artística quanto habitações comuns do século passado. Isso, naturalmente, amplia enormemente o campo de atuação da metodologia BIM, pois também pode ser implementada para a criação de modelos de edifícios existentes.

O potencial do BIM para edifícios existentes

Até hoje, o HBIM não viu uma grande difusão no campo profissional devido à falta de regulamentações compartilhadas e fluxos de trabalho padronizados e, principalmente, por dificuldades relacionadas a fases de modelagem e recuperação de informações. Modelar um edifício histórico significa, de fato, levar em consideração elementos não padronizáveis e não atribuíveis a bibliotecas pré-definidas, bem como deformações e irregularidades, incertezas nas técnicas de construção, presença de fenômenos de degradação, e assim por diante.

Atualmente, muitos softwares estão se adaptando a essas necessidades para gerenciar, de forma completa, todo o processo de digitalização do patrimônio existente.

Edificius, por exemplo, possui um novo ambiente específico para o HBIM, com uma biblioteca dedicada com objetos típicos do patrimônio histórico e editores que se adaptam de forma flexível às especificidades de cada caso concreto:

• Editor de abóbadas − para modelar vários tipos de abóbadas usando novos objetos específicos (abóbada de berço, aviajada, de quadrante, de claustro, de claustro com base poligonal, em cruzaria, em cruzaria com base poligonal, além de cúpulas, lunetas / furos, corte horizontal e corte vertical).
• Costela − para inserir costelas tanto no intradorso como no extradorso da abóbada, manualmente ou automaticamente, aproveitando a varinha mágica.
• Laje com vigas de madeira − para criar e personalizar uma laje de madeira, definindo a espessura dela, assim como a seção, o entre-eixo e a rotação das vigas.
• Área de degradação − o editor para definir a superfície degradada à qual associar um material específico.
• Lesão − o editor para identificar e destacar as lesões presentes em um certo elemento do edifício.
• Ortofoto − para associar uma ortofoto a um elemento do edifício e obter uma representação fiel ao estado atual e completa com as informações dos materiais.

Objetos paramétricos HBIM do Edificius

Dessa forma, é fácil superar as dificuldades na modelagem (mesmo diante de fortes irregularidades, decorações elaboradas, sistemas construtivos obsoletos) e aproveitar ao máximo todo os benefícios do HBIM:

• elaboração rápida do modelo 3D;
• uso de objetos paramétricos inteligentes;
• gestão de documentos e dados;
• maior controle do projeto e das campanhas de investigação e análise;
• compartilhamento das informações e do modelo;
• programação de intervenções de manutenção;
• promoção do bem;
• criação de bancos de dados que podem ser atualizados ao longo do tempo;
• aplicação de tecnologias avançadas, como realidade virtual ou aumentada.

Como desenvolver o modelo BIM de um edifício histórico: fluxo de trabalho do projeto HBIM

Gerar o modelo 3D BIM de um edifício histórico permite que você desfrute todos os benefícios do BIM no projeto de restauração.

Vamos, então, ver como desenvolver o modelo 3D e o projeto de restauração de um edifício histórico com a metodologia HBIM!

Resumindo, as principais etapas a seguir são:

• estruturação do CDE (ambiente de compartilhamento de dados);
• coleta de dados, arquivos e documentação histórica;
• gestão e compartilhamento da documentação coletada em plataformas colaborativas;
• levantamento fotográfico e endireitamento de foto;
• levantamento geométrico realizado com o apoio de diversas tecnologias (desde as mais tradicionais, como rodas de medição, níveis e esquadros, até as mais avançadas, como scanner a laser, estação total, levantamento fotogramétrico, etc.);
• levantamento de materiais;
• modelagem 3D do estado atual com ferramentas de autoria BIM;
• compartilhamento do modelo em plataformas colaborativas;
• estudo do aspecto funcional do estado atual;
• análise de degradação diretamente no ambiente HBIM;
• análise de estratigrafias e fases de construção da obra no ambiente HBIM;
• estudo do quadro de fissuras e de variáveis cinemáticas;
• programação de investigações e testes a serem realizados;
• identificação das intervenções do projeto;
• integração com softwares BIM para projeto de estruturas e instalações;
• modelagem 3D do projeto;
• verificação do projeto em tempo real ou realidade virtual (VRi);
• orçamento automático do modelo 3D;
• documentos gráficos e pranchas executivas.

Para que possa conhecer mais sobre o assunto, vamos te apresentar um caso prático realizado com o Edificius.

HBIM: um caso prático com o Edificius

O exemplo prático que ilustramos é um projeto de digitalização de um edifício residencial do início do século XX.

A primeira operação realizada foi o levantamento e a aquisição de dados geométricos por meio do scanner a laser 3D. Isso resultou em uma nuvem de pontos contendo informações sobre geometria (suas coordenadas em um sistema de referência conhecido) e colorimetria, pois cada ponto está associado a uma cor relativa obtida a partir de uma foto tirada pela ferramenta durante a digitalização.

Daí, importamos os dados do levantamento no Edificius para a modelagem no ambiente BIM e a construção do modelo geométrico do edifício.

Antes de iniciar a modelagem, definimos os Níveis (mezanino, primeiro nível, até a cobertura) e os Subníveis com alturas relativas. Também importamos o terreno com as curvas de nível diretamente do Google Maps, aproveitando o recurso específico.

Gerenciamento de níveis com o Edificius

A modelagem do edifício foi facilitada pelos objetos paramétricos do ambiente HBIM do Edificius, que permite reproduzir os elementos característicos da arquitetura histórica (abóbadas, lajes de madeira, costelas, etc.).

Além disso, modelamos as paredes externas, as janelas, a escada e todos os detalhes arquitetônicos presentes na fachada (molduras, capitéis, lesenas, etc.).

Finalizado o modelo 3D, todo o material útil para o projeto foi compartilhado usando o sistema integrado usBIM. Dessa forma, de fato, os dados do edifício podem ser consultados por qualquer membro da equipe. Além disso, exportamos o modelo IFC do edifício e iniciamos a integração com o software EdiLus, para avaliações e cálculos de estruturas. O fluxo de trabalho referente à estrutura previu:

• reconhecimento automático de objetos arquitetônicos como objetos EdiLus;
• modelagem estrutural;
• modelo FEM;
• atribuição de vínculos;
• definição de cargas;
• análise estrutural.

Paralelamente às análises da estrutura, realizamos a caracterização do material e a avaliação do estado de conservação das decorações de fachadas. Tudo isso foi facilitado pela importação da malha texturizada obtida no levantamento e aproveitando todo o potencial do comando Ortofoto, que permite sobrepor ao modelo 3D as fotos endireitadas das fachadas para analisar. Além disso, identificamos na ortofoto as áreas afetadas por diversos fenômenos de degradação. O Edificius também gera automaticamente a legenda que permite interpretar as hachuras associadas às várias manifestações de degradação.

Análise da degradação com o Edificius

Ao contrário de um processo realizado com método tradicional, a tecnologia HBIM oferece a vantagem de criar e atualizar periodicamente o banco de dados de informações sobre o estado de conservação do bem, assim como de criar um arquivo compartilhado e em constante evolução. Gerenciando o projeto com usBIM, de fato, é possível conseguir as seguintes vantagens:

• facilidade de consulta, transmissão e gestão do estado de conservação ao longo do tempo;
• elaboração de fichas de degradação úteis para a identificação de patologias e análises diagnósticas;
• definição de um protocolo a respeitar para cada intervenção de restauração, integrada na plataforma usBIM, a ser realizada.