O novo formato IFC 4.3

Finalmente é possível modelar infraestruturas (rodovias, pontes, ferrovias) com os padrões openBIM: descubra o formato IFC 4.3

Com o novo formato IFC 4.3, a indústria da construção dá um salto significativo rumo a digitalização de infraestruturas em formato aberto openBIM.

O novo padrão da buildingSMART International foi criado para estender os benefícios do IFC também às chamadas infraestruturas lineares, como rodovias, redes ferroviárias, pontes, aquedutos.

Graças às novas ferramentas apresentadas neste artigo, torna-se possível gerar modelos IFC 4.3 de infraestruturas existentes. Graças às tecnologias de levantamento digital (scanners a laser, LiDAR, drones e fotogrametria) torna-se possível aplicar processos de Scan-To-BIM, ou seja, operações de engenharia reversa que permitem recriar modelos digitais em formatos padrão abertos (openBIM) também para infraestruturas.

Este é um passo em frente há muito esperado, que finalmente facilita a interoperabilidade entre o BIM dedicado às edificações e o dedicado a infraestruturas, alargando a utilização do formato IFC e as vantagens do openBIM.

Neste artigo, pretendemos introduzir alguns entre os novos softwares desenvolvidos do grupo de trabalho da bSI, com o objetivo de testar e produzir as instruções de operação na modelagem do novo formato IFC 4.3.

Na parte final do artigo, encontra-se o modelo de uma ponte, que é possível abrir e navegar diretamente pelo navegador do seu pc.

A evolução do formato IFC

Antes de começar, é aconselhável recordar a história do formato IFC, para melhor entender a grande mudança trazida pelo novo formato 4.3.

O IFC (Industry Foundation Classes) é um formato aberto e não proprietário desenvolvido para definir informações geométricas e alfanuméricas de edifícios, produtos pré-fabricados, sistemas elétricos, etc. e apoiar as atividades de intercâmbio entre os trabalhadores do setor da construção, durante todo o ciclo de vida da obra.

Na verdade, o IFC é usado por projetistas, fornecedores e empreiteiros para troca de dados, mesmo entre usuários que usam softwares diferentes. Representa, de fato, a linguagem comum, o padrão para a transmissão de informações.

É importante, já desde o início, estabelecer a versão MVD (Model View Definition) e o formato de arquivo que se pretende utilizar.

Uma Model View Definition (MVD) é um subconjunto (ou filtro inteligente) do esquema IFC que define quais informações do modelo de dados devem ser incluídas. Para ter mais informações a respeito, recomendamos o nosso artigo “Model View Definition (MVD) e intercâmbio de dados BIM“.

A primeira versão do IFC (IFC 1.0) entrou em uso pela primeira vez em 2000 e, desde essa data, o formato IFC passou por uma série de evoluções.

Após o lançamento de IFC 2×3, a buildingSMART começou a trabalhar na nova versão do formato IFC 2×4  (mais conhecido como IFC 4) lançado em 12 de março de 2013 e oficializado pela norma ISO16739:2013.

A imagem mostra o histórico de lançamentos do formato IFC.

Histórico de lançamentos do formato IFC

Como o nome original sugere, o IFC 4 não é um esquema completamente novo, mas sim uma melhoria de qualidade do formato IFC 2 × 3 já existente.

Em resumo, as melhorias fornecidas pela versão IFC 4 são descritas pela buildingSMART como:

  • capacidade de especificação aprimorada com novos recursos geométricos, paramétricos e outros;
  • novos fluxos de trabalho BIM, incluindo trocas de modelos 4D e 5D, bibliotecas de produtos, interoperabilidade entre BIM e sistema de informação geográfica (GIS), simulações térmicas avançadas e avaliações de sustentabilidade;
  • melhor legibilidade e facilidade de acesso à documentação;
  • integração com tecnologia mvdXML e definição de serviços de validação de dados;
  • correções para problemas técnicos;
  • extensão às infra-estruturas e outros sectores da construção.

Para mais detalhes, recomendamos consultar o históricos de lançamentos da buildingSMART International.

As atividades do grupo de trabalho bSI e o trabalho da ACCA

O formato IFC 4.3 é o resultado de um processo internacional plurianual realizado por dois grandes projetos buildingSMART: IFCRail e IFCInfra.

A empresa ACCA software está ativa há anos na frente da difusão do openBIM e do uso do IFC para infraestruturas e tem ativamente participado de ambos os projetos, fornecendo know-how e tecnologia e implementando as novidades do padrão.

Lembramos que a ACCA faz parte de vários grupos de trabalho da buildingSMART Italia, incluindo os próprios IFC Road Italia e openBIM for Rail.

O modelo IFC Bridge do caso prático que apresentamos em seguida foi criado para verificar a viabilidade de implantação das propostas do MINnD (Modélisation des INformations INteropérables pour les INfrastructures Durables) dentro do grupo de trabalho buildingSMART International intitulado “IFC 4.3 AbRV: TI Bridge”.

O MINnD é um projeto de pesquisa nacional francês para o desenvolvimento do setor de construção, apoiado pelo Ministério da Ecologia, Desenvolvimento Sustentável e Energia da França.

A imagem mostra o modelo IFC 4.3 de um viaduto, visualizável e navegável graças ao aplicativo usBIM.browser.

Modelo IFC do viaduto Acerno — Navegação com usBIM.browser

O objetivo é produzir instruções de operação que servem sobretudo de guia para a digitalização de pontes e viadutos.

Essas instruções são aplicáveis a diferentes casos de uso e definem a base e a finalidade da novo MVD “Alignment Based Reference View“.

Esta forma de trabalhar também representa uma nova forma de desenvolver o processo de certificação de software pela buildingSMART.

Com este estudo de caso, a ACCA demonstrou como, partindo das instruções de teste, é realmente possível produzir modelos em conformidade com as especificações IFC 4.3, utilizando as instruções como base operacional.

A imagem mostra o modelo IFC 4.3 de um viaduto, visualizável e navegável graças ao aplicativo usBIM.browser. Na parte central da imagem, vê-se o pilar de uma ponte selecionado e destacado em amarelo. Na parte esquerda da tela, é possível consultar as propriedades do objeto IFC selecionado.

Visualizar as propriedades de um modelo IFC com usBIM.browser

O modelo produzido será entregue à buildingSMART International, que o disponibilizará publicamente como boa prática de exportação na nova norma e será utilizado e partilhado com outros stakeholders do setor para demonstrar a utilização do IFC 4.3 no mundo das infraestruturas lineares.

O objetivo do grupo de trabalho é demonstrar a viabilidade da digitalização da maioria dos viadutos existentes. Para isso, foi modelado um viaduto clássico em vigas ômega pré-fabricadas protendidas, em apoio simples. Esta tipologia representa cerca de 80% dos edifícios.

Um exemplo concreto: o viaduto Acerno

Aqui está um exemplo prático do que realmente pode ser alcançado com o padrão IFC4.3 e as ferramentas apropriadas.

Graças ao sistema usBIM integrado e ao aplicativo usBIM.browser, é possível navegar diretamente no modelo IFC com um navegador comum (recomenda-se o Google Chrome).

Abaixo, segue o modelo 3D de um viaduto.

É possível interagir com o modelo usando os comandos na parte inferior da tela: navegue nele com os comandos ÓrbitaEm primeira mão, visualize as propriedades IFC à direita selecionando qualquer objeto do modelo, gere infinitos cortes e elevações, ative a vista com sombras, faça medições diretamente no modelo e até navegue em realidade virtual imersiva com específicos óculos.

As inovações introduzidas pela bSI no novo formato IFC 4.3

A imagem mostra a organização espacial do novo formato IFC 4.3

IFC 4.3 — Organização espacial

A organização espacial do formato IFC 4.3

Por organização espacial do IFC, entende-se a estrutura do padrão que serve para dar uma organização e gerenciar todos os objetos (físicos e não) que compõem o modelo de infraestrutura.

Normalmente, dentro do padrão, a estrutura espacial era composta por quatro níveis que identificavam:

  • projeto;
  • site;
  • edifício;
  • andares.

Para estender o novo padrão para infraestruturas lineares e adaptar o esquema da estrutura, foi necessário introduzir duas classes adicionais:

  • ifcFacility;
  • ifcFacilityPart.

Assim, um modelo de infraestrutura terá necessariamente uma classe ifcProject e subclasses como um ou mais ifcSite, que indicam o local de referência do modelo com informação sobre o território. Abaixo do ifcSite, é possível encontrar vários ifcFacility relacionados a rodovias ou pontes.

Finalmente, ainda abaixo existe essa nova classe abstrata que é a ifcFacilityPart, responsável por hierarquizar a infraestrutura linear de acordo com suas partes componentes.

Além disso, existem dois outros atributos definidos pelo padrão IFC:

  • PredefinedType para classificar a tipologia das peças de infra-estrutura;
  • UsageType para esclarecer como a estrutura é dividida (vertical, horizontal, etc.).

Outro conceito muito importante introduzido pela norma é o alinhamento. Trata-se de um conceito primordial para definir a geometria do modelo de infraestrutura e o posicionamento dos objetos que o compõem, e para estabelecer o movimento de deslocamento mais seguro para os veículos que utilizam o ativo.

Os segmentos que o compõem são caracterizados por propriedades estáticas — quando é possível medi-las diretamente no local — e dinâmicas, quando uma propriedade pertence a um segmento mas não é possível medi-la no local, como o fator de deficiência de escala.

Com esta metodologia é possível, por exemplo, criar o modelo de um viaduto mediante um alinhamento que descreva geométrica e semanticamente o eixo do viaduto. É possível gerar mais de um alinhamento para um único modelo com base nos caminhos a serem modelados. Na prática, o modelo 3D não será mais posicionado com base em uma tríade de eixos cartesianos, mas apenas em relação ao alinhamento que traçamos.

Outro novo conceito é a modelagem geométrica em blocos. Os blocos são concebidos como tijolos a serem montados que geram um código real. É um método de programação muito imediato que se baseia em um fluxo de trabalho no qual é necessário estabelecer quantos e quais objetos compõem a estrutura, onde colocá-los e que forma eles têm.

O modelo de ponte apresentado pela ACCA software no evento na buildingSMART Summit em Montreal reflete todos os conceitos introduzidos pelo novo padrão IFC. O modelo foi estruturado e decomposto conforme exigido pelo novo padrão IFC 4.3 e foi modelado utilizando o conceito de alinhamento.

Graças à plataforma usBIM integrada, é possível gerir facilmente modelos de grandes infraestruturas.

Além disso, com usBIM.refactor é possível criar arquivos IFC 4.3 a partir de qualquer modelo BIM, inclusive federar diferentes modelos para depois obter um único IFC. Ou transforme um IFC com propriedades genéricas em um arquivo IFC 4.3 com todas as propriedades do novo padrão internacional buildingSMART para digitalização de infraestruturas, pontes, estradas, ferrovias e muito mais em openBIM.

Desta forma, você pode obter um novo modelo IFC completo, sempre atualizado e em conformidade com os mais recentes padrões IFC.

É possível:

  • reorganizar seu modelo IFC de forma simples e rápida e sem a necessidade de usar o software com o qual foi criado.
  • Usufruir de um banco de dados com todas as classes IFC previstas pelo formato 4.3, de modo a enriquecer seus modelos IFC com novos elementos.
  • Federar vários arquivos IFC de qualquer tamanho e obter uma única estrutura de dados no formato IFC 4.3.
  • Verificar se o novo modelo IFC está completo e exportar a versão atualizada com apenas alguns cliques.

 

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