iNFRADebate: Reservatório Nova Marapicu – um exemplo de utilização do BIM em obras de infraestrutura

Aaron Farah Nolasco, Leonardo Cesar Batista Barbosa, Tamires de Fatima Oliveira Dias, Wagner Viana da Rosa e Daniel Lepikson*

Em janeiro de 2023, o governo do estado do Rio de Janeiro homologou o resultado da licitação aberta para a construção do reservatório Novo Marapicu, vencida pela OEC (Odebrecht Engenharia & Construção). O projeto prevê uma capacidade de armazenamento de 55 mil m3 e cerca de 6 km de adutora e troncos para o sistema de produção de água Novo Guandu, em Nova Iguaçu (RJ).

Sistema Gandu: Com 63 km de extensão, o rio Guandu corta oito municípios – Piraí, Paracambi, Itaguaí, Seropédica, Japeri, Queimados, Nova Iguaçu, Rio de Janeiro – e deságua na Baía de Sepetiba. Fonte: Cedae.

Este empreendimento é um investimento da Cedae (Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro), cujo objetivo principal é aumentar a oferta de água para a Baixada Fluminense e garantir flexibilidade operacional ao sistema Guandu. Uma intervenção que promoverá melhorias de oferta de água diretamente aos municípios de Duque de Caxias, São João do Meriti, Nova Iguaçu, Nilópolis, Belfort Roxo e, indiretamente, ao município do Rio de Janeiro, garantindo abastecimento para mais de três milhões de pessoas.

As linhas de tubulação estão divididas em três elementos: (1) uma adutora para captação de água na ETA NOVO GUANDU e alimentação dos reservatórios, com extensão total de 3.900 m, executada em tubos de aço carbono com 12 m de extensão cada, espessura de ¾”, diâmetro de 2.500 mm e peso de 15 t/tubo; (2) a linha de distribuição, que parte dos reservatórios até conectar-se a uma adutora existente e em operação, possuindo extensão aproximada de 1.000 m, fabricada em tubos de aço carbono com espessura de ¾”, diâmetro de 2.500 mm e peso de 15 t/tubo; (3) um extravasor entre os reservatórios e o canal que corre entre as ruas Camélia e Ingá, um afluente do rio Cabenga, com extensão aproximada de 940 m, executada em tubos de aço carbono com espessura de ½”, diâmetro de 1500 mm e peso de 9 t/tubo.

O projeto do reservatório e troncos de adução, distribuição e extravasão está sendo desenvolvido em BIM (Building Information Modeling, ou Modelagem da Informação da Construção), um conjunto de processos, softwares e tecnologias usados para melhorar a comunicação e permitir o trabalho colaborativo e simultâneo das equipes envolvidas nas fases de desenvolvimento de um empreendimento, desde a sua concepção, seguindo pelo projeto e construção, até a utilização e manutenção do ativo. Tal processo colaborativo se torna viável através da utilização de plataformas digitais que manipulam dados e informações de objetos virtuais, cujo conjunto compõem um modelo 3D que representa uma simulação da construção real. Entre as vantagens que decorrem do emprego do BIM, destacam-se: (i) redução de custo, (ii) otimização e redução de desperdícios de materiais e (iii) maior qualidade e produtividade nas fases de projeto e execução.

Como é esperado, a implementação de processos BIM requer mudanças significativas na forma como as empresas de construção funcionam em quase todos os níveis do processo, acarretando a necessidade de capacitação em novos softwares, remodelagem e adaptações nos fluxos de trabalho, novos treinamentos das equipes e ajustes na atribuição de responsabilidades.

A maturidade da implementação do BIM em um projeto ou empresa pode ser avaliada através da Capacidade BIM (Succar, 2021), a qual especifica um conjunto de habilidades mínimas de uma organização ou equipe para entregar resultados mensuráveis. A Capacidade BIM é avaliada através de uma classificação em três “estágios”, a saber: o Estágio 1, que contempla modelagem 3D baseada em objetos; o Estágio 2, no qual o modelo é baseado em colaboração; e o Estágio 3, em que a integração é baseada em rede.

Relativamente às aplicações, é prática comum referir-se aos diferentes usos do BIM como novas “dimensões” além do 2D: 3D – Modelagem / geometria; 4D – Planejamento / tempo; 5D – Orçamento e 6D – Sustentabilidade / social, econômica e ambiental. Estas correspondem às designações mais comuns.

O projeto executivo para obra do Novo Reservatório Marapicu está sendo desenvolvido em BIM (modelo 3D) com a utilização das ferramentas da Autodesk (AEC Collection), cujas diretrizes constam do Plano de Execução BIM (BEP – BIM Execution Plan) elaborado pela OEC em parceria com a empresa FF Solutions, de modo a atender às especificações e exigências do cliente e viabilizar todo o processo. Estão previstos os usos BIM de coordenação e compatibilização de projeto, extração automática de quantitativos, planejamento (4D), acompanhamento da obra e modelagem “as built”.

O processo de desenvolvimento do trabalho iniciou-se em março de 2023, com a realização de um levantamento cadastral topográfico e aerofotogramétrico, obtendo-se como resultado o MDT (Modelo Digital do Terreno), Ortofotos e nuvem de pontos, conforme mostrado abaixo.

Ortofoto e Modelo Digital do Terreno (MDT).

Posteriormente, foi dado início a modelagem das linhas de tubulações com o software Autodesk Civil 3D, conforme traçado previsto no projeto básico disponibilizado pelo cliente. O modelo elaborado foi associado à nuvem de pontos para compatibilização com o traçado, permitindo assim a identificação de possíveis interferências.

A partir desta compatibilização, realizou-se de forma não automatizada a verificação de interferências (comumente referida como “clash detection”), visando-se analisar a compatibilização do projeto em desenvolvimento com estruturas e obras de arte existentes.

Com esta poderosa ferramenta em mãos, a equipe de engenharia da Construtora identificou o conflito de um dos tubos com uma OAE existente, o que permitiu buscar uma solução (a alteração do traçado da tubulação) ainda durante a fase de projeto, conforme ilustrado na sequência.

Modelo digital do terreno (Nuvem de pontos); Clash detection: OAE × Dutos; Interferência detectada previamente à fase de execução.

Alguns dos benefícios almejados com a implantação do BIM já se revelaram no início do processo. De fato, a identificação de interferências ainda na fase de projeto com uso de ferramentas BIM, conforme observado nas figuras acima, possibilitou revisões pontuais corretivas para adequação e integração dos elementos, sem gerar custos, paralizações ou atrasos não previstos durante a fase de obra.

Modelagem 3D do canteiro; Simulação 4D do canteiro de obras (Navisworks).

A título de teste, foi também realizada a modelagem 3D de todo o canteiro de obras com o REVIT e simulado o planejamento 4D conforme o avanço físico previsto no Navisworks, para acompanhar sua execução. Esta iniciativa serviu como um projeto-piloto para a simulação 4D do empreendimento, antes da sua efetiva aplicação no projeto executivo do reservatório e tubulações.

Em junho de 2023, com o projeto executivo em avanço e parte dele liberada para execução, iniciou-se o lançamento da tubulação de adução. O acompanhamento da execução vem sendo controlado desta forma a partir do cadastro topográfico dos elementos lançados, associando-se posteriormente as informações que permitem a rastreabilidade dos tubos (material, número de NF, relatórios de inspeção etc.), bem como as características de vala e aterro (volume escavado e compactado, caracterização do material, compactação obtida).

Realizado na obra; modelo “as built”.

Este modelo “as built” é atualizado semanalmente conforme o avanço da obra. As informações auferidas permitem, entre outros benefícios aqui relatados, realizar o acompanhamento do avanço Planejado × Realizado, obter evidências para as comprovações de medições com o cliente, além de auxiliar, facilitar e contribuir na elaboração do Data Book final da obra.

O emprego do BIM na construção do Reservatório Novo Marapicu é um requisito contratual; uma exigência do cliente. Mesmo não sendo mais considerado propriamente uma inovação na Engenharia, sua implementação ainda impões desafios às empresas de construção.

A utilização do BIM na OEC remonta ao ano de 2003, tendo sido umas das empresas pioneiras no emprego desta tecnologia no Brasil. Nos últimos anos, a OEC optou pela adoção sistemática do BIM na execução de novas obras, mesmo não sendo um requisito contratual (ainda), antecipando-se desta maneira aos marcos de implementação estabelecidos pelo Decreto 10.306/2020 (BIM Mandate Brasil), em conformidade com a Estratégia BIM BR.

Os resultados já obtidos nas obras de infraestrutura em curso no estado do Rio de Janeiro vêm comprovando que esta foi uma decisão mais do que acertada, em linha com a estratégia empresarial e a cultura da empresa, além de contribuir na disseminação do BIM no Brasil e na capacitação dos nossos parceiros.

*Aaron Farah Nolasco, Leonardo Cesar Batista Barbosa, Tamires de Fatima Oliveira Dias, Wagner Viana da Rosa e Daniel Lepikson atuam na OEC (Odebrecht Engenharia & Construção).
O iNFRADebate é o espaço de artigos da Agência iNFRA com opiniões de seus atores que não refletem necessariamente o pensamento da Agência iNFRA, sendo de total responsabilidade do autor as informações, juízos de valor e conceitos descritos no texto.

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