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BIM usado no túnel Karavanke pela Elea iC

Estudo de caso

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A Asfinag e a DARS (empresas que atuam no setor rodoviário, na República da Áustria e na Eslovênia) contrataram a Elea iC para apoiar o projeto da segunda galeria do túnel Karavanke. Trata-se de um túnel rodoviário com 8 km que liga a Áustria à Eslovênia, formado por uma galeria com duas faixas.

O projeto original era de duas galerias, mas, devido ao baixo fluxo, apenas uma foi construída. Com o tempo, o aumento do tráfego, a deterioração do suporte e a falta de medidas de segurança acabaram por determinar a necessidade construção da segunda galeria, para a operação eficiente do túnel no futuro.

Objetivo do projeto: BIM piloto

O objetivo era implementar sistematicamente a metodologia BIM no projeto e explorar os benefícios e desafios por meio de planejamento, execução e controle de atividades relacionadas ao BIM, inclusive:

  • Criação de um conjunto abrangente de Requisitos de informação para os funcionários (a ser usado pelo cliente em projetos futuros)
  • Criação de um plano abrangente de execução em BIM (a ser usado pelo cliente em projetos futuros
  • Modelagem 3D (modelos de projeto e "as-built"), modelagem 4D e 5D, controle de qualidade baseado em modelo;
  • Modelagem geológica e geotécnica
  • Uso de modelos na fase operacional
  • Maior desenvolvimento do atual sistema CAFM (Computer Aided Facility Management, Gerenciamento de instalações assistido por computador).
Visualização do túnel com BIM

Aproximadamente 190 modelos parciais estão sendo trocados interdisciplinarmente e administrados em cinco modelos de coordenação com o uso dos padrões IFC e BCF para colaboração interdisciplinar.

Desafios únicos

O que torna este projeto único é a complexidade do seu escopo, que inclui o túnel, a rodovia e várias vias menores, três pontes, estruturas de retenção, espaços de acesso, instalações utilitárias, áreas de descarte etc.  Além disso, há a complexidade da organização do projeto (duas organizações clientes, uma empresa de supervisão, dez empresas de projeto envolvidas hoje no processo BIM) e a variedade de softwares BIM usados no projeto (cinco diferentes ferramentas de criação de projeto), que estimula a equipe a expandir os limites da abordagem de BIM aberto. 

A abordagem

Cada disciplina usa uma abordagem de BIM fechado para manter a máxima eficiência do processo no decorrer do projeto. Para aprimorar a interoperabilidade e assegurar a qualidade dos produtos BIM, está sendo desenvolvida uma estrutura de dados de tunelamento com base em padrões de IFC existentes, para usos avançados de BIM (por exemplo, modelagem 4D, 5D e CAFM, entre outros).

 

O Revit está sendo usado em conexão com o Dynamo Scripting e com add-ons especiais para atender a necessidades específicas, no caso de modelagem de uma estrutura longa e complexa como o túnel. Isso permite a eficiência na modelagem de segmentos longitudinais longos e seu detalhamento.

A troca de modelos 4D e 5D entre diferentes soluções de software (equipe de projeto, supervisão e futura empreiteira) apresenta outro desafio, que é e será gerenciado com soluções de interoperabilidade customizadas.

Planejamento e engenharia preliminar

A equipe aprimorou o processo de desenvolvimento geral do projeto ao entender melhor as necessidades especiais dos clientes (por exemplo, uso de informações do projeto na fase operacional, transparência de investimentos, melhor controle do projeto etc.). A análise dos requisitos levou ao melhor planejamento das fases de desenvolvimento e documentação do projeto no Plano de execução de BIM.

Com o uso do BIM nos estágios iniciais do projeto, ele pôde ser visualizado e comunicado a todos os participantes. Foi a primeira vez que todo o planejamento de instalações, geologia e infraestrutura (distribuído em três diferentes sistemas de coordenadas de projeto, ou seja, austríaco, esloveno e local) foi unido em um só modelo. A quantificação e a estimativa de preços iniciais (modelos 4D e 5D) foram criadas nesse estágio, resultando na compreensão mais clara do projeto.

Assistir ao vídeo >

Modelo de projeto BIM

Modelo federado

Modelo estrutural do túnel

Projeto detalhado

A equipe aprimorou a consistência da documentação do projeto por meio de verificações constantes para o controle de qualidade (identificação de inconsistências entre modelos parciais e avaliação de mudanças no projeto, com sua comunicação e implementação). Também foram usados modelos estruturais para detalhamento de reforços. Isso gerou economia de tempo, pois vários projetistas podiam trabalhar nos mesmos modelos simultaneamente. 

  • As mudanças ocorridas no projeto durante o processo de colaboração e o desenvolvimento do projeto foram implementadas em modelos de outras disciplinas (e, consequentemente, em desenhos gerados com base em modelos) com mais eficiência com o uso do padrão BCF para comunicação baseada em modelo.
  • Modelo 5D gerado com base em aplicativo. Foram usados 160 modelos parciais para verificar atentamente as quantidades fornecidas pelas diferentes disciplinas envolvidas no projeto e criar estimativas de custo mais precisas.
  • As estimativas de custo foram apresentadas ao cliente em vários relatórios, planilhas e simulação.
  • Os serviços de manutenção puderam comentar as soluções de projeto usando modelos 3D precisos desde o início, otimizando o projeto em relação aos equipamentos disponíveis.

Análise e simulação integradas

O Autodesk Navisworks Manage foi usado para unir todos os modelos parciais criados em três diferentes sistemas de coordenadas e vinculou os elementos ao cronograma criado no Microsoft Project resultando em um modelo 4D abrangente, usado para analisar e otimizar a sequência de atividades. Com isso, a equipe do projeto conseguiu visualizar o cronograma e comunicar sugestões de melhoria.

Os mesmos cronograma e modelos parciais foram usados para criar um modelo 5D no software RIB iTWO e analisar as estimativas de custo. O modelo 3D geológico combinado aos modelos de túnel do Revit formaram a base da análise numérica em 3D para a escavação e o suporte do túnel. Foi desenvolvido um código de programa interno que permitiu a comunicação direta entre os modelos geológico e numéricos.

Modelo de projeto BIM

Comunicação e colaboração

Colaboração interna – BIM fechado: o Revit Server é usado internamente pelas disciplinas que estão usando o Revit como ferramenta de criação de projeto. A comunicação integrada e o compartilhamento de modelos aceleram a coordenação interna e o desenvolvimento do projeto, pois muitos modeladores podem trabalhar simultaneamente no mesmo modelo. Colaboração interdisciplinar – BIM aberto: os padrões IFC e BCF são usados no compartilhamento de modelos entre as disciplinas. O motivo é que esse desenvolvimento de projeto envolve hoje dez empresas de projeto e várias ferramentas de criação (RevitCivil 3D, Allplan e ArchiCAD, Urbano). Um Ambiente de dados comum (ownCloud e BIM Collab) é usado para a troca interdisciplinar de arquivos e para vincular, ou seja, sincronizar modelos de referência IFC e BCFs com ferramentas de criação de projeto, modelos de coordenação e modelos 4D e 5D. Todos os outros documentos (desenhos, relatórios etc.) também são trocados e armazenados na mesma plataforma. 

Assistir ao vídeo >

 


Usando o LiDAR para digitalização das partes já existentes do túnel, pudemos analisar os requisitos para futuras escavações, elaboração de novo perfil e aterro. Dados brutos do LiDAR foram usados em outros pontos para produzir modelos de superfície precisos. A realidade aumentada foi introduzida no túnel para um melhor entendimento da geologia do entorno.

Os modelos de realidade virtual permitiram a comunicação eficiente com vários participantes importantes do projeto. Com o uso de uma solução estável baseada em nuvem, as soluções de projeto ficam prontamente disponíveis em qualquer local com capacidade de transferência de dados suficiente. No estágio de construção, o modelo será constantemente atualizado durante a escavação, e todas as informações sobre o local estarão em um só modelo para uso futuro.


Produtos

Além dos produtos tradicionais de um projeto (desenhos, relatórios técnicos etc.), os pacotes a serem enviados possuem os seguintes produtos BIM: 

Fase de projeto

  • Plano de execução BIM (BEP, BIM Execution Plan).
  • Modelos 3D parciais (disciplinas) fornecidos no formato padrão IFC
  • Modelos de coordenação e relatórios de verificação de controle de qualidade
  • Modelos 4D e 5D fornecidos em diferentes planilhas, relatórios e também simulação

Fase de construção

  • Modelos "as-built" no formato padrão IFC com a documentação "as-built" vinculada necessária para o gerenciamento de instalações (repositório central de dados "as-built")
  • Modelos de coordenação e relatórios de controle de qualidade
  • Modelos 5D para uso em relatórios de andamento do projeto e controle por parte da empreiteira e dos supervisores

Um dos principais requisitos implementados no decorrer do BEP no processo de modelagem e nos produtos é uma definição consistente de dados de Nível de detalhe (LoD, Level of Detail) e Nível de informação (LoI, Level of Information). Uma classificação de elementos de tunelamento e tabelas de atributos foram criadas em colaboração com o Cliente (departamento de supervisão e gestão de instalações) e implementadas em modelos em um conjunto especial de Propriedades de IFC específico do projeto. As tabelas de atributos serão desenvolvidas no decorrer do processo e incorporadas aos modelos.

Resultados

  • Consistência e precisão da documentação do projeto (modelos, desenhos, listas de quantidades, estimativas de custo, cronogramas e relatórios de andamento, entre outros itens)
  • Melhor comunicação entre os participantes do projeto (Ambiente de dados comum, revisão baseada em modelo, visualizações, comunicação baseada em modelo)
  • Estimativa e controle de custos aprimorados, otimização da tecnologia de construção (sequenciamento), controle do andamento da construção e mudanças no campo, otimização de processos de gerenciamento de instalações

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