Fabricação digital e BIM: estudo para planejamento de disciplina em pós-graduação no estado do RN

Abstract

O setor da construção civil ainda apresenta um cenário de mão de obra pouco especializada, predominantemente artesanal, e está entre os setores que menos investe no uso de tecnologias para ganho de produtividade. A fabricação digital, que já é amplamente utilizada na manufatura, está ganhando espaço para soluções da construção civil. Além de reduzir desperdícios de materiais na construção, o uso da tecnologia proporciona maior liberdade arquitetônica para projetar estruturas com geometrias complexas e difíceis de executar (KHOSHNEVIS, 2004). Os métodos mais utilizados para esta finalidade incluem os sistemas subtrativo, que usa solução de desbaste por fresas que se movem automaticamente; conformativo, que utiliza um molde versátil capaz de se adaptar a diferentes formas; e o sistema aditivo, em que camadas de material são sobrepostas sucessivamente (CAMPOS e LOPES, 2017). A Modelagem da Informação da Construção (BIM) tem como produto uma representação digital das características físicas e funcionais de uma instalação e seus componentes (STEHLING e RUSCHEL, 2015). Tendo em vista que a metodologia BIM e a fabricação digital têm, como ponto em comum, a modelagem em ambiente virtual de algo a ser executado fisicamente, procurou-se identificar se as duas tecnologias estão sendo abordadas associadamente dentro do ensino local, de maneira que isto permitisse conhecer o contexto para melhor planejar uma disciplina do curso de pós graduação em BIM de uma universidade privada. Desse modo, este trabalho tem como objetivo: 1) mapear as experiências da fabricação digital no estado do Rio Grande do Norte; 2) analisar as experiências de ensino, aprendizagem e sua prática associada ao uso da metodologia BIM; e 3) direcionar o planejamento de disciplina a ser ministrada na pós-graduação de BIM da Universidade Potiguar. Neste contexto, foi realizada uma pesquisa através de uma entrevista estruturada, tendo como base um questionário elaborado na plataforma do Google Forms, com foco no público que já teve alguma experiência no assunto, seja profissional ou educacional. O formulário continha algumas perguntas em que era possível marcar mais de uma opção e foi estruturado em três seções que tratavam, respectivamente, sobre: 1) O entrevistado e a instituição de ensino, que identifica o perfil do voluntário e de que maneira teve contato com o assunto; 2) Prototipagem e fabricação digital, que descreve como se deu a experiência com relação ao setor aplicado, o método de fabricação, o tipo de impressão, o formato de arquivo ideal, o tipo de material e o software utilizado; 3) BIM e fabricação digital, que identifica se o entrevistado conhece o termo BIM, se aplicou as duas tecnologias associadas e um possível relato sobre a experiência prática. Além de conhecer o cenário do ensino desta temática no estado do Rio Grande do Norte, a pesquisa teve a finalidade de orientar o planejamento de uma disciplina que será ministrada no curso de pós-graduação em BIM da Universidade Potiguar, com carga horária de vinte horas, em caráter obrigatório para obtenção do título de especialista, na qual abordará a fabricação digital e internet das coisas. O curso se destina a profissionais da indústria da Arquitetura, Engenharia, Construção e Operação (AECO), e a disciplina de que se trata busca agregar conteúdo de inovação à grade do curso, de maneira a fomentar a propagação de novas possibilidades que podem beneficiar o setor da construção civil, promovendo o ganho de produtividade, por exemplo. A intenção era obter informações de experiências práticas com o propósito de mostrar, na sala de aula, a forma que está sendo desenvolvida a fabricação digital associada ao BIM para a construção civil no mercado local. Dessa forma, as respostas foram analisadas e reunidas em alguns gráficos representativos que estão demonstrados no pôster desta publicação. Referente ao perfil, percebeu-se que grande parte dos entrevistados teve experiência com o tema dentro das universidades, através da graduação ou do mestrado, somando 44% do total. Vale destacar que 25% procurou cursos livres para estudar o tema, tendo os demais conhecido o assunto por meio de curso técnico, pós-graduação e pesquisa independente. Também foi possível observar que 32% teve o conteúdo abordado em ações extracurriculares, 27% estudou dentro de alguma disciplina do curso e 41% corresponde a quem teve experiência profissional, em projeto de pesquisa ou acadêmico e estágio. A maioria dos entrevistados, não teve uma experiência prática de fabricação, dos que praticaram, 53% empregou o sistema ativo, 29% utilizou o sistema subtrativo, e 18% o conformativo. Destas vivências, 50% executou a fabricação por meio de impressora em pórtico sob trilhos, e 50%, utilizou impressoras cartesianas e de coordenadas polares ou de filamento, e o formato de arquivo ideal, segundo os voluntários, seria o STL. Em geral, dos materiais utilizados para impressão, destacaram-se mais os polímeros e em seguida materiais cimentícios. Além disso, um relato livre chamou atenção: um grupo de profissionais de engenharia civil do estado executou a primeira casa impressa em 3D do Brasil, em escala real. Neste caso, realizou-se a impressão das paredes com geometria similar a blocos de concreto, utilizando argamassa de alta resistência específica para impressão, que pode executar até 12m² por hora. Sem dúvidas, isto mostra que é possível aplicar a fabricação digital na construção civil para ganho de produtividade. Outro ponto interessante é que, dos entrevistados, 97,1% afirmaram já conhecer o termo BIM, e pelo menos 44% utilizaram um software BIM na modelagem do projeto. No que diz respeito aos cuidados com a modelagem, esta é diretamente ligada ao método da fabricação, material, tempo e limitações específicas da máquina utilizada. Em um dos casos relatados, foi realizada a impressão com material polimérico de um prédio em escala reduzida, para fins ilustrativos, sendo necessário aumentar a espessura das paredes para que fosse possível imprimir na escala desejada. Dessa forma, entendeu-se que a modelagem depende dos fins da fabricação, assim como, foi possível compreender melhor o uso do BIM associado a fabricação digital e auxiliar o planejamento da disciplina a ser ministrada. Apresentação no YouTube: https://youtu.be/RKWCAiDivN4