Practical Application of Augmented Reality and BIM Concepts in Optimizing Structural Projects at Sharks Engineering Company.
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7897348
Sandy Germano Vasconcelos¹
Reginaldo Beserra Alves²
Érika Cristina Nogueira Marques Pinheiro³
Marco Antonio Almeida4
RESUMO
O presente trabalho apresenta aplicação da Realidade Aumentada (RA) e do conceito de modelagem da informação da construção (BIM) na empresa Sharks Engenharia para otimização de projetos. Embora a RA ainda enfrente obstáculos em sua inserção na construção civil devido ao pouco conhecimento de gestores e técnicos, o BIM permite visualizar de forma mais eficiente todas as condições exigidas na construção, facilitando a comunicação entre os profissionais envolvidos em um projeto. Como metodologia foi adotada a pesquisa qualitativa e exploratória Como resultado, aplicação da RA permite mais qualidade e agilidade nas diversas etapas da construção civil, e a ideia da aplicação na empresa Sharks Engenharia surgiu com a necessidade de facilitar a visualização e execução dos projetos estruturais.
Palavras-Chaves: Realidade Aumentada. BIM. projetos estruturais. Sharks Engenharia
ABSTRACT
This paper describes the application of Augmented Reality (AR) and Building Information Modeling (BIM) concepts in Sharks Engenharia company for project optimization. While AR still faces obstacles in its integration into the construction industry due to the limited knowledge of managers and technicians, BIM enables more efficient visualization of all construction requirements, facilitating communication among professionals involved in a project. A qualitative and exploratory research methodology was adopted. As a result, the implementation of AR allows for higher quality and agility in various stages of the construction process, and the idea of applying it in Sharks Engenharia arose from the need to facilitate visualization and execution of structural projects.
Keywords: Augmented Reality, BIM, Structural Projects, Sharks Engenharia.
1 INTRODUÇÃO
Os avanços tecnológicos trazem consigo infinitas possibilidades, que atualmente com a presença de smartphones têm ficado cada vez mais acessíveis. O que antes era pouco acessível para a maioria das pessoas e utilizado somente com equipamentos caros, no cenário atual pode ser visto e utilizado com facilidade. Entre tais, está a representação em Realidade Aumentada (RA). Nessa situação, observa-se que a crescente demanda da adoção da tecnologia de Realidade Aumentada tem produzido efeitos notáveis de projetos e realização de construções. Todavia, percebe-se que essas informações ainda são pouco conhecidas por gestores e técnicos, que, por consequência, geram obstáculos para inserção dessas modernas tecnologias na construção civil.
A modelagem da informação da construção (BIM), mais especificamente aplicada a projeto estrutural, constitui-se de uma série de procedimentos de modelagem para a projeção de obras de construção civil. É possível visualizar, por meio dessa técnica, a forma mais eficiente para todas as condições necessárias da construção, já que para uma melhor comunicação, o BIM agrega uma grande quantidade de informações ao modelo trabalhado, uma vez que várias disciplinas são incorporadas em um único modelo, que é compartilhado entre todos os profissionais envolvidos em um determinado projeto. Esse tema foi proposto a partir da compreensão da necessidade de alinhar o conhecimento científico-acadêmico com a aplicação prática de softwares de visualização e projeto tridimensional da engenharia civil em projetos estruturais.
Para tal, trata-se de uma aplicação prática por se tratar de uma pesquisa feita dentro de uma empresa, com resultado no final da pesquisa, para mostrar que os ganhos obtidos por meio do uso de modelos virtuais, é factível ir além do estágio preliminar de elaboração de um projeto, uma vez que representações mais envolventes e próximas da vivencia espacial real simplificam a compreensão deste. (FREITAS, 2015).
Partindo dessa ideia, o presente trabalho final de graduação tem em vista a aplicação da realidade aumentada e conceitos BIM a projetos estruturais na empresa Sharks Engenharia. O estudo pode contribuir para a visualização real do projeto, utilizando os comandos a partir da tela de um smartphone visualizado em RA, utilizando o aplicativo AuginApp..
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 OBJETIVO GERAL
Apresentar um estudo de aplicação prática da Realidade Aumentada e conceitos Bim na otimização de projetos estruturais na empresa Sharks Engenharia de forma a usufruir o avanço tecnológico, facilitando uma pré-visualização mais precisa nessa fase projeto.
1.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Realizar revisão bibliográfica sobre Realidade Aumentada e BIM de forma geral.
- Analisar com câmera de smartphone, o projeto em planta baixa criado por software especifico em projeto estrutural.
- Demonstrar o resultado do projeto de forma virtual, utilizando o aplicativo AuginApp para visualização do projeto em Realidade Aumentada.
1.1.3 JUSTIFICATIVA
De modo geral, este tema baseia-se em apresentar um estudo voltado para uma aplicação da Realidade Aumentada na área de projetos estruturais , que permite o uso de mais uma opção tecnológica, com o intuito de fomentar mais qualidade e agilidade nas mais diversas etapas da construção civil. Com uma busca cada vez maior por imóveis, torna-se cada vez mais importante estimular a rapidez sem a perda de qualidade na construção. Essa nova realidade tem-se revelado como uma predileção mundial pelo BIM, deixando de lado a utilização do CAD, ainda que inserido tardiamente no Brasil, consequentemente os projetos estruturais tendem a seguir essa mesma realidade
A ideia da aplicação da Realidade Aumentada dentro da empresa Sharks Engenharia surgiu com a necessidade de mostrar o processo de criação e montagem de projetos estruturais, podendo também abranger outras etapas da obra para facilitar a visualização desses projetos com essa ferramenta associada ao BIM e proporcionar formas para que a empresa tenha possibilidade executar ações e observar as reações produzidas imediatamente, mostrando de maneira tridimensional um o ambiente real, se movimentando de acordo com a vontade e a necessidade do profissional.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 CONCEITOS DE REALIDADE AUMENTADA
De acordo com Craig, Sherman e Wil (2013), a Realidade Aumentada é uma tecnologia que possibilita a sobreposição de informações virtuais ao mundo físico, criando uma nova realidade mista que pode ser explorada por meio de dispositivos eletrônicos. Essa tecnologia oferece ao usuário uma nova dimensão de experiência, combinando o mundo real com o virtual de forma integrada e interativa.
Ainda de acordo com Sherman e Will (2013) sobre Realidade Aumentada pode ser encontrada em diversas áreas, como:
- Entretenimento: Jogos e aplicativos de Realidade Aumentada que permitem aos usuários interagir com personagens e objetos virtuais no mundo real.
- Publicidade e Marketing: Anúncios e campanhas de marketing que utilizam a Realidade Aumentada para criar experiências interativas e imersivas.
- Educação: Aplicativos de Realidade Aumentada que permitem aos alunos de forma mais interativa e visual, permitindo que os alunos vejam e interajam com objetos virtuais em contexto real.
- Arquitetura e Design: Uso da Realidade Amentada em projetos de construção para permitir que arquitetos e clientes visualizem o projeto em um contexto real antes mesmo de ser construído.
Figura 1: Utilização de óculos translucido para visualização de projeto arquitetônico
2.2 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
A realidade aumentada é uma tecnologia que tem sido cada vez mais utilizada na construção civil. Segundo Kim e col. (2020), a realidade aumentada permite a visualização de modelos 3D de construções em tempo real, permitindo que os profissionais da área possam realizar ajustes e simulações em tempo real. Além disso, a tecnologia permite a sobreposição de informações virtuais sobre o mundo real, o que possibilita que as construções permaneçam em diferentes perspectivas, aumentando a precisão das análises.
De acordo com Tang et al. (2019), a realidade aumentada tem sido utilizada na construção civil para finalidades diversas, como a visualização de modelos BIM (Building Information Modeling) em tempo real, a detecção de interferências e colisões entre elementos construtivos, e a identificação de problemas relacionados à acessibilidade e segurança.
Outra aplicação da realidade aumentada na construção civil é a utilização de tabletes e smartphones para a visualização de modelos em 3D no canteiro de obras, permitindo que os profissionais possam realizar ajustes e correções em tempo real (Yang et al. 2019)
2.3 A OTIMIZAÇÃO DO BIM EM PROJETOS
Segundo Reis e cols. (2018), a otimização do uso do BIM em projetos relacionados podem trazer diversos benefícios, como a redução de erros e retrabalhos, melhoria na comunicação entre as equipes, economia de tempo e de materiais, além de permitir uma melhor visualização e simulação do projeto.
Para obter esses benefícios, é necessário que a equipe envolvida no projeto esteja capacitada para utilizar o BIM de forma eficiente. É importante que os profissionais envolvidos, como engenheiros e arquitetos, conheçam as ferramentas de modelagem e análise do BIM, além de possuírem conhecimento técnico para interpretar as informações geradas pelo sistema. (REIS, D. et al.2018)
2.4 DAS VANTAGENS TÉCNICAS DA REALIDADE AUMENTADA E CONCEITOS BIM
A aplicação da Realidade Aumentada (RA) e da otimização do BIM e projetos desenvolvidos pode trazer diversas vantagens para indústria da construção civil. Segunda Casas, Cerezo & Yagüe (2019), o o RA permite a visualização e interação dos elementos virtuais em tempo real no mundo físico, melhorando a comunicação entre as equipes e aumentando a precisão das informações. Por sua vez, a otimização do BIM permite o gerenciamento mais eficiente das informações dos projetos, tonando possível a análise de dados em tempo real e detecção de possíveis conflitos antes do início da construção.
Além disso, o RA e a otimização do BIM podem auxiliar na melhoria da segurança no canteiro de obras, redução de custos e no aumento da eficiência da construção, conforme afirmam Zang et al. (2018). Por meio da RA, é possível fazer simulações e treinamentos em ambientes virtuais para garantir a segurança dos trabalhadores. Já a otimização do BIM, permite a criação de modelos digitais mais preciso, possibilitando a identificação e correção de possíveis erros antes da execução da obra.
Segundo Moretti, Bogni & Blasi (2020), a utilização da RA em conjunto com a otimização do BIM também permite o desenvolvimento de projetos mais elaborados. Isso porque é possível analisar o desempenho energético da edificação e identificar possíveis melhorias na eficiência energética.
Em resumo, a aplicação da RA e da otimização do BIM em projetos independentes pode trazer diversas vantagens para a indústria da construção civil, como a melhoria na comunicação entre as equipes, maior precisão das informações, melhoria da segurança do canteiro de obras, redução de custos, aumento da eficiência da construção e desenvolvimento de projetos mais sustentáveis.
FIGURA 2 – Realidade Aumentada
3 METODOLOGIA
Para a construção deste artigo foi empregada a pesquisa bibliográfica e o estudo de caso, tendo como objetivo demonstrar a aplicação de métodos tecnológicos voltados para construção civil, mais especificamente na área de projetos estruturais dentro da empresa Sharks Engenharia. Na pesquisa bibliográfica, foi realizada uma coleta de modo geral os estudos técnicos e científicos sobre o tema em bases de dados para a construção da proposta de estudo. A pesquisa é considerada qualitativa, em termos de objetivos, pois feito o levantamento visual de projeto estrutural de uma construção utilizado por aplicativo de Realidade Aumentada, o AuginApp, através de um projeto já pronto criada em software estrutural. Quanto a abordagem, é considerada descritiva, pois foi feita a capturas fotográfica descritas através dessa planta baixa, criando-se uma visualização antecipada dessa construção para aplicabilidade da pesquisa e realizada uma coleta de estudos técnicos e científicos sobre o tema em bases de dados para a construção da proposta de estudo.
Empregou-se o software de dimensionamento estrutural da plataforma BIM juntamente com o aplicativo AuginApp, onde foram realizadas analises e testes mais específicos. Essa abordagem contribuiu significativamente para o aprimoramento da equipe, promovendo discussões sobre a melhor forma de utilização de cada software pelos profissionais. Além disso, a pratica da utilização de software BIM enriquecem o conhecimento em relação aos métodos construtivos mais atuais. Vale ressaltar, que a análise e o aprendizado do software e aplicativo em questão foram cruciais, agregando valor informacional ao modelo produzido.
Figura 3 – Fluxograma da Metodologia
4 ESTUDO DE CASO
O estudo foi realizado na Empresa Sharks Engenharia, utilizando uma câmera smartphone como leitor para captura fotográfica de um QR Code (figura 4) no qual utilizou-se o aplicativo AuginApp.
Figura 4 – QR Code do projeto estrutural
A partir da captura, o aplicativo reconhece o projeto criado dentro do software estrutural, que posteriormente o usuário pode fazer uma projeção em qualquer ambiente e o aplicativo Augin tem como objetivo ser a ferramenta a projetar essa projeção.
Figura 5 – Aplicativo Augin
O aplicativo (figura 5) foi baixado facilmente no dispositivo móvel, onde o mesmo posteriormente dispôs de algumas ferramentas que também tem plug-ins que facilita a interoperabilidade, ou seja, por fazer parte da plataforma BIM ele executa projetos criado pela mesma trocando informações entre elas.
Apartir daí, foi disponibilizado um projeto estrutural no formato IFC, onde que exibe o projeto dentro da plataforma e o executa (figuras 6 e 7)
Figura 6 – Demonstração do Projeto na visão superior
Figura 7 – Projeto na horizontal
Percebe-se que, como descrito nas imagens anteriores já se observa os benefícios que são particularmente relevantes, já que nessa tecnologia pode-se ver a melhoria da visualização do projeto, ter o aumento da produtividade, melhoria da mão de obra e aumento de produtividade, além de reduzir os custos em diversos processos ter uma visualização bastante detalhada, sendo esse o maior benefício a visualização bastante detalhada na RA e o BIM no canteiro de obra para melhor compreensão do projeto, sendo analisada antes mesmo do início da obra.
Como descrito, a empresa promove significativa para a melhoria da equipe e execução de projetos e a partir da para o aprimoramento da equipe, promovendo discussões sobre a melhor forma de utilização de cada software pelos profissionais. Além disso, a pratica da utilização de software BIM enriquecem o conhecimento em relação aos métodos construtivos mais atuais. Vale lembrar, que a análise e o aprendizado do software e aplicativo em questão foram cruciais, agregando valor informacional ao modelo produzido.
A seguir, vê-se a aplicação da RA na prática e com a otimização da interoperatividade no BIM. Como resultado, as figuras 8,9 e 10, mostram na pratica o que foi descrito anteriormente.
Figura 8: Foto1 Elemento estrutural reproduzido no Augin
Figura 9: Foto2 Elemento estrutural reproduzido no Augin
Figura 10: Foto3 Elemento estrutural reproduzido no Augin
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Portanto, os avanços tecnológicos trazem consigo diversas possiblidades que têm sido cada vez mais acessíveis com a presença dos smartphones. E a Realidade Aumentada têm-se mostrado cada vez mais presente e utilizada na construção civil, assim permitindo uma visualização mais precisa e uma prévia da obra, mesmo em meio a dificuldade para ser introduzida por parte de gestores e técnicos.
Outrossim, a ideia de aplicar a Realidade Aumentada na Sharks Engenharia surgiu para mostrar o processo de criação e montagem de projetos elaborados e outras etapas de obra, como foi exemplificado nas figuras 8, 9 e 10, tornando mais fácil a visualização com essa ferramenta associada ao BIM. Essa solução permite que a empresa possa executar ações e observar as reações de forma imediata proporcionando a visualização tridimensional do ambiente real que pode ser manipulado de acordo com a vontade e a necessidade do profissional. Assim, é fundamental na otimização de projetos concluídos.
Então, conclui-se que foi possível perceber que com a implantação dessas tecnologias a aplicação da Realidade Aumentada e do BIM trouxe o aumento de produtividade para empresa e agilizou os processos de obra , além de evitar desperdícios. A visualização detalhada fornecida pelo RA e BIM no canteiro, permite uma melhor compreensão do projeto antes mesmo de começar a obra, deixando assim a equipe mais confiante a todo momento.
REFERÊNCIAS
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FREITAS, Lucas Carvalho de. A utilização de modelos virtuais na elaboração de projetos: estudo de casa em uma empresa do setor de construção civil. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
KIM, M., LEE, G., KIM, J. & CHO, Y. (2020). Uma revisão de aplicações de realidade aumentada para gerenciamento de segurança de construção. Journal of Construction Engineering and Management, 146 (4), 04020016.
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TORI, Romero et al. Fundamentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumentada. 1. ed. Belém: Editora SBC, 2006. ISBN 85-7669-068-3.
UP ENGENHARIA. Realidade Aumentada: a tecnologia que está revolucionando a Construção Civil. UP Engenharia, 2020. Disponível em: https://upengenharia.com.br/blog/realidade-aumentada/. Acesso em: 19 abr. 2023.
YANG, X., LI, H., ZHENG, Y., & CHEN, S. (2019). Um estudo de visualização baseada em realidade aumentada para gerenciamento de construção. Automação na Construção, 103, 165-176.
¹Acadêmico do Curso de Engenharia Civil / Universidade Nilton Lins
Av. Prof. Nilton Lins – Bairro Flores – Manaus – AM
Email: sandygermano555@gmail.com
²Orientador Engenheiro Mecânico e de Segurança do Trabalho
Especialista em Gestão Ambiental e Manutenção Industrial
Av. Prof. Nilton Lins – Bairro Flores – Manaus – AM
Email: balves.reginaldo@gmail.com
³Engenheira Civil e de Segurança do Trabalho
Especialista em Didática no Ensino Superior Tutoria e Docência em EAD
Av. Prof. Nilton Lins – Bairro Flores – Manaus – AM
Email: erikamarquespinheiro@gmail.com
4Co Orientador Engenheiro Civil
Especialista em Estruturas de Concreto Armado
Av. Maneca Marques – Parque 10 de Novembro – Manaus – AM
Email: marcoalmeida@sharksengenharia.com