Métodos para otimizar alinhamentos em projetos de Infraestrutura em BIM

Infraestruturas rodoviárias e ferroviárias desempenham um papel importante no funcionamento de um país, estado ou município. E o alinhamento é uma parte importante no planejamento dessas infraestruturas, tendo efeitos significativos no ambiente.

Ao longo dos tempos, desenvolver alinhamentos com o melhor traçado respeitando as variáveis que lhe é apresentado como: declividade máxima, raios mínimos, pontos de interesses, áreas de proibição ou valores das áreas ao longo do traçado, valores sobre a construção entre terraplenagem ou viaduto/túnel, aspectos ambientais, entre outros não é de fato uma tarefa muito fácil. Segundo o Manual Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos de infreastrutura rodoviários em BIM do (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, DNIT, 1999) a avaliação apura se os benefícios estimados superam os custos com os projetos e execução das obras previstas. Entretanto como temos observados na engenharia o uso de métodos computacionais BIM em diversas áreas e não seria diferente para esta matéria sem integrarmos os recursos de modelagem da informação da construção (BIM) e sistema de informação geográfica (GIS) e processamento da nuvem (Cloud Data). Para obter essa integração usaremos o software Infraworks da Autodesk em conjunto com as informações GIS. Nesta linha que vamos apresentar algumas ferramentas que possam ajudá-lo a desenvolver um melhor traçado utilizando as variáveis possíveis e dados obtidos em site governamentais e particular. O esperado é obtermos um traçado ou traçados que possamos ter decisões com a maior assertividade em seu custo e benefícios.

Figura 1 - Estudo de traçado - Chapada do Guimarães/MT. (projetos infraestrutura BIM)

Figura 2 - Realinhamento de estrada sob solo mole - Caçapava/SP. (projetos infraestrutura BIM)

Figura 3 - Estudo de traçado a aerogeradores - Ipupiara/BA. (projetos infraestrutura BIM)

Sobre o software

InfraWorks® é um software de planejamento e projeto de infraestrutura, onde possibilita gerar modelos de contexto robustos com base em dados do mundo real, voltado a engenharia de infraestrutura amparado pelo BIM e GIS com serviços na nuvem que possibilitam o desenvolvimento de pequenos e grandes projetos com respostas rápidas e com apresentação visuais atraentes.

Modelagem dos dados

Obtendo os dados através de banco de dados disponíveis, levantamentos topográficos e de áreas e com o uso do gerador de modelo do próprio software, chegaremos ao modelo mais aproximado ao real para o estudo. Visão geral   Dentro do Infraworks Os dados suportados pelo infraworks são bem extensos tendo opções de interoperabilidade entre programas Autodesk, integração em serviços de nuvem e conexão a banco de dados externos. Fluxo da informação Para obtenção do modelo real para estudo de traçado no Infraworks. Estudo de caso Veremos abaixo um estudo rápido de caso para um contorno de uma cidade em Portugal, onde a necessidade é criar um novo contorno com acessos a duas autoestradas. Pontos de interesses Basicamente deverá ser definidos dois locais principais, o início e final com a opção de adicionar outro pontos onde deverá passar por algum motivo do estudo, como entroncamentos com outra via, área a ser desenvolvida etc.

Figura 6 - Estudo 01

Figura 7 - Estudo 02

Caracterização A caracterização das áreas é de importante relação com a otimização do seu alinhamento, pois deverá ser classificado cada área ao redor do local de estudo onde serão definidos nessas zonas as particularidades das áreas tais como: áreas proibidas; áreas de proteção; permissão com custo variados etc. Conforme imagem abaixo podemos observar essas zonas do estudo. Parâmetros do projeto Serão definidos os parâmetros de projeto a seguir, nomeadamente: Velocidade do projeto; Raio mínimo; Declividade máxima; Altura máxima de Aterro; Altura máxima para corte. E chamo aqui a atenção para estes dois últimos parâmetros, as alturas máximas que no caso é uma relação de custo, caso o aterro exceda sua altura máxima o algoritmo inverte para uma estrutura de Obra de Arte e no caso da altura de corte exceder o algoritmo troca para um túnel, tudo isso é calculado com a relação da melhor posição e custo. Figura 8 - Caracteristicas técnicas das auto-estradas interurbanas em topografia difícil Custos Nos custos, será alimentado de forma ao algoritmo perceber cada valor da sua construção a fim de chegar no melhor traçado com o melhor custo. Portanto não deixará de ser de total relevância alimentar com seus custos conhecidos, tais como, pavimentação, terraplenagem, e custo para estruturas de viadutos e túneis. Estes parâmetros podem ser variados por região porem o software vem com os custos preenchidos de uma forma balanceada. Mas é importante conhecer os custos da região estudada e alimentar conforme.

Resultados

O software após analisar os diversos dados introduzidos, relevo, zoneamento, parâmetros de projeto, custos e pontos de interesses entregará um relatório do custo, traçado e um modelo editável do traçado dentro do software. Aí você poderá ainda assim ajustar conforme suas expertises de projetista e conhecedor da área onde encontrará por fim um melhor traçado. O grande diferencial disto é que poderá fazer inúmeros estudos, alterando parâmetros iniciais e tendo respostas diferentes e mais uma vez com sua expertise poderá utilizar partes ou total de cada estudo, chegando a apresentações interessantes para os gestores.

Figura 9 - Resultados de 4 estudos

Com resultados interessantes e com respostas rápidas no uso de tecnologias BIM, GIS e Nuvem, eles poderão ser seus novos aliados no seu próximo projeto. Obrigado a todos.

Autor: Eduardo Soethe é Engenheiro civil com mais de 16 anos de experiência contínua em projetos de infraestrutura. Gerente de BIM por 6 anos em projetos de rodovias e vários artigos publicados sobre BIM para infraestrutura. Palestrante na Autodesk University Brasil e EUA de 2012 a 2017. Possui, entre outros, dos seguintes certificados emitidos pela Autodesk: BIM Specialist - Road and Highways Solution e BIM Highway and Transportation Infrastructure Modeling. E, ainda, é membro permanente do programa Autodesk Expert Elite.