Gêmeos digitais na esfera pública

uma experiência na graduação em arquitetura e urbanismo

Resumo

O presente trabalho apresenta uma experiência que está sendo realizada na Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) com a aplicação de gêmeos digitais, através de Internet das Coisas (IoT) e Modelagem de Informação da Construção (BIM), a fim de melhorar a gestão das edificações na instituição. Em primeiro lugar, é preciso contextualizar que a infraestrutura edificada da UFJF é gerenciada por sua Pró-Reitoria de Infraestrutura e Gestão (PROINFRA) e que, nesse momento, ainda não adaptou em todo seu escritório de projetos para uma gestão em BIM, no entanto, acreditamos que seria proveitoso à instituição que essa adaptação ocorresse em paralelo com a implantação dos gêmeos digitais buscando a compatibilização e compreensão mútua entre os projetistas e os profissionais da gestão. Neste contexto, em 2018, se inicia um projeto com objetivo de modelar as edificações da UFJF em BIM para colaborar com o gerenciamento realizado pela PROINFRA  enquadrado como um Treinamento Profissional-TP (um tipo de programa próprio da UFJF, com objetivo de permitir aperfeiçoamento profissional dos alunos em áreas de interesse específico compatíveis com a habilitação cursada) na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo (FAU-UFJF). Até a suspensão das atividades em março de 2020, devido à pandemia do coronavírus, o TP havia conseguido modelar algumas edificações, e a retomada dos trabalhos em março de 2023 toma um novo viés com a oportunidade de trabalhar com Gêmeos Digitais. Tal oportunidade se deve à iniciativa dos profissionais de Engenharia Elétrica da PROINFRA de sensoriar uma edificação visando a obtenção de dados para aprimoramento da eficiência energética no campus da UFJF. Dessa forma, surgiu o grupo de trabalho, contando com docentes, técnicos administrativos e discentes. Assim, além de contribuir com a instituição, o projeto apresenta aos discentes desafios reais, a serem superados por uma equipe multidisciplinar através de conceitos inovadores na área da manutenção e operação de edificações.

Este projeto de TP ainda se encontra em desenvolvimento e o planejamento das atividades se deu com base em Machado (2018). O método que a autora apresenta em sua dissertação estabelece duas linhas de processos, uma que diz respeito aos sensores e dados e outra que diz respeito ao modelo da edificação. Dessa forma, a execução dos trabalhos foi proposta para ser realizada em duas equipes, uma equipe de projetos da edificação e outra equipe de projetos e montagem dos sensores. A primeira fase foi a seleção das edificações a receberem os sensores, sendo elas o Galpão da FAU-UFJF e o prédio da Faculdade de Educação (FACED - UFJF). O primeiro foi escolhido por ser um dos edifícios cuja arquitetura foi modelada previamente, possibilitando testes e protótipos mais rápidos, e o segundo por características próprias das instalações elétricas do local, facilitando futuras análises de eficiência energética. Sendo assim, a equipe de modelagem passou à etapa seguinte que foi o levantamento das edificações, no caso da FAU-UFJF, já havia o modelo no software Revit mas que não possuía as instalações elétricas, que estão no processo de serem levantadas in loco, e no caso da FACED-UFJF, o levantamento documental mostrou que há todo o conjunto de projetos possível de ser modelado. O passo seguinte é a modelagem, no caso da FAU-UFJF resta a modelagem das instalações elétricas, no caso da FACED-UFJF, o trabalho será iniciado com base na documentação existente na PROINFRA. Então, os trabalhos começam a se aproximar da IoT, já que a etapa seguinte é dedicada a estabelecer a comunicação entre os parâmetros do modelo e os dados que serão medidos pelos sensores. Por fim, teremos uma última etapa que visa criar uma interface gráfica para a leitura e análise de dados dentro do modelo de projeto.

Até o momento, este projeto vem apresentando resultados muito promissores, principalmente em relação à participação discente. Apoiada em uma aprendizagem baseada em projetos, a natureza prática das atividades,  bem como a multidisciplinaridade do tema vem trazendo engajamento e interesse da equipe aos trabalhos com gêmeos digitais. O fato de o TP tratar de uma etapa do ciclo de vida da edificação que raramente é vista no curso de Arquitetura e Urbanismo, no caso a etapa de manutenção e operação, também traz resultados positivos e os alunos percebem diretamente a relação com as disciplinas de modelagem em BIM, técnicas construtivas e instalações prediais. A dedicação dos discentes ao TPl é de 12 horas por semana e suas atividades envolvem uso dos softwares da Autodesk, principalmente AutoCAD e Revit, incluindo o Dynamo, e planilhas Google. A equipe que trabalha com a modelagem da edificação vem desenvolvendo competências do conjunto operacional relacionadas ao tópico de Modelagem em Geral (o01) e entendendo as interfaces com o tópico de Operação e Manutenção (o06), em um processo em estágio colaborativo . Os usos gerais do modelo BIM aplicados por esta equipe são de Modelagem de Arquitetura (1010), Modelagem de Sistemas de Iluminação (1250) e Baixa-Tensão (1320). Entre os usos de domínio destacamos a Representação como Construído (2030) e a Interface BIM/IoT (8050) (BIMEXCELENCE.ORG, 2023).