Matriz Semântica para Projetos Aeroportuários no Brasil

408 Pages·2015·30.84 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE ARQUITEURA E URBANISMO
DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E
URBANISMO

Matriz Semântica para Projetos
Aeroportuários no Brasil

JULIO TOLLENDAL GOMES RIBEIRO

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Arquitetura e Urbanismo da Universidade de
Brasília (UnB), como requisito parcial para a obtenção
do título de Doutor em Arquitetura e Urbanismo.

Tese elaborada com apoio do Conselho Nacional
de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico – CNPQ
(Doutorado sanduiche na “Pennsylvania State University”)

Brasília, DF, 08 de julho de 2015
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE ARQUITEURA E URBANISMO
DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E
URBANISMO

Matriz Semântica para Projetos
Aeroportuários no Brasil

JULIO TOLLENDAL GOMES RIBEIRO

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Arquitetura e Urbanismo da Universidade de
Brasília (UnB), como requisito parcial para a obtenção
do título de Doutor em Arquitetura e Urbanismo.

ORIENTADOR: NEANDER FURTADO SILVA

Brasília, DF, 08 de julho de 2015
i
JULIO TOLLENDAL GOMES RIBEIRO
MATRIZ SEMÂNTICA PARA PROJETOS AEROPORTUÁRIOS NO BRASIL

Tese aprovada junto ao Programa de Pós-graduação em Arquitetura e
Urbanismo da Universidade de Brasília como requisito parcial para a
obtenção do título de Doutor em Arquitetura e Urbanismo.
Banca examinadora:

____________________________________________
DR. NEANDER FURTADO SILVA
Orientador –PPG/ FAU/ UnB

____________________________________________
DR. LOUKAS NICKOULAS KALISPERIS
Membro Titular – Pennsylvania State University

____________________________________________
DR. DAVID RODNEY LIONEL PENNINGTON
Membro Titular – FAC/ UnB

____________________________________________
DR. FRANCISCO LEITE AVIANI
Membro Titular – Design/ IDA/ UnB

____________________________________________
DR. MÁRCIO AUGUSTO ROMA BUZAR
Membro Titular – PPG/ FAU/ UnB

____________________________________________
DR. DANIEL RICHARD SANT’ANA
Suplente –PPG/ FAU/ UnB

Brasília, 08 de julho de 2015
ii
SUMÁRIO

ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES .............................................................................................................................. vi
RESUMO/ ABSTRACT..................................................................................................................................... xix
SÍMBOLOS, ABREVIATURAS, SIGLAS E CONVENÇÕES ................................................................... xx
1-INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................... 1
1.1- DA LAPISEIRA E PAPEL AOS MODELOS COMPUTACIONAIS DE INFORMAÇÃO DA
CONSTRUÇÃO ................................................................................................................................................... 1
1.2- ........ MATRIZ SEMÂNTICA COMO SUPORTE À MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA
CONSTRUÇÃO ................................................................................................................................................... 5
1.3-PROBLEMÁTICA ..................................................................................................................................... 8
1.4-HIPÓTESE .................................................................................................................................................. 9
1.5-OBJETIVOS .............................................................................................................................................. 10
1.5.1- OBJETIVO GERAL ......................................................................................................................... 10
1.5.2- OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................................... 10
1.6-ESTRUTURA DE TESE ........................................................................................................................ 11
1.6.1- ESTA TESE FOI ESTRUTURADA EM CINCO CAPÍTULOS. ............................................ 11
2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................................ 12
2.1- HISTÓRICO DOS SISTEMAS COMPUTACIONAIS E PROCESSO DE PROJETO
2.2- PROCESSOS SEQUENCIAIS DE PROJETO .................................................................................... 23
2.3- PROCESSOS DE PROJETO SIMULTÂNEOS .................................................................................. 25
2.4- SISTEMAS BIM ....................................................................................................................................... 32
2.5- NÍVEIS DE AMADURECIMENTO NOS SISTEMAS BIM ........................................................... 44
2.6- SISTEMAS BIM NO SETOR PÚBLICO BRASILEIRO ................................................................. 46
2.6.1- REINO UNIDO: AEROPORTOS DE GATWICK. ............................................................. 47
2.6.2- ESTADOS UNIDOS: DENVER. ............................................................................................ 48
2.7- AMBIENTE SIG ....................................................................................................................................... 49
2.8- O CONCEITO DE LOD, “LEVEL OF DETAIL” E “LEVEL OF DEVELOPMENT” ................ 51
2.9- COMPONENTES BIM ........................................................................................................................... 59
iii
2.10- ASSOCIAÇÃO DOS SISTEMAS BIM E SIG .................................................................................. 62
2.11- APLICAÇÃO DOS SISTEMAS BIM – PRECEDENTES IMPORTANTES ............................ 71
2.11.1- “GARDERMOEN AIRPORT”, OSLO, NORUEGA. ............................................................. 71
3-MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................................................ 77
3.1- MATRIZ SEMÂNTICA DE REGRAS DE ABSTRACAO DA INFORMAÇÃO ......................... 77
3.1.1- ESTRUTURA DA MATRIZ SEMÂNTICA – EXEMPLO DE CONSULTA ....................... 88
3.1.2- RELACAO ENTRE OS COMPONENTES PARAMÉTRICOS E A MATRIZ ................... 99
3.2- FORMACAO DE COMPONENTES PARAMÉTRICOS AEROPORTUÁRIOS .............. 100
3.2.1- A SELEÇÃO DOS COMPONENTES ACIMA OBEDECEU AOS CRITÉRIOS LISTADOS
ABAIXO. ...................................................................................................................................................... 101
3.2.1- ELABORAÇÃO DE COMPONENTES NOS SISTEMAS BIM ............................................... 102
3.2.2- ELEMENTOS PARA ELABORAÇÃO DE FAMÍLIAS ........................................................ 104
3.2.3- CRIAÇÃO DE NOVOS PARÂMETROS NO APLICATIVO REVIT®.............................. 106
3.3- MODELAGEM DO TERMINAL DE PASSAGEIROS REGIONAL DA INFRAERO NOS
SISTEMAS BIM E TESTE DO USO DA BIBLIOTECA DE COMPONENTES EM SEUS
MÚLTIPLOS NÍVEIS DE DETALHE .................................................................................................... 108
3.3.1- UTILIZAÇÃO DE COMPONENTES NATIVOS NO REVIT® ENVOLVEM: ................ 110
3.3.2- DOCUMENTAÇÃO TRIDIMENSIONAL .............................................................................. 115
3.4- SIMULAÇÃO DE ALTERAÇÕES DE PROJETO NO DESENVOLVIMENTO DE
ALTERNATIVAS PARA A CRIAÇÃO DE TORRE DE CONTROLE (TWR) NO TERMINAL DE
PASSAGEIROS REGIONAL ........................................................................................................................ 116
3.4.1- MODELAGEM DE EXPANSÃO DO TERMINAL REGIONAL ........................................ 122
4-DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ........................................................................................................... 125
4.1- RELAÇÕES DA MATRIZ SEMÂNTICA COM O PROCESSO DE PROJETO -
RESULTADOS DO DETALHAMENTO DO “CHECK-IN” .............................................................. 125
4.1.1- “HYPERLINKS (1) ................................................................................................................ 131
4.1.2- PROCESSOS DE PROJETO DE ARQUITETURA (2) ................................................. 132
4.1.3- INTERAÇÕES SISTÊMICAS (3) ....................................................................................... 143
4.1.4- INTERAÇÕES DAS ENGENHARIAS (4) ....................................................................... 145
iv
4.2- RESULTADOS DA ELABORAÇÃO DE NOVOS COMPONENTES NOS SISTEMAS BIM
............................................................................................................................................................................ 153
4.2.1- ILUSTRACAO E DISCUSSÃO DOS PASSOS REALIZADOS PARA CRIAÇÃO DE
NOVOS COMPONENTES PARAMÉTRICOS ................................................................................... 160
4.2.2- TESTE DE VARIAÇÃO DE LOD NOS SISTEMAS BIM - REVIT .................................. 171
4.2.3- IMPORTAÇÃO DE COMPONENTES NOS SIG ................................................................. 175
4.3- MODELAGEM DO TERMINAL DE PASSAGEIROS REGIONAL NOS SISTEMAS BIM
E TESTE DE EMPREGO DE COMPONENTES EM SEUS MÚLTIPLOS NÍVEIS DE
DETALHE ....................................................................................................................................................... 182
4.3.1- CONSTRUÇÃO DO MODELO BIM E PROCESSO DE ANÁLISE .................................. 183
4.3.2- MODELO BIM (REPRODUÇÃO POR MEIO DE MODELAGEM DO TERMINAL DE
PASSAGEIROS REGIONAL - ARQUIVOS 2D CEDIDOS PELA INFRAERO) ....................... 184
4.3.3- RESULTADOS GRAFICOS DA MODELAGEM (SISTEMAS BIM - REVIT®)............ 200
4.3.4- TESTE DE MODELAGEM DO TERRENO PARA PROCESSOS DE ANÁLISE NOS
ESTÁGIOS INICIAIS NO AUTODESK INFRAWORKS (SIG)...................................................... 205
4.4- SIMULAÇÃO DE EXPANSÃO DO TERMINAL EXISTENTE POR MEIO DE TRES
ALTERNATIVAS DE EXPANSAO DO TERMINAL EXISTENTE - PROJETO (TWR) ...... 213
4.4.1- RELACOES DA MATRIZ SEMANTICA E AS TORRES DE CONTROLE .................... 215
4.4.2- DEMONSTRACAO DOS PASSOS PARA EXPANSAO DE UMA DAS TORRES ........ 223
4.4.3- IMAGENS PERSPECTIVAS DAS ALTERNATIVAS DE PROJETO - TORRE DE
CONTROLE (TWR) ................................................................................................................................. 228
4.4.4- INFLUENCIA DOS SISTEMAS SIG NOS PROCESSO DE ANALISE E DE TOMADA
DE DECISAO NOS ESTAGIOS INICIAIS DE PROJETO ................................................................ 231
4.4.5- PERSPECTIVAS DO TERMINAL DE PASSAGEIROS REGIONAL DO BRASIL ... AS
FIGURAS 184 A 191 APRESENTAM PERSPECTIVAS DO TERMINAL REGIONAL
MODELADO. 237
FIGURA 184 - PÁTIO DE AERONAVES E PONTES DE EMBARQUE. ...................................... 237
5-CONCLUSÕES................................................................................................................................................ 241
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................................ 245
v
ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1- Modelo digital do Boeing 777, sendo esta a primeira aeronave projetada 100%
digitalmente. Fonte: KOLAREVIC, B. 2003). .................................................................................. 2
Figura 2- Desenho feito por Sansedoni no período Gótico]. Fonte: ROBBINS, Edward, 1944, p.14.
..................................................................................................................................................... 14
Figura 3- Processo de Concepção de Projeto. Fonte: (adaptado de LANG, 1974). .................... 18
Figura 4- Base de conhecimento. Fonte: adaptado de Bittencourt (2001). .............................. 21
Figura 5- Comparação do desenvolvimento de produto em engenharia sequencial e em
engenharia simultânea. Fonte: Adaptado de KRUGLIANSKAS,1995, apud FABRÍCIO, 2002. ...... 25
Figura 6 - “Workflow” do Projeto Convencional. Fonte: SANTOS, 2008, apud ANDRADE, e
AMORIM, 2011, p. 795-796. ........................................................................................................ 28
Figura 7- “Workflow” do Projeto com BIM. Fonte: SANTOS, 2008, apud ANDRADE, e AMORIM,
2011, p. 795-796). ....................................................................................................................... 29
Figura 8- Representação da simultaneidade entre as equipes de projeto com a utilização do
sistema BIM. Fonte: SANTOS, 2008, apud ANDRADE, e AMORIM, 2011, p. 796. ....................... 30
Figura 9 - Cenário A: a ferramenta de compartilhamento funciona apenas como repositório de
modelos. Fonte: QUEIROZ, 2012, p. 6. ........................................................................................ 36
Figura 10- Cenário B: a função do repositório de modelos incorpora funções de integração entre
modelos. Fonte: QUEIROZ, S. 2012, p. 6. .................................................................................... 37
Figura 11- Níveis de amadurecimento nos sistemas BIM. Fonte: OLIVEIRA, L. apud CLAYTON et
al., 2008, p. 46-48. ....................................................................................................................... 45
Figura 12- Detalhe do Aeroporto de Gatwick nos sistemas BIM. Fonte: (RICHARDSON, S et al
2015). .......................................................................................................................................... 47
Figura 13- Expansão do Aeroporto de Denver. Fonte: DIA & GENSLER apud BALL, M. ............. 48
Figura 14 - Diferentes Níveis de Desenvolvimento. Fonte: Adaptado de MCPHEE, 2013, p.1. . 52
Figura 15- Diferentes Níveis de Detalhamento. Fonte: Adaptado de MCPHEE, 2013, p.1. ........ 53
vi
Figura 16 - Múltiplos níveis - detalhamento Geométrico SIG. Fonte: LÖWNER, et al, 2013, p. 4.
..................................................................................................................................................... 55
Figura 17 - Os cinco níveis de detalhe definidos (Lod) pelo CiyGML. Fonte: GRÖGER, G; KOLBE,
T; E CZERWINSKI, A. 2006, p. 11. ................................................................................................. 58
Figura 18 – “One Island East Tower”, Swire, Properties Ltd. Fonte: OPUS Hong Kong. ............. 59
Figura 19- Gardermoen Airport Oslo. Fonte: (RENGIFO et al, 2008, p. 6). ................................. 71
Figura 20- Vista do Terminal 2. Fonte: RENGIFO et al, 2008, p. 6.............................................. 72
Figura 21- Arquivo de Modelo após dividir áreas. Fonte: Estudo de Caso AutoDesk: Gardermoen
Airport, Oslo, Noruega. Fonte: RENGIFO et al, 2008, p. 6. ........................................................ 74
Figura 22 – Detalhamento e repetição de elementos construtivos. Fonte: RENGIFO et al, , p. 6).
..................................................................................................................................................... 75
Figura 23- Família 1 - Componentes adaptativos. Fonte: RENGIFO et al, 2008, p. 6. ................ 75
Figura 24- Família 2 - Coluna e viga da estrutura. Fonte: RENGIFO et al, 2008, p. 6. ................. 76
Figura 25- Família 3 – Estrutura do Telhado. Fonte: RENGIFO et al, 2008, p. 6. ........................ 76
Figura 26- Ilustração de tela de acesso da versão digital da Matriz Semântica onde pode ser vista
a organização das Zonas, Áreas e Partes de um aeroporto. ....................................................... 78
Figura 27 - Tela de acesso aos módulos funcionais da matriz Semântica. ................................. 88
Figura 28 - Tela do módulo funcional “Esteira de Bagagem”, com acesso aos campos de
processos de aprovação, tarefas de projeto e requerimentos de projeto. ................................ 89
Figura 29 - Informações referentes ao Módulo funcional de Esteiras de Bagagem de um terminal
de passageiros de pequeno porte. .............................................................................................. 90
Figura 30 - Estruturação lógica de informação na Matriz Semântica – Processos de Projeto. . 92
Figura 31- Tela de acesso na versao digital da Matriz Semântica para as Tarefas de Projeto -
Esteira de Bagagem. .................................................................................................................... 93
Figura 32 - Tarefas de Projeto para uma Esteira de Bagagem na Matriz Semântica. ................ 94
Figura 33 - Requisitos de Estudo Conceitual de Arquitetura na Matriz Semântica. .................. 95
vii
Figura 34- Exemplo de tela de acesso na versao digital da Matriz Semantica para os
Requerimentos de uma Esteira de Bagagem. ............................................................................. 96
Figura 35 – Tela de acesso aos requerimentos para uma Esteira de Bagagem na Matriz
Semântica. ................................................................................................................................... 97
Figura 36 – Documento acessado via “hyperlink” (requerimento) na Matriz Semântica. ......... 98
Figura 37 – Ilustração dos componentes paramétricos modelados nesta pesquisa. ............... 100
Figura 38 – Exemplos de famílias do sistema no Revit®. Fonte: AutoDesk ............................... 102
Figura 39 - Exemplos de famílias carregáveis do Revit®. Fonte: AutoDesk. ............................. 103
Figura 40 – “Templates “para uma nova família no Revit®. Fonte: AutoDesk®. ........................ 103
Figura 41 - Exemplo de extrusores no Revit®. Fonte: AutoDesk®. ............................................ 104
Figura 42 – Tela de acesso às propriedades na criação de novos parâmetros no Revit®. Fonte:
AutoDesk. .................................................................................................................................. 105
Figura 43- Exemplo de modelagem do Terminal Regional no Revit®. ....................................... 108
Figura 44 - Programa de Necessidades do Terminal Regional. Fonte: INFRAERO ................... 109
Figura 45- Ilustração da modelagem do terreno do Terminal Regional da INFRAERO, no Revit®.
................................................................................................................................................... 110
Figura 46- Ilustração da modelagem dos pilares e vigas do Terminal Regional da INFRAERO, no
Revit®. ........................................................................................................................................ 111
Figura 47- Ilustração da modelagem das paredes do Terminal Regional da INFRAERO, no Revit®.
................................................................................................................................................... 111
Figura 48- Ilustração da modelagem das esquadrias do Terminal Regional da INFRAERO, no
Revit®. ........................................................................................................................................ 112
Figura 49- Ilustração da modelagem das coberturas (lajes) do Terminal Regional da INFRAERO,
no Revit®. ................................................................................................................................... 112
Figura 50- Ilustração da adição de componentes (objetos) do Terminal Regional da INFRAERO,
no Revit®. ................................................................................................................................... 113
viii
Figura 51- Representação bidimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 113
Figura 52- Representação bidimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 114
Figura 53- Representação bidimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 114
Figura 54- Representação bidimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 114
Figura 55- Representação bidimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 114
Figura 56- Representação tridimensional (automática) do Terminal Regional da INFRAERO no
Revit®. ........................................................................................................................................ 115
Figura 57- Representação parcial da estrutura do Terminal Regional da INFRAERO no Revit®.
................................................................................................................................................... 115
Figura 58 – Ilustração do Terminal Regional da INFRAERO, antes do acréscimo das alternativas
de projeto de Torre de Controle, no Revit®. .............................................................................. 116
Figura 59- Diferentes alternativas para uma Torre de Controle (simulação de alteração projeto).
................................................................................................................................................... 117
Figura 60 - Exemplo de inserção de componentes da biblioteca nativa para compor a escala
humana na modelagem das Torres de Controle. ...................................................................... 117
Figura 61 - Metodologia de projeto – múltiplas alternativas. .................................................. 118
Figura 62- Documento de Requisitos de Navegação Aérea acessado via “hyperlink” na Matriz
Semântica. ................................................................................................................................. 119
Figura 63 - Documento de especificações técnicas para uma Torre de Controle acessado via
“hyperlink” na Matriz Semântica. ............................................................................................. 120
Figura 64- Documento de Memorial Descritivo para uma Torre de Controle acessado via
hyperlink na Matriz Semântica. ................................................................................................ 121
Figura 65- Exemplo do aeroporto modelado antes da criação das Torres de Controle. .......... 123
ix