Integração open source para a digitalização do ambiente construído baseada em modelos BIM e CIM

Descrição

A Indústria 4.0 é uma denominação conjunta para tecnologias e conceitos da organização da cadeia de valor e baseia-se principalmente na digitalização da produção (Hermann; Pentek; Otto, 2015; Joppen et al., 2019). As tecnologias da indústria 4.0 são os meios para implementar os princípios da comunicação, flexibilidade e tempo real e são apresentadas como essenciais para melhorar a produtividade de empresas do sistema fabril (Rosin et al., 2019). Apesar de originalmente aplicada à manufatura, a transformação digital na era da indústria 4.0 está alterando, de forma lenta e intensa, o setor da construção (Dallasega et al., 2018), convertendo-o em um sistema digitalizado, denominado Construção 4.0 (Adepoju; Aigbavboa, 2020). A definição específica do conceito de indústria 4.0 para construção abrange inúmeras tecnologias interdisciplinares para permitir a digitização, digitalização, automação e integração do processo de construção em todas as fases da sua cadeia de valor (Oesterreich; Teuteberg, 2016). Oesterreich e Teuteberg (2016) também apontam que a indústria 4.0 pode ajudar as construtoras a reduzir a complexidade e a incerteza, a melhorar a troca de informações e a comunicação entre as partes envolvidas no projeto e, dessa forma, aumentar a produtividade e a qualidade. O BIM (Modelagem da Informação da Construção) é uma das principais tendências na digitalização da construção civil e é considerado um dos principais viabilizadores da Construção 4.0. Mais do que uma ferramenta para modelagem tridimensional, o BIM constitui um conjunto integrado de políticas, processos e tecnologias que se inter-relacionam para estabelecer uma metodologia capaz de gerenciar, em formato digital, dados essenciais ao longo de todo o ciclo de vida de uma construção (Succar, 2009; Brasil, 2024). Nesse contexto, o Estado brasileiro, por meio do projeto Construa Brasil, vem impulsionando a digitalização do setor da construção civil no contexto da Construção 4.0. Além disso, por meio de uma série de decretos lançados desde 2017 (Decreto nº 14.473/2017, Decreto nº 9.377/2018, Decreto nº 9.983/2019 e Decreto nº 10.306/2020), o governo tem promovido a disseminação do BIM como estratégia nacional. Mais recentemente, o Decreto nº 11.888/2024 instituiu a nova Estratégia BIM Brasil, reforçando a política pública de incentivo à adoção do BIM, que também contempla a sua integração com outras tecnologias digitais relacionadas ao setor da construção No contexto urbano, a Modelagem da Informação da Cidade (CIM) pode ser entendida como a extensão do BIM para a escala urbana, na qual a análise de dados reais e informações georreferenciadas, em interação com equipes de diferentes setores, busca viabilizar a construção de um modelo compartilhado para a gestão urbanística (Lopes, 2019). O CIM é uma das abordagens mais relevantes para organizar a análise dos espaços urbanos, ao integrar dados que podem ser visualizados conjuntamente em modelos digitais (Amorim, 2015). Em sua concepção inicial, o CIM buscou superar a fragmentação entre a modelagem geométrica, os marcos regulatórios e a análise espacial, propondo uma base informacional compartilhada para o raciocínio urbano (Marchi et al., 2026). Apesar dessas possibilidades, ainda não há um conceito consolidado de CIM na literatura, sendo o termo interpretado de formas distintas como integração BIM–GIS, evolução do GIS em 3D ou ecossistema que incorpora IoT e outras tecnologias digitais, além de ser associado ao GEOBIM (Noardo et al., 2019; Page et al., 2021; Pereira et al., 2026). Stojanovski et al. (2025) discutem o CIM como um gêmeo digital tridimensional das cidades e como uma ferramenta de representação para planejadores e designers urbanos. De acordo com Marchi et al. (2026), o CIM é uma infraestrutura epistêmica e organizacional que estrutura a forma como as informações urbanas são codificadas, relacionadas, interpretadas e mobilizadas em diferentes contextos institucionais. Neste trabalho, adota-se como recorte a integração BIM–GIS no contexto do CIM. Os modelos digitais BIM e CIM caracterizam-se pela centralização das informações em um repositório integrado, o que viabiliza atualizações colaborativas e o acesso facilitado aos dados por todas as partes interessadas. Esse fluxo unificado melhora significativamente a comunicação entre os diferentes agentes do setor, mitigando erros e retrabalho e elevando a eficiência operacional. Consequentemente, essa abordagem favorece a tomada de decisões orientadas por dados e fomenta práticas mais sustentáveis na digitalização de edificações e de cidades. Nesse contexto, observa-se uma demanda crescente por tecnologias capazes de coletar dados de forma automatizada ou semiautomatizada, uma vez que os métodos convencionais tendem a ser mais lentos, onerosos e sujeitos a falhas (Barreto et al., 2024). Além disso, a literatura aponta uma escassez de estudos que abordem metodologias open source e práticas integradas para a digitalização do ambiente construído, especialmente em contextos urbanos de pequeno e médio porte em países em desenvolvimento. Nesse sentido, este projeto visa desenvolver fluxos de trabalho para a digitalização do ambiente construído, estruturados em um modelo conceitual baseado na integração de soluções open source para a geração de modelos BIM no nível da edificação e CIM na escala urbana, explorando ainda sua integração com diferentes tecnologias digitais emergentes. Serão abordadas duas vertentes principais: (i) O Scan-to-BIM, como abordagem para a digitalização de edificações existentes que necessitam de intervenção, proporcionando maior acurácia em modelos as-built e apoiando reformas, ampliações e manutenção predial; e (ii) A integração BIM-GIS para geração de modelos CIM, viabilizando a representação de cidades e a análise espacial a partir de dados georreferenciados, promovendo a geração de modelos BIM-like em escala urbana. A primeira vertente contempla o uso do Scan-to-BIM, uma abordagem que utiliza técnicas de captura da realidade, como a fotogrametria e o escaneamento a laser tridimensional, para gerar modelos digitais de edificações existentes com alto nível de precisão. Essa metodologia tem se mostrado essencial para obras de reabilitação, reformas, ampliações e manutenção predial, pois permite a criação de modelos as-built atualizados, superando limitações dos métodos tradicionais de levantamento. O uso do Scan-to-BIM contribui para melhorar o planejamento das intervenções, reduzir imprevistos em obra e proporcionar maior confiabilidade na gestão de ativos construídos. No âmbito deste projeto, serão selecionadas e digitalizadas edificações localizadas na Universidade Federal da Paraíba que demandam algum tipo de intervenção, seja para reforma, ampliação, manutenção ou reabilitação. A partir desses casos reais, pretende-se identificar e testar diferentes ferramentas e fluxos de trabalho aplicáveis ao processo de digitalização do ambiente construído. O objetivo é propor um fluxo de trabalho prático, eficiente e de baixo custo, que possa ser facilmente replicado em contextos similares, contribuindo para a democratização do uso de tecnologias digitais na construção civil. A segunda vertente envolve a integração BIM-GIS para geração de modelos CIM. Essa integração permite expandir o uso do BIM para além do escopo da edificação, incorporando informações territoriais, socioambientais e de infraestrutura urbana, favorecendo uma visão holística do ambiente construído. A utilização de dados georreferenciados, disponibilizados gratuitamente em plataformas digitais, como o portal Filipeia (https://filipeia.joaopessoa.pb.gov.br/#download), pode viabilizar a modelagem de cidades em ambientes digitais, abrindo possibilidades para diversas aplicações no planejamento urbano, estudos de mobilidade, análise de riscos, monitoramento ambiental, entre outras finalidades. A integração entre o BIM e os Sistemas de Informação Geográfica (GIS) contribui diretamente para a construção do conceito de cidades inteligentes (smart cities), nas quais a gestão integrada de informações se torna um elemento-chave para apoiar tomadas de decisão mais eficientes, sustentáveis e baseadas em dados. Neste projeto, a proposta é explorar, de forma mais aprofundada, o uso de ferramentas acessíveis, fluxos de trabalho open source e bases de dados públicas, com o objetivo de desenvolver métodos que viabilizem a criação de modelos digitais BIM-like a partir de dados territoriais. Pretende-se desenvolver um estudo piloto no Centro de Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba, buscando validar um fluxo de trabalho replicável e adaptável à escala urbana, em localidades que disponham de informações públicas georreferenciadas. Assim, esse projeto visa responder às seguintes questões: Questão principal Como desenvolver um modelo conceitual integrado baseado em BIM e CIM, utilizando soluções open source, para a digitalização do ambiente construído em múltiplas escalas, da edificação ao contexto urbano? Questões secundárias • Quais são os principais requisitos técnicos, operacionais e contextuais, bem como as ferramentas open source, para viabilizar a geração de modelos BIM a partir da abordagem Scan-to-BIM em edificações existentes? • Quais são os principais requisitos técnicos, operacionais e contextuais, bem como as ferramentas open source, para viabilizar a geração de modelos CIM a partir da integração BIM-GIS? • Como estruturar um fluxo de trabalho open source para a digitalização de edificações baseado na abordagem Scan-to-BIM? • Como estruturar um fluxo de trabalho open source para a digitalização de cidades baseado na integração BIM-GIS no contexto do CIM? Nesse contexto, os objetivos deste trabalho são: Objetivo geral Desenvolver um modelo conceitual integrado baseado em BIM e CIM, utilizando soluções open source, para a digitalização do ambiente construído em múltiplas escalas, da edificação ao contexto urbano. Objetivos específicos • Identificar os principais requisitos técnicos, operacionais e contextuais, bem como as ferramentas open source, necessários para a geração de modelos BIM a partir da abordagem Scan-to-BIM em edificações existentes. • Identificar os principais requisitos técnicos, operacionais e contextuais, bem como as ferramentas open source, necessários para a geração de modelos CIM a partir da integração BIM-GIS. • Estruturar um fluxo de trabalho open source para a digitalização de edificações baseado na abordagem Scan-to-BIM. • Estruturar um fluxo de trabalho open source para a digitalização de cidades baseado na integração BIM-GIS no contexto do CIM.