BIM e Realidade Aumentada: Como Empresas Estão Usando no Canteiro de Obras

A combinação entre Building Information Modeling (BIM) e realidade aumentada (RA) deixou de ser um exercício acadêmico isolado e vem ganhando espaço real dentro de canteiros de obras. A ideia central é simples de entender: enquanto o BIM concentra em um único modelo todas as informações de um empreendimento, a realidade aumentada projeta essas informações sobre o ambiente físico, permitindo que o profissional compare, em tempo real, o que foi planejado com o que está de fato sendo executado.

Uma revisão sistemática publicada no Journal of Civil Engineering and Management, conduzida pelos pesquisadores Ricardo Machado e Cesar Vilela, analisou 64 artigos científicos publicados entre 2008 e 2018 sobre a integração entre BIM e RA na construção civil. O levantamento ajuda a entender onde essa tecnologia já está sendo aplicada, quais tecnologias de rastreamento têm sido usadas e para onde a tendência aponta nos próximos anos.

Por que unir BIM e realidade aumentada?

O BIM permite que todos os envolvidos em um projeto (arquitetos, engenheiros, construtoras) trabalhem de forma colaborativa e simultânea sobre o mesmo modelo, reduzindo o risco de incompatibilidades entre disciplinas. O problema é que, na prática, boa parte dos edifícios já construídos não tem no modelo todas as alterações feitas durante a obra, o que compromete a confiabilidade das informações registradas.

É exatamente nesse ponto que a realidade aumentada agrega valor. Ao sobrepor elementos virtuais ao ambiente real, capturados por câmera, tablet ou óculos inteligentes, a RA facilita a identificação, o processamento e a comunicação de divergências entre o que foi planejado e o que foi executado. Isso torna o acompanhamento de obra mais visual, mais rápido e menos dependente de relatórios escritos ou plantas impressas.

Esse tipo de integração de dados de projeto com a execução real da obra é também um dos pilares da gestão da informação descrita pela família de normas ISO 19650, que trata da organização e digitalização das informações ao longo de todo o ciclo de vida de um empreendimento. Quanto mais estruturado for o fluxo de informação do modelo BIM, mais eficiente tende a ser sua sobreposição em RA no canteiro.

Onde a dupla BIM + RA já está sendo aplicada

Ao classificar os 64 artigos analisados por área de atuação, os pesquisadores identificaram quatro frentes principais de aplicação da realidade aumentada associada ao BIM na construção civil:

• Inspeção e acompanhamento de obra (64% dos estudos): de longe a aplicação mais comum, usada para visualizar o progresso da execução, comparar o planejamento 4D com o que está sendo construído e identificar desvios antes que virem retrabalho.
• Montagem de sistemas prediais (11%): auxílio visual na instalação de tubulações e sistemas técnicos, reduzindo erros de montagem e carga cognitiva da equipe em campo.
• Manutenção predial (11%): sobreposição de informações do modelo BIM sobre o edifício já em operação, facilitando a localização de componentes ocultos em paredes, forros e instalações.
• Infraestrutura (12%): aplicações em obras subterrâneas, redes de infraestrutura urbana e escavações, onde a RA ajuda a localizar redes que não são visíveis a olho nu.

Vale destacar que essas quatro frentes não são excludentes. Uma construtora que já trabalha com BIM pode, por exemplo, usar realidade aumentada tanto para inspecionar o avanço físico da obra quanto para orientar a montagem de instalações prediais em uma mesma fase do empreendimento.

Quais tecnologias de rastreamento são usadas

Para que a realidade aumentada funcione, o sistema precisa saber exatamente onde o usuário está e para onde está olhando, um processo técnico chamado de rastreamento (tracking). O estudo mapeou as principais tecnologias empregadas entre 2008 e 2018:

•   GPS/GIS (46% dos casos): tecnologia mais usada, aproveitando sistemas de posicionamento geográfico já disponíveis em smartphones e tablets, embora sofra com perda de precisão em ambientes fechados ou sob interferência climática.
•   Marcadores fiduciais (40% dos casos): códigos visuais fixados no ambiente e reconhecidos por câmera; são baratos e simples de implementar, mas perdem precisão sob luz solar direta.
•   Fotogrametria (10% dos casos): reconstrução tridimensional a partir de múltiplas fotografias, popular pelo baixo custo de aquisição e facilidade de manuseio.
•   Laser scanner (4% dos casos): alta precisão na captura de nuvens de pontos, mas ainda é a opção mais cara e mais sensível a movimentações durante a varredura.

Essa mesma lógica de captura de dados de campo para atualizar o modelo aparece em processos de levantamento As Built, em que scanners a laser e outras tecnologias de captura são usados para documentar o que foi de fato construído, alimentando o mesmo tipo de modelo que depois pode ser visualizado em realidade aumentada.

Tendências: dos marcadores aos óculos inteligentes.

O levantamento também mostra uma evolução clara nos dispositivos utilizados. Os primeiros experimentos dependiam fortemente de marcadores visuais fixados no ambiente, mas a evolução dos sensores embarcados em dispositivos móveis (SDKs de reconhecimento espacial) já permite localizar elementos virtuais no ambiente sem a necessidade de marcadores físicos.

Do lado do hardware, o Google Glass, lançado em 2013, foi um dos primeiros dispositivos de exibição acoplado à cabeça (HMD) voltados a esse tipo de uso. Em 2016, DAQRI e Autodesk desenvolveram um HMD associado à realidade virtual voltado à indústria da construção, e em 2017 a Microsoft lançou o Hololens (atualizado para Hololens 2 em 2019), ampliando a presença de óculos de realidade aumentada em canteiros de obra.

A tendência apontada pelos autores é de sistemas cada vez menos dependentes de marcadores fixos e cada vez mais apoiados em sensores de posição, câmeras de profundidade e processamento de imagem em tempo real, o que deve reduzir barreiras práticas de implementação no dia a dia da obra.

Limitações que ainda travam a adoção em massa

Apesar do potencial, a pesquisa reforça que a integração entre BIM e RA ainda enfrenta obstáculos práticos. Entre os métodos de pesquisa analisados nos 64 artigos, 42% adotaram abordagens de prova de conceito, ou seja, protótipos testados em condições controladas, e apenas 12% envolveram estudos experimentais em condições reais de obra. Isso indica que grande parte do conhecimento disponível ainda está em estágio de validação, não de aplicação consolidada em larga escala.

As principais limitações técnicas identificadas incluem perda de precisão em ambientes externos sujeitos a variações climáticas, dificuldade de uso de marcadores fiduciais sob luz solar direta, custo elevado de equipamentos como scanners a laser e o desafio de manter atualizado, em tempo real, o vínculo entre o modelo BIM e o que está sendo executado fisicamente.

O que isso significa para escritórios e construtoras

Para quem já trabalha com BIM, a realidade aumentada tende a ser o próximo passo natural: uma forma de levar o modelo até o canteiro, em vez de restringi-lo à tela do computador. Escritórios que estão avaliando dar esse passo podem começar revisando o próprio processo de implementação do BIM, garantindo que o modelo tenha nível de detalhe e organização de dados suficientes para sustentar aplicações de campo como a RA.

Vale reforçar que a tecnologia de rastreamento certa depende muito do contexto: obras em áreas abertas tendem a se beneficiar mais de soluções por GPS/GIS, enquanto ambientes internos ou com necessidade de alta precisão ainda se apoiam em marcadores fiduciais ou fotogrametria. Não existe uma solução única, e a escolha deve considerar custo, precisão necessária e complexidade do canteiro.

Quem quiser aprofundar os fundamentos antes de partir para aplicações mais avançadas como a realidade aumentada pode conferir os cursos de BIM da SPBIM, ou explorar materiais gratuitos na Biblioteca BIM.

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Referências

MACHADO, Ricardo L.; VILELA, Cesar. Conceptual framework for integrating BIM and augmented reality in construction management. Journal of Civil Engineering and Management, v. 26, n. 1, p. 83-94, 2020.

ISO 19650. Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) — Information management using building information modelling.