Plataforma integrada para a circularidade dos materiais de construção: prova de conceito no âmbito do projeto RecycleBIM

Embora a maior parte dos resíduos de construção e demolição seja composta por materiais com potencial de reutilização/reciclagem (por exemplo, alvenaria e betão) que poderiam contribuir para uma economia circular, o desempenho da indústria da Arquitetura, Engenharia, Construção e Operação (AECO) no contexto da circularidade é considerado ainda insuficiente. De acordo com a UE, a agenda da economia circular deve ser coincidente com a agenda digital. No entanto, a primeira é considerada inatingível sem o avanço das tecnologias digitais, que continuam a ser pouco utilizadas no setor. Tendo isto em conta, este artigo descreve a abordagem do projeto RecycleBIM, que pretende criar uma plataforma integrada para a circularidade dos materiais de construção com a utilização de metodologias e tecnologias associadas com BIM e a gestão da informação. O trabalho apresenta uma descrição do fluxo de trabalho proposto pelo projeto e dos desenvolvimentos que permitem a aplicação de tecnologias digitais em atividades de desconstrução. Para além disso, são descritos os pré-requisitos para a utilização do BIM bem como os principais elementos da abordagem proposta, incluindo requisitos de informação, técnicas de recolha e processamento de dados, formatos de dados abertos e o desenvolvimento de código aberto com integração de serviços Web. É também apresentado um caso de estudo com a validação do fluxo de trabalho proposto, assim como as oportunidades e trabalhos futuros nas secções finais.Este trabalho foi financiado por fundos nacionais através da FCT – Fundação para Ciência e a Tecnologia, ao abrigo da convenção de subvenção MPP2030-FCT-2022 atribuída ao 1.º autor. Este trabalho foi parcialmente financiado pela FCT / MCTES através de fundos nacionais (PIDDAC) no âmbito da Unidade de I&D Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Engenharia de Estruturas (ISISE), com a referência UIDB/04029/2020 (doi.org/10.54499/UIDB/04029/2020), e no âmbito do Laboratório Associado de Produção Avançada e Sistemas Inteligentes ARISE com a referência LA/P/0112/2020. O trabalho foi também parcialmente financiado pela ação ERA‑MIN 3, que recebeu financiamento da União Europeia ao abrigo do Programa Horizonte 2020 do Acordo de Subvenção da Comissão Europeia n.º 10100357

Nível de informação necessário para a circularidade dos materiais de construção no âmbito do projeto RecycleBIM

O projeto RecycleBIM tem como objetivo aumentar a reutilização e reciclagem de matérias-primas extraídas de edifícios a demolir, intervindo no melhoramento dos processos digitais. Isto inclui a troca de informações com os mercados RCD com base no modelo de dados BIM. A abordagem do projeto considera os edifícios como repositórios de materiais de construção, promovendo a reciclagem e a reutilização em mercados de RCD. Para além disso, o projeto introduz inovações nos requisitos de informação estabelecidos e aborda os desafios da interoperabilidade. Assim, as especificações do nível de necessidade de informação são definidas no contexto dos requisitos de troca de informação, suportando o processo de criação de modelos digitais para o planeamento da desconstrução. Por sua vez, estes apoiam-se em objetos BIM como representação digital dos produtos de construção, fornecendo dados essenciais para a tomada de decisões informadas sobre a gestão de resíduos. Este artigo descreve o procedimento seguido para a criação destas especificações, com o objetivo de estabelecer uma abordagem normalizada para a troca de informações que promova a circularidade de materiais de construção.Este trabalho foi parcialmente financiado pela FCT / MCTES através de fundos nacionais (PIDDAC) no âmbito da Unidade de I&D Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Engenharia de Estruturas (ISISE), com a referência UIDB/04029/2020 (doi.org/10.54499/UIDB/04029/2020), e no âmbito do Laboratório Associado de Produção Avançada e Sistemas Inteligentes ARISE com a referência LA/P/0112/2020. O trabalho foi também parcialmente financiado pela ação ERA-MIN 3, que recebeu financiamento da União Europeia ao abrigo do Programa Horizonte 2020 do Acordo de Subvenção da Comissão Europeia n.º 101003575

Planeamento integrado e registo da circularidade de materiais de construção através da modelação digital

Dissertação de mestrado em Modelação de Informação na Construção de Edifícios BIM A+Actualmente, a indústria AEC está a ser transformada pela tecnologia, inovação, e modelos de negócio orientados para a informação para resolver problemas que dificultam um futuro sustentável. O sector da construção é uma importante fonte de impacto ambiental, uma vez que as suas operações comerciais conduzem ao esgotamento das matérias-primas, à contaminação ambiental e às emissões de gases com efeito de estufa. Esta dissertação centra-se no processo de demolição, uma vez que os actuais resíduos gerados e as taxas de reciclagem indicam que é necessário um funcionamento mais eficaz para permitir a circularidade dos materiais de construção, uma vez que a maioria deles tem potencial para ser reutilizada ou reciclada. O principal objectivo do estudo é representar a abordagem orientada pelo BIM no levantamento de bens, gestão de resíduos de demolição de construção e a sua representação digital como uma composição de materiais e produtos numa aplicação baseada na web para uso público aberto. O trabalho revela metodologias existentes, aplicações, avanços, e contém uma revisão das normas e da base legislativa em relação à aplicação das tecnologias de informação e metodologias de gestão da informação no contexto da economia circular. Utilizando uma abordagem de reengenharia de processos empresariais, foi definido o modelo atual do processo de demolição e a sua análise de lacunas, e foi proposto um novo modelo atualizado com metodologias orientadas para o digital. Estas metodologias referem-se a: (i) uma abordagem eficiente à recolha de dados e modelação de um bem a ser demolido; (ii) modelos de dados de produto para objetos BIM para circularidade de informação; (iii) nível de informação necessário para casos de demolição para estabelecer requisitos de informação na entrega de projetos conduzidos pelo BIM. Foram discutidos os papéis dos formatos de dados abertos, abordagens de fonte aberta e aplicações baseadas na Web na promoção da economia circular no sectorda construção e no fornecimento de tecnologias acessíveis para uso público generalizado. Com base nos potenciais e vantagens identificados, foi implementado o protótipo de uma plataforma baseada na web para o processamento de modelos IFC BIM, fornecendo um input automatizado para os mercados de resíduos e produtos de demolição. Para justificar o novo fluxo de trabalho proposto, foi demonstrado um estudo de caso com a aplicação de metodologias de processo de reengenharia e a proposta de um plano de execução BIM. A apresentação do estudo de caso começou com o levantamento e auditoria pré demolição, seguido da elaboração do modelo BIM, terminando com a utilização da plataforma web desenvolvida, mostrando o seu funcionamento bem-sucedido. A implementação do fluxo de trabalho proposto mostrou a sua eficiência, aplicabilidade e viabilidade. Os objetivos propostos foram avaliados como tendo sido alcançados.Today, the AEC industry is being transformed by technology, innovation, and data-driven business models aiming to solve problems obstructive to a sustainable future. The construction sector is one of the leading sources of environmental impact since its business operations lead to raw material depletion, environmental contamination, and greenhouse gas emissions. This dissertation focuses on the demolition process, as currently generated waste and recycling rates indicate that more effective operation is needed to enable circularity of construction materials since most of them have potential to be reused or recycled. The main purpose of the study is to represent the BIM-driven approach for asset survey, construction demolition waste management, and its digital representation as a composition of materials and products in a web-based application for open public use. The work discloses existing methodologies, applications, breakthroughs, and contains a review of standards and legislation base in relation to the application of information technologies and information management methodologies in circular economy context. Using business process reengineering approach, the current process model of demolition practice and its gap analysis were defined, and the new upgraded model was proposed with digital-driven methodologies. These methodologies refer to: (i) a cost-effective approach to data capture and modelling of an asset to be demolished; (ii) product data templates for BIM objects for information circularity; (iii) level of information need framework for demolition use case to establish information requirements in BIM driven project delivery. The roles of open data formats, open-source approaches, web-based applications in promoting circular economy in the construction sector and providing affordable technologies for widespread public use were discussed. Based on identified potentials and advantages, the prototype of a web-based platform for IFC BIM model processing was implemented, providing an automated input for marketplaces for demolition waste and products. To justify the proposed new workflow, a case study was demonstrated with the application of methodologies of reengineered process and the proposal of a BIM execution plan. The presentation of the case study included the survey and pre-demolition audit, BIM model elaboration, and the use of the developed web-based platform, showing its successful operation. The implementation of the proposed workflow showed its efficiency, applicability, and viability. The stated objectives were assessed as achieved.European Master in Building Information Modelling BIM A+ Erasmus Mundus Joint Master Degree Programme – ERASMUS

RecycleBIM approach towards integrated data management for circularity: proof of concept in a RC building

Technology, innovation, and data-driven business models are now transforming many areas of human activity to meet the challenges of a sustainable future, and the AEC sector is no exception since its material processes cause enormous resource depletion and waste generation. Even though a major part of construction and demolition waste is composed of materials with re-use/recycling potential (e.g., brick and concrete) which could contribute towards a circular economy, the industry's performance in circularity is considered insufficient. According to the EU, the circular economy agenda should be in line with the digital agenda. Yet, the former is considered unachievable without advancement in digital technologies, which remain poorly deployed in the sector. Bearing this in mind, this paper reveals the approach of the RecycleBIM project, which intends to make an effort towards the creation of an integrated framework for the circularity of raw materials in construction with the use of progressive methodologies, such as Building Information Modelling (BIM) and information management. The article provides a description of the project’s proposed workflow and developments that enable intelligent applications of digital technologies in deconstruction activities. The paper includes the prerequisites to the use of BIM as well as descriptions of the key enablers of the proposed approach: the established information requirements, the data collection and processing techniques, open data formats, and open-source development with web-services integration. The case study with the validation of the proposed workflow is briefly described, and prospective opportunities are outlined in the closing sections.This work is financed by national funds through FCT - Foundation for Science and Technology, under grant agreement MPP2030-FCT-2022 attributed to the 1st author. It is also partly financed by FCT / MCTES through national funds (PIDDAC) under the R&D Unit Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE), under reference UIDB/04029/2020. Financial support of the ERA-MIN3 project RecylceBIM is also gratefully acknowledged (funded by FCT in Portugal)

RecycleBIM: a framework for the circularity of construction materials through digital modelling

Despite the extensive research conducted in BIM applications in construction and the built environment, fields such as demolition and circularity of construction and demolition waste (CDW) materials can still be subject to significant breakthroughs stemming from BIM-inspired frameworks. The circular economy concept in the context of CDW aims to minimize waste, reuse materials, and reduce pollution and emissions. However, the increasing amount of CDW reflects that circularity has not been well implemented in the construction field so far. The RecycleBIM project aims to propose an integrated framework for the circularity of raw materials in construction leveraging on the wealth of information provided by BIM, while enabling key technologies such as scan-to-BIM, open data formats (e.g., IFC), distributed marketplaces, and 3D printing. This framework not only supports scan-to-BIM of to-bedemolished buildings and subsequent quantitative prediction of CDW reuse/recycling potential from a circularity viewpoint, but it also explores the potential of integrating the latter both within a global circularity marketplace and in CDW-incorporating 3D printing. Thus, this paper highlights the global perspective of RecycleBIM as well as the most recent developments in its course, particularly in the definition of data templates and inspection methods to set the stage for further progress within the project.This work was partly financed by ERA-MIN 3 action, which has received funding from the European Union under the Horizon 2020 Programme from European Commission Grant Agreement No. 101003575. This work was also partly financed by FCT / MCTES through national funds (PIDDAC) under the R&D Unit Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE), under reference UIDB/04029/2020, and under the Associate Laboratory Advanced Production and Intelligent Systems ARISE under reference LA/P/0112/2020. Authors from the University of Vigo thanks the project PCI2022-132943, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the European Union “NextGenerationEU”/PRTR”. Finally, authors from Stellenbosch University would like to acknowledge the DSI/CON E22/09JT/2022 sponsorship