IA nell’edilizia: salvare vite, ridurre i costi e migliorare la qualità

L'IA sta trasformando il settore delle costruzioni grazie a una maggiore sicurezza, una pianificazione più intelligente e un migliore controllo della qualità. Scopriamo come questi progressi contribuiscono a un futuro più sicuro ed efficiente per il settore.

L'IA sta cambiando il settore delle costruzioni ottimizzando la pianificazione dei progetti, l'allocazione delle risorse e la gestione delle attività, con notevoli miglioramenti in termini di efficienza e produttività. Il suo ruolo fondamentale nel migliorare la sicurezza, il processo decisionale e il controllo della qualità sta diventando indispensabile nelle moderne pratiche edilizie.

Nonostante le difficoltà legate all'adozione, si prevede che il mercato dell'IA nel settore delle costruzioni, valutato oltre 2,5 miliardi di dollari nel 2022, raggiungerà i 15,1 miliardi di dollari entro il 2032. Questa crescita è alimentata dalla capacità dell'IA di ridurre tempi e costi e promette un futuro più intelligente, sicuro ed efficiente per gli operatori del settore di tutto il mondo.

Fig. 1. Statistiche globali sull'IA nel mercato delle costruzioni.

Ridurre gli incidenti nei cantieri con l’IA#

Secondo l’Organizzazione internazionale del lavoro delle Nazioni Unite, l’edilizia è il secondo settore più pericoloso dopo l’agricoltura.

Nel 2022, il settore edile statunitense ha perso 1.069 professionisti, morti durante il lavoro: 83 decessi in più rispetto all’anno precedente. Da oltre un decennio, il tasso di mortalità del settore negli Stati Uniti si aggira intorno a 10 decessi ogni 100.000 lavoratori, evidenziando la necessità fondamentale di migliorare le misure di sicurezza in questo settore ad alto rischio.

L’integrazione dell’IA nel settore edile migliora significativamente le misure di sicurezza nei cantieri. Ecco alcuni dei principali vantaggi:

• Il monitoraggio in tempo reale consiste nel sorvegliare continuamente le attività di costruzione, così da rilevare subito potenziali rischi, come cavi elettrici scoperti, impalcature non fissate o barriere di sicurezza inadeguate. Questa sorveglianza costante tramite sensori o telecamere permette di individuare e affrontare tempestivamente le situazioni pericolose, prima che si trasformino in incidenti gravi.
• Rilevamento dei pericoli: gli algoritmi avanzati e le tecniche di analisi dei dati consentono di individuare rapidamente pericoli come debolezze strutturali, superfici instabili o uso improprio delle attrezzature. In questo modo è possibile intervenire subito per proteggere i lavoratori e prevenire gli incidenti.
• Conformità normativa: garantisce il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza valutando costantemente se i protocolli di sicurezza vengono seguiti. Questo non solo riduce il rischio di incidenti, ma assicura anche un ambiente di lavoro più sicuro per tutto il personale.

Fig. 2 Nel 2022, negli Stati Uniti, sul lavoro sono morti più lavoratori edili che in qualsiasi altro settore.

Il processo decisionale basato sull’IA nell’edilizia#

Nel settore delle costruzioni, sono la norma scadenze di progetto ravvicinate, ambienti di lavoro dinamici e la necessità costante di coordinare in modo efficiente più team e risorse. Considerato il ritmo serrato del settore, è fondamentale saper prendere decisioni consapevoli in modo rapido e preciso.

È qui che entra in gioco il processo decisionale basato sui dati, che trasforma il modo in cui i progetti di costruzione vengono pianificati e realizzati. Sfruttando tecnologie di IA avanzate, il settore può analizzare grandi volumi di dati relativi alle costruzioni con maggiore rapidità e precisione. I modelli di IA come Ultralytics YOLOv8 supportano il rilevamento degli oggetti, la segmentazione e il tracciamento degli oggetti, contribuendo a migliorare i flussi di lavoro nel settore delle costruzioni tramite la visione artificiale.

Fig. 3. Esempio di Ultralytics YOLOv8 impiegato per il rilevamento degli oggetti.

I principali vantaggi includono:

• Pianificazione informata e proattiva. L'IA consente ai project manager di prevedere i potenziali problemi prima che si verifichino, siano essi errori di progettazione, problemi di rendimento dei subappaltatori, guasti alle attrezzature o carenze di materiali. Le tecnologie di visione artificiale come YOLOv8 possono aiutare a monitorare le scorte, contando i materiali con precisione e tenendoli sotto controllo. Il machine learning permette di adeguare le tempistiche in base a informazioni in tempo reale, contribuendo a mitigare i rischi, garantire una realizzazione più agevole dei progetti e ridurre ritardi e sforamenti dei costi.
• Building Information Modeling (BIM): nel settore edile, la tecnologia BIM favorisce il processo decisionale basato sui dati fornendo rappresentazioni digitali dettagliate delle caratteristiche fisiche e funzionali. BIM e IA, insieme, offrono informazioni utili a semplificare i processi di pianificazione, progettazione e gestione, migliorando l’efficienza nella realizzazione dei progetti.
• Ottimizzazione delle risorse. L’IA aiuta anche a valutare la disponibilità e l’utilizzo di attrezzature, forza lavoro e materiali, assicurandone il massimo impiego senza sprechi. Questo non solo aumenta la produttività e riduce i costi, ma promuove anche l’efficienza e la responsabilità ambientale, favorendo pratiche edilizie sostenibili.
• Analisi dei dati. Analizzando i dati storici e le metriche attuali dei progetti, l'IA può prevedere potenziali ritardi dovuti alle condizioni meteorologiche, a ostacoli normativi, alle condizioni del cantiere, alla carenza di manodopera e così via. L'analisi strategica consente di riallocare in modo metodico la manodopera e i materiali, per rispettare le scadenze dei progetti.

Il ruolo dell’IA nel controllo qualità e nel rilevamento dei difetti in edilizia#

Il controllo qualità è un aspetto fondamentale di ogni progetto edile e l’IA svolge un ruolo significativo nel mantenere elevati standard costruttivi. Sfruttando tecnologie avanzate, l’IA garantisce che ogni fase del processo di costruzione soddisfi rigorosi parametri di qualità.

Fig. 4. Il settore edile è sempre più digitalizzato.

Questo contribuisce a garantire l'integrità della struttura finale e migliora la sicurezza complessiva e la durabilità del progetto.

Ecco alcuni modi specifici in cui l’IA contribuisce al controllo qualità nel settore edile:

• Garantisce standard costruttivi elevati: i sistemi di IA sono progettati per monitorare e valutare costantemente le attività di costruzione, assicurando che tutti i lavori rispettino gli standard e le normative stabiliti. Questa supervisione continua aiuta a mantenere la massima qualità durante tutto il ciclo di vita del progetto.
• Riduce la necessità di rifare i lavori: individuando tempestivamente i difetti, l’IA riduce significativamente la necessità di rifare i lavori. Questo non solo fa risparmiare tempo e risorse, ma aiuta anche a rispettare la tabella di marcia del progetto.
• Semplifica le ispezioni: droni e sensori basati sull’IA automatizzano i processi di ispezione e individuano potenziali problemi con maggiore velocità e precisione.
• Favorisce la manutenzione predittiva: gli algoritmi di IA analizzano i dati delle attrezzature per anticipare le esigenze di manutenzione, ridurre i tempi di inattività e garantire prestazioni ottimali.

IA nel settore edile: le sfide#

Nonostante le sue dimensioni, il settore da $12.000 miliardi dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC) è tradizionalmente rimasto indietro nell’adozione di tecnologie digitali e pratiche innovative. Questo settore, uno dei più grandi a livello globale, sta solo ora iniziando a recuperare terreno rispetto ad altri in termini di modernizzazione e progresso tecnologico.

McKinsey riferisce che, sebbene la tecnologia dedicata al settore AEC stia progredendo, non ha ancora raggiunto il livello e la sofisticazione di altri settori software consolidati, come la logistica, la produzione e l’agricoltura. In effetti, i clienti AEC spendono meno in tecnologia informatica rispetto a quelli di altri settori, come la produzione, l’architettura e la logistica. Questo minore investimento contribuisce alle difficoltà delle aziende tecnologiche AEC nel crescere in modo efficiente. Inoltre, rispetto alle sue dimensioni, il settore conta meno aziende in rapida crescita e unicorni.

La ridotta quota di budget destinata alla tecnologia informatica, insieme alla frammentazione del mercato e al radicamento di pratiche analogiche, ostacola il progresso. In media, le aziende AEC destinano alla tecnologia informatica solo dall’1 al 2% dei ricavi, una quota nettamente inferiore al 3-5% tipico degli altri settori.

I costi ingenti associati sia agli investimenti sia alla gestione rappresentano un ostacolo importante alla crescita dell’IA nel mercato edile. L’implementazione di tecnologie di IA nei progetti di costruzione richiede investimenti finanziari significativi, necessari per acquistare sistemi di IA, hardware e software e competenze specialistiche.

Anche i costi di gestione e manutenzione, come l’assunzione di personale qualificato, l’esecuzione di aggiornamenti regolari e la copertura delle esigenze infrastrutturali, possono essere considerevoli. Come evidenziato da Global Market Insights, questi costi elevati rendono difficile per le piccole e medie imprese edili adottare soluzioni di IA. Tuttavia, capire come usare l’IA nel settore edile è fondamentale perché il settore possa colmare questo divario e ottenere maggiore efficienza e innovazione.

Robotica basata sull’IA nel settore edile: una nuova frontiera#

Immagina uno scenario in cui i robot sostituiscono i lavoratori umani nei cantieri, riducendo così il rischio di infortuni o decessi.

Mentre il settore delle costruzioni avanza nell'era digitale guidata dall'IA, la robotica sta trasformando questa visione futuristica in realtà nei cantieri. Se l'IA migliora il processo decisionale e il controllo della qualità, la robotica dà forma concreta a questi progressi.

La robotica, branca dell'ingegneria che integra l'informatica con l'ingegneria meccanica ed elettrica, si è diffusa nel settore delle costruzioni negli ultimi anni. I robot esistono da decenni, ma solo di recente hanno registrato un notevole aumento di popolarità, soprattutto grazie al maggiore interesse e alla diffusione seguiti alla pandemia di COVID-19. Questo ha aperto molte nuove possibilità.

I robot sono in grado di automatizzare macchinari pesanti e flotte per attività come scavo, trasporto, sollevamento di carichi, lavorazione del calcestruzzo e demolizione. Inoltre, i metodi di costruzione avanzati utilizzano la robotica per la gestione dei rifiuti, l'automazione delle attività e l'edilizia industrializzata.

Nel 2023, il mercato globale dei robot per l’edilizia è stato valutato 442,5 milioni di dollari e si prevede che raggiungerà 1,2 miliardi di dollari entro il 2030.

Fig. 5. Il mercato globale della robotica per l’edilizia è in rapida crescita.

Tre categorie principali di robot per l’edilizia stanno guidando questa trasformazione:

• Robot stazionari. Questi robot operano senza spostare la propria base e includono modelli come robot a portale, bracci robotici e robot a cavi.
• Robot mobili. Migliorano l’efficienza nei cantieri e sono in grado di spostarsi su terreni irregolari; ne esistono versioni su ruote, deambulanti, volanti e nuotatrici.
• Robot a sciame. Molti piccoli robot collaborano per costruire progetti in autonomia, seguendo percorsi pianificati per evitare collisioni.

Considerazioni finali#

L’IA sta trasformando il settore edile ottimizzando la pianificazione dei progetti, l’allocazione delle risorse e la gestione delle attività, con significativi miglioramenti in termini di efficienza e produttività. Il ruolo dell’IA nel migliorare sicurezza, processo decisionale e controllo qualità è sempre più fondamentale.

Nonostante le sfide, l’integrazione dell’IA, insieme ai progressi nella robotica e nella tecnologia BIM, promette un futuro più intelligente, sicuro ed efficiente per il settore edile.

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