L'AI nelle costruzioni: salvare vite, ridurre i costi e aumentare la qualità

L'IA sta trasformando il settore delle costruzioni con una maggiore sicurezza, una pianificazione più intelligente e un controllo di qualità migliorato. Esploriamo come questi progressi garantiscono 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 conseguenti notevoli guadagni 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 di costruzione.

Nonostante le sfide di adozione, il mercato dell'IA nelle costruzioni, valutato a oltre 2,5 miliardi di dollari nel 2022, dovrebbe salire a 15,1 miliardi di dollari entro il 2032. Questa impennata è alimentata dalla capacità dell'IA di ridurre tempi e costi, promettendo un futuro più intelligente, sicuro ed efficiente per gli operatori del settore in tutto il mondo.

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Riduzione degli incidenti nei cantieri edili con l'AI

Secondo l' Organizzazione Internazionale del Lavoro delle Nazioni Unite, l'edilizia è il secondo settore più pericoloso dopo l'agricoltura.

Nel 2022, l'industria edile statunitense ha subito una perdita di 1.069 professionisti deceduti durante il lavoro, segnando un aumento di 83 decessi rispetto all'anno precedente. Il tasso di mortalità del settore negli Stati Uniti si è attestato intorno ai 10 decessi ogni 100.000 lavoratori per oltre un decennio, evidenziando la necessità critica di migliorare le misure di sicurezza in questo settore ad alto rischio.

L'integrazione dell'AI nel settore delle costruzioni migliora significativamente le misure di sicurezza nei cantieri. Alcuni vantaggi principali includono:

· Il monitoraggio in tempo reale comporta la sorveglianza continua delle attività di costruzione, consentendo l'immediata individuazione di potenziali rischi, come cablaggi elettrici scoperti, impalcature non sicure o barriere di sicurezza inadeguate. Questa supervisione costante tramite sensori o telecamere garantisce che le situazioni pericolose vengano identificate e affrontate tempestivamente prima che si trasformino in incidenti gravi.

- Il rilevamento dei rischi è in grado di detect rapidamente i pericoli, come le debolezze strutturali, le superfici instabili o l'uso improprio delle attrezzature, grazie ad algoritmi avanzati e a tecniche di analisi dei dati. Ciò garantisce una risoluzione immediata per mantenere la sicurezza dei lavoratori e prevenire gli incidenti.

· La conformità normativa impone il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza valutando continuamente se i protocolli di sicurezza vengono seguiti. Ciò non solo riduce il rischio di incidenti, ma garantisce anche un ambiente di lavoro più sicuro per tutto il personale.

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Processo decisionale basato sull'IA nelle costruzioni

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

È qui che entra in gioco il processo decisionale guidato dai dati, trasformando il modo in cui i progetti di costruzione vengono pianificati ed eseguiti. Sfruttando le tecnologie AI avanzate, il settore può analizzare grandi volumi di dati sulle costruzioni con una velocità e una precisione senza precedenti. Modelli di intelligenza artificiale come Ultralytics YOLOv8 hanno rivoluzionato il settore fornendo aiuto nel rilevamento, nella segmentazione e nel tracciamento degli oggetti, determinando cambiamenti e miglioramenti nei flussi di lavoro del settore edile attraverso la computer vision.

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I vantaggi principali includono:

• Pianificazione informata e proattiva. L'intelligenza artificiale consente ai project manager di anticipare i potenziali problemi prima che si presentino, che si tratti di errori di progettazione, problemi di prestazioni dei subappaltatori, guasti alle apparecchiature o carenza di materiali. Tecnologie come YOLOv8 nella computer vision possono aiutare a tracciare l'inventario contando e monitorando con precisione i materiali. L'apprendimento automatico consente di modificare le tempistiche sulla base di informazioni in tempo reale, contribuendo a mitigare i rischi, a garantire un'esecuzione più fluida del progetto e a ridurre i ritardi e gli sforamenti dei costi.
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• Building Information Modeling (BIM): La tecnologia BIM nel settore delle costruzioni facilita il processo decisionale basato sui dati fornendo rappresentazioni digitali dettagliate delle caratteristiche fisiche e funzionali. BIM e IA insieme offrono approfondimenti che aiutano a semplificare i processi di pianificazione, progettazione e gestione, portando a un'esecuzione del progetto più efficiente.
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• Ottimizzazione delle risorse. L'IA aiuta anche a valutare la disponibilità e l'utilizzo di attrezzature, forza lavoro e materiali, garantendo il massimo utilizzo senza sprechi. Ciò non solo aumenta la produttività e riduce i costi, ma promuove anche l'efficienza e la responsabilità ambientale, favorendo pratiche di costruzione sostenibili.
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• Analisi dei dati. Analizzando i dati storici e le metriche di progetto attuali, l'IA può prevedere potenziali ritardi dovuti al meteo, ai colli di bottiglia normativi, alle condizioni del sito, alla carenza di manodopera, ecc. L'analytics strategica consente la riallocazione metodica di manodopera e materiali per garantire il rispetto dei tempi del progetto.

Il ruolo dell'IA nel controllo qualità delle costruzioni e nel rilevamento dei difetti

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

Questo non solo garantisce l'integrità della struttura finale, ma migliora anche la sicurezza complessiva e la durabilità del progetto.

Ecco alcuni modi specifici in cui l'IA contribuisce al controllo qualità nell'edilizia:

• Garantisce elevati standard di costruzione: I sistemi di AI sono progettati per monitorare e valutare continuamente le attività di costruzione, garantendo che tutti i lavori siano conformi agli standard e alle normative stabiliti. Questa supervisione continua aiuta a mantenere la massima qualità durante l'intero ciclo di vita del progetto.
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• Riduce la necessità di rilavorazioni: Identificando i difetti in anticipo, l'IA riduce significativamente la necessità di rilavorazioni. Questo non solo consente di risparmiare tempo e risorse, ma garantisce anche che il progetto rimanga nei tempi previsti. 
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• Semplifica le ispezioni: Droni e sensori basati sull'intelligenza artificiale automatizzano i processi di ispezione, identificando potenziali problemi con maggiore velocità e precisione. 
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• Facilita la manutenzione predittiva: Gli algoritmi di intelligenza artificiale analizzano i dati delle apparecchiature per anticipare le esigenze di manutenzione, riducendo i tempi di inattività e garantendo prestazioni ottimali.

L'IA nelle costruzioni: le sfide

Nonostante le sue dimensioni, il settore dell'architettura, dell'ingegneria e delle costruzioni (AEC), con un valore di 12.000 miliardi di dollari, 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 il ritardo rispetto ad altri settori in termini di modernizzazione e progresso tecnologico.

McKinsey riferisce che, sebbene il settore tecnologico focalizzato su AEC stia progredendo, non ha ancora raggiunto la portata e la sofisticazione osservate in altri settori software consolidati come la logistica, la produzione e l'agricoltura. Infatti, i clienti AEC spendono meno in IT rispetto ad altri settori come la produzione, l'architettura e la logistica. Questo minore investimento contribuisce alle sfide che le aziende tecnologiche AEC devono affrontare per crescere in modo efficiente. Inoltre, il settore ha meno scale-up e unicorni rispetto alle sue dimensioni.

Questa ridotta allocazione di budget nell'IT, unita alla frammentazione del mercato e alle consolidate pratiche analogiche, ostacola il progresso. In media, le aziende AEC allocano solo dall'1 al 2 percento delle loro entrate all'IT, significativamente meno del 3-5 percento tipico in altri settori.

Le spese considerevoli associate sia all'investimento che alla gestione rappresentano un ostacolo importante alla crescita dell'IA nel mercato delle costruzioni. L'implementazione di tecnologie di IA nei progetti di costruzione richiede esborsi finanziari significativi, che coprono l'acquisizione di sistemi di IA, hardware e software necessari e competenze specialistiche.

Inoltre, i costi operativi e di manutenzione, come l'assunzione di personale qualificato, l'esecuzione di aggiornamenti regolari e la soddisfazione delle esigenze infrastrutturali, possono essere considerevoli. Questi costi elevati rendono difficile per le piccole e medie imprese di costruzione adottare soluzioni di AI, come evidenziato da Global Market Insights. Tuttavia, capire come utilizzare l'AI nelle costruzioni è fondamentale affinché il settore colmi questo divario e raggiunga una maggiore efficienza e innovazione.

Robotica potenziata dall'IA nel settore edile: una nuova frontiera

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

Mentre l'industria delle costruzioni avanza nell'era digitale guidata dall'IA, la robotica sta portando in vita la visione futuristica nei cantieri. Mentre l'IA migliora il processo decisionale e il controllo della qualità, la robotica fornisce un'incarnazione tangibile di questi progressi.

La robotica, la branca dell'ingegneria che integra l'informatica con l'ingegneria meccanica ed elettrica, si è espansa nel settore delle costruzioni negli ultimi anni. I robot esistono da decenni, ma solo di recente hanno visto un aumento significativo della popolarità, principalmente a causa del maggiore interesse e dell'adozione in seguito alla pandemia di COVID-19. Di conseguenza, ciò ha sbloccato una moltitudine di nuove possibilità.

I robot sono in grado di automatizzare macchinari pesanti e flotte per attività come scavi, trasporti, sollevamento carichi, lavori in calcestruzzo e demolizioni. Inoltre, metodi di costruzione avanzati utilizzano la robotica per la gestione dei rifiuti, l'automazione delle attività e la costruzione industrializzata.

La dimensione del mercato per i robot da costruzione globali è stata valutata a 442,5 milioni di dollari nel 2023 e si prevede che crescerà fino a 1,2 miliardi di dollari entro il 2030.

Tre categorie principali di robot edili stanno guidando questa trasformazione:

· Robot stazionari. Questi robot operano senza muovere la loro base, comprese tipologie come robot a portale, bracci robotici e robot a cavo.

· Robot mobili. Migliorano l'efficienza delle costruzioni e possono muoversi su terreni irregolari, con tipologie che includono robot su ruote, robot che camminano, robot volanti e robot che nuotano.

· Robot a sciame. Molti piccoli robot che collaborano per costruire progetti in modo autonomo, seguendo percorsi pianificati per evitare collisioni.

Considerazioni finali

L'IA sta cambiando il volto del settore delle costruzioni ottimizzando la pianificazione dei progetti, l'allocazione delle risorse e la gestione delle attività, portando a significativi guadagni in termini di efficienza e produttività. Il ruolo dell'IA nel migliorare la sicurezza, il processo decisionale e il controllo della qualità sta diventando sempre più vitale.

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 le costruzioni.

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