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

L’IA sta trasformando l’edilizia con maggiore sicurezza, una programmazione più intelligente e un controllo della qualità migliorato. Scopriamo come questi progressi garantiscano un futuro più sicuro ed efficiente per il settore.

L’IA sta cambiando l’edilizia ottimizzando la programmazione dei progetti, l’allocazione delle risorse e la gestione delle attività, con notevoli incrementi 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 di adozione, il mercato dell’IA nell’edilizia, valutato oltre 2,5 miliardi di dollari nel 2022, dovrebbe raggiungere 15,1 miliardi di dollari entro il 2032. Questa crescita 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.

Fig. 1. Statistiche globali del mercato dell’IA nell’edilizia.

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 registrato la perdita di 1.069 professionisti deceduti sul lavoro, con un aumento di 83 vittime 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 cruciale 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. Tra i principali vantaggi figurano:

• Il monitoraggio in tempo reale consiste nella sorveglianza continua delle attività di cantiere e consente di rilevare immediatamente potenziali rischi, come cavi elettrici esposti, impalcature non fissate o barriere di sicurezza inadeguate. Questa supervisione costante tramite sensori o telecamere garantisce che le situazioni pericolose vengano individuate e affrontate tempestivamente, prima che si trasformino in incidenti gravi.

• Il rilevamento dei rischi consente di individuare rapidamente pericoli come debolezze strutturali, superfici instabili o uso improprio delle attrezzature grazie ad algoritmi avanzati e tecniche di analisi dei dati. In questo modo è possibile intervenire immediatamente per proteggere i 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.

Fig. 2. Nel 2022 sono morti sul lavoro più lavoratori edili statunitensi che in qualsiasi altro settore industriale.

Il processo decisionale dell’IA nell’edilizia#

Nel settore edile, scadenze serrate, ambienti di lavoro dinamici e la necessità costante di coordinare in modo efficiente più team e risorse sono la norma. Data la rapidità del settore, la capacità di prendere decisioni informate in modo rapido e accurato è fondamentale.

È qui che entra in gioco il processo decisionale basato sui dati, trasformando il modo in cui i progetti edili vengono pianificati ed eseguiti. Sfruttando tecnologie avanzate di IA, il settore può analizzare grandi volumi di dati edilizi con una velocità e una precisione senza precedenti. Modelli di IA come Ultralytics YOLOv8 stanno rivoluzionando il settore, offrendo supporto per il rilevamento degli oggetti, la segmentazione e il tracciamento degli oggetti, favorendo cambiamenti e miglioramenti nei flussi di lavoro del settore edile attraverso la computer vision.

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

I principali vantaggi includono:

• Pianificazione informata e proattiva. L’IA consente ai project manager di anticipare i potenziali problemi prima che si verifichino, siano essi errori di progettazione, problemi nelle prestazioni dei subappaltatori, guasti alle attrezzature o carenze di materiali. Tecnologie come YOLOv8 nella computer vision possono contribuire al tracciamento dell’inventario contando e monitorando accuratamente i materiali. Il machine learning consente di adeguare le tempistiche sulla base di informazioni in tempo reale, contribuendo a mitigare i rischi, garantire un’esecuzione più fluida dei progetti e ridurre ritardi e sforamenti dei costi.
• Modellazione delle informazioni di costruzione (BIM): la tecnologia BIM nell’edilizia facilita 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, portando a un’esecuzione più efficiente dei progetti.
• Ottimizzazione delle risorse. L’IA aiuta anche a valutare la disponibilità e l’utilizzo di attrezzature, forza lavoro e materiali, garantendo il massimo impiego senza sprechi. Ciò 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 correnti dei progetti, l’IA può prevedere potenziali ritardi dovuti a condizioni meteorologiche, ostacoli normativi, condizioni del sito, carenza di manodopera, ecc. L’analisi strategica consente di riallocare sistematicamente manodopera e materiali per garantire il rispetto delle tempistiche dei progetti.

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

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

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

Ciò 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 della qualità nell’edilizia:

• Garantisce standard costruttivi elevati: i sistemi di IA sono progettati per monitorare e valutare continuamente le attività edilizie, assicurando che tutti i lavori rispettino gli standard e le normative stabiliti. Questa supervisione costante contribuisce a mantenere la massima qualità per tutto il ciclo di vita del progetto.
• Riduce la necessità di rifacimenti: identificando tempestivamente i difetti, l’IA riduce significativamente la necessità di rifare i lavori. Ciò non solo fa risparmiare tempo e risorse, ma garantisce anche il rispetto delle tempistiche del progetto.
• Semplifica le ispezioni: droni e sensori basati sull’IA automatizzano i processi di ispezione, identificando i potenziali problemi con maggiore velocità e precisione.
• Favorisce la manutenzione predittiva: gli algoritmi di IA analizzano i dati delle attrezzature per prevedere le necessità di manutenzione, riducendo i tempi di inattività e garantendo prestazioni ottimali.

IA nell’edilizia: le sfide#

Nonostante le sue dimensioni, il settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC), dal valore di $12 trilioni, è tradizionalmente rimasto indietro nell’adozione delle tecnologie digitali e delle pratiche innovative. Questo settore, uno dei più grandi al mondo, sta iniziando solo ora a recuperare il terreno perduto rispetto agli altri comparti in termini di modernizzazione e progresso tecnologico.

McKinsey riferisce che, sebbene la tecnologia focalizzata sul settore AEC stia progredendo, non ha ancora raggiunto la scala e la sofisticazione di altri settori software consolidati, come logistica, produzione e agricoltura. In effetti, i clienti AEC spendono meno in IT rispetto ad altri settori, come produzione, architettura e logistica. Questo minore investimento contribuisce alle difficoltà che le aziende tecnologiche AEC incontrano nella crescita efficiente. Inoltre, il settore presenta meno aziende in rapida espansione e unicorni rispetto alle sue dimensioni.

Questa ridotta allocazione di budget per l’IT, unita alla frammentazione del mercato e a pratiche analogiche radicate, ostacola i progressi. In media, le aziende AEC destinano all’IT solo dall’1 al 2 percento dei ricavi, una quota significativamente inferiore al 3-5 percento tipico degli altri settori.

Le ingenti spese associate sia agli investimenti sia alla gestione rappresentano un ostacolo significativo alla crescita dell’IA nel mercato dell’edilizia. L’implementazione delle tecnologie di IA nei progetti edili richiede ingenti esborsi finanziari, che comprendono l’acquisizione di sistemi di IA, dell’hardware e del software necessari e di competenze specialistiche.

Inoltre, i costi operativi e di manutenzione, come l’assunzione di personale qualificato, l’esecuzione di aggiornamenti regolari e il soddisfacimento delle esigenze infrastrutturali, possono essere considerevoli. Questi costi elevati rendono difficile per le imprese edili piccole e medie adottare soluzioni di IA, come evidenziato da Global Market Insights. Tuttavia, capire come utilizzare l’IA nell’edilizia è fondamentale affinché il settore colmi questo divario e raggiunga maggiore efficienza e innovazione.

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

Immagina uno scenario in cui i robot sostituiscano i lavoratori umani nei cantieri, riducendo così il rischio di lesioni o decessi tra le persone.

Mentre il settore edile avanza nell’era digitale guidata dall’IA, la robotica sta trasformando in realtà la visione futuristica dei cantieri. L’IA migliora il processo decisionale e il controllo della qualità, mentre la robotica offre un’incarnazione concreta di questi progressi.

La robotica, branca dell’ingegneria che integra l’informatica con l’ingegneria meccanica ed elettrica, si è espansa nel settore edile negli ultimi anni. I robot esistono da decenni, ma solo di recente hanno registrato un notevole aumento di popolarità, principalmente a causa del crescente interesse e della maggiore adozione seguiti alla pandemia di COVID-19. Di conseguenza, si è aperta una moltitudine di 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 edilizi avanzati utilizzano la robotica per la gestione dei rifiuti, l’automazione delle attività e la costruzione industrializzata.

Il mercato globale dei robot per l’edilizia aveva un valore di $442,5 milioni nel 2023 e dovrebbe raggiungere 1,2 miliardi di dollari entro il 2030.

Fig. 5. Il mercato globale della robotica per l’edilizia sta crescendo rapidamente.

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

• Robot stazionari. Questi robot operano senza spostare la propria base e includono tipologie come robot a portale, bracci robotici e robot a cavo.

• Robot mobili. Migliorano l’efficienza edilizia e possono muoversi su terreni irregolari; tra le tipologie figurano robot su ruote, robot camminatori, robot volanti e robot nuotatori.

• Robot a sciame. Molti piccoli robot collaborano per costruire progetti in autonomia, seguendo percorsi pianificati per evitare collisioni.

Considerazioni finali#

L’IA sta cambiando il volto del settore edile ottimizzando la programmazione dei progetti, l’allocazione delle risorse e la gestione delle attività, con significativi incrementi di efficienza e produttività. Il ruolo dell’IA nel migliorare la sicurezza, il processo decisionale e il controllo della qualità sta diventando sempre più importante.

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

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