IA na construção civil: salvando vidas, reduzindo custos e elevando a qualidade

A IA está transformando a construção civil com mais segurança, programação mais inteligente e melhor controle de qualidade. Vamos explorar como esses avanços contribuem para um futuro mais seguro e eficiente para o setor.

A IA está mudando a construção civil ao otimizar o cronograma de projetos, a alocação de recursos e o gerenciamento de tarefas, gerando ganhos significativos de eficiência e produtividade. Seu papel fundamental no aprimoramento da segurança, da tomada de decisões e do controle de qualidade está se tornando indispensável nas práticas modernas de construção.

Apesar dos desafios de adoção, espera-se que o mercado de IA para construção civil, avaliado em mais de US$ 2,5 bilhões em 2022, cresça para US$ 15,1 bilhões até 2032. Esse crescimento é impulsionado pela capacidade da IA de reduzir prazos e custos, prometendo um futuro mais inteligente, seguro e eficiente para profissionais do setor em todo o mundo.

Fig. 1. IA no mercado da construção civil: estatísticas globais.

Reduzindo acidentes em canteiros de obras com IA#

De acordo com a Organização Internacional do Trabalho das Nações Unidas, a construção civil é o segundo setor mais perigoso, depois da agricultura.

Em 2022, o setor da construção civil dos EUA sofreu a perda de 1.069 profissionais, que morreram enquanto trabalhavam, um aumento de 83 mortes em relação ao ano anterior. Há mais de uma década, a taxa de mortalidade do setor nos EUA tem ficado em torno de 10 mortes por 100.000 trabalhadores, o que destaca a necessidade crítica de aprimorar as medidas de segurança nesse setor de alto risco.

A integração da IA no setor da construção civil aumenta significativamente a segurança nos canteiros de obras. Entre as principais vantagens estão:

• O monitoramento em tempo real consiste na vigilância contínua das atividades de construção, permitindo detectar imediatamente riscos potenciais, como fiação elétrica exposta, andaimes sem proteção ou barreiras de segurança inadequadas. Essa supervisão constante com sensores ou câmeras garante que situações perigosas sejam identificadas e resolvidas prontamente, antes que se agravem e causem incidentes sérios.
• Detecção de riscos e perigos permite detectar rapidamente perigos, como fragilidades estruturais, superfícies instáveis ou uso inadequado de equipamentos, com algoritmos avançados e técnicas de análise de dados. Isso garante uma resolução imediata para manter a segurança dos trabalhadores e evitar acidentes.
• Conformidade regulatória garante o cumprimento rigoroso das normas de segurança ao avaliar continuamente se os protocolos de segurança estão sendo seguidos. Isso não só reduz o risco de acidentes, como também garante um ambiente de trabalho mais seguro para todos os profissionais.

Fig. 2 Mais trabalhadores da construção civil morreram no trabalho nos EUA em 2022 do que em qualquer outro setor.

Tomada de decisões com IA na construção civil#

No setor da construção civil, prazos apertados para projetos, ambientes de trabalho dinâmicos e a necessidade constante de coordenar com eficiência várias equipes e recursos são a norma. Dado o ritmo acelerado do setor, é fundamental conseguir tomar decisões embasadas com rapidez e precisão.

É nesse contexto que a tomada de decisões baseada em dados entra em cena, transformando a forma como os projetos de construção são planejados e executados. Ao aproveitar tecnologias avançadas de IA, o setor pode analisar grandes volumes de dados de construção com mais rapidez e precisão. Modelos de IA como o Ultralytics YOLOv8 dão suporte à detecção de objetos, à segmentação e ao rastreamento de objetos, ajudando a aprimorar os fluxos de trabalho da construção civil por meio da visão computacional.

Fig. 3. Exemplo de uso do Ultralytics YOLOv8 para detecção de objetos.

Principais benefícios:

• Planejamento informado e proativo. A IA permite que gerentes de projetos antecipem possíveis problemas antes que ocorram, sejam erros de projeto, problemas de desempenho de subcontratados, falhas de equipamentos ou falta de materiais. Tecnologias de visão computacional como YOLOv8 podem ajudar no rastreamento de inventário, contando e monitorando materiais com precisão. O aprendizado de máquina permite ajustar cronogramas com base em informações em tempo real, ajudando a mitigar riscos, garantir uma execução mais tranquila dos projetos e reduzir atrasos e custos excedentes.
• Modelagem da Informação da Construção (BIM): a tecnologia BIM na construção civil facilita a tomada de decisões orientada por dados ao fornecer representações digitais detalhadas das características físicas e funcionais. Juntos, BIM e IA oferecem informações que ajudam a simplificar os processos de planejamento, projeto e gestão, levando a uma execução mais eficiente dos projetos.
• Otimização de recursos. A IA também ajuda a avaliar a disponibilidade e o uso de equipamentos, mão de obra e materiais, garantindo o máximo aproveitamento sem desperdício. Isso não só aumenta a produtividade e reduz custos, como também promove a eficiência e a responsabilidade ambiental, incentivando práticas de construção sustentáveis.
• Análise de dados. Ao analisar dados históricos e métricas atuais do projeto, a IA pode prever possíveis atrasos causados pelo clima, por entraves regulatórios, pelas condições do local, pela falta de mão de obra etc. A análise estratégica permite realocar sistematicamente a mão de obra e os materiais para garantir o cumprimento dos cronogramas dos projetos.

O papel da IA no controle de qualidade e na detecção de defeitos na construção civil#

O controle de qualidade é um aspecto fundamental de qualquer projeto de construção, e a IA tem um papel importante na manutenção de altos padrões de construção. Com o uso de tecnologias avançadas, a IA garante que cada etapa do processo de construção atenda a rigorosos padrões de qualidade.

Fig. 4. O setor da construção civil está cada vez mais digitalizado.

Isso ajuda a garantir a integridade da estrutura final e aumenta a segurança geral e a durabilidade do projeto.

Veja algumas formas específicas pelas quais a IA contribui para o controle de qualidade na construção civil:

• Garante altos padrões de construção: os sistemas de IA são projetados para monitorar e avaliar continuamente as atividades de construção, garantindo que todo o trabalho siga os padrões e regulamentos estabelecidos. Essa supervisão contínua ajuda a manter a mais alta qualidade durante todo o ciclo de vida do projeto.
• Reduz a necessidade de retrabalho: ao identificar defeitos precocemente, a IA reduz significativamente a necessidade de retrabalho. Isso não só economiza tempo e recursos, como também garante que o projeto permaneça dentro do cronograma.
• Simplifica as inspeções: drones e sensores com IA automatizam os processos de inspeção e identificam possíveis problemas com mais rapidez e precisão.
• Facilita a manutenção preditiva: os algoritmos de IA analisam dados dos equipamentos para prever necessidades de manutenção, reduzindo o tempo de inatividade e garantindo o desempenho ideal.

IA na construção civil: os desafios#

Apesar de seu porte, o setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC), avaliado em $12 trilhões, tradicionalmente tem ficado para trás na adoção de tecnologias digitais e práticas inovadoras. Esse setor, um dos maiores do mundo, está apenas começando a acompanhar outros setores em termos de modernização e avanço tecnológico.

A McKinsey relata que, embora a tecnologia voltada ao setor AEC esteja avançando, ela ainda não alcançou a escala e a sofisticação observadas em outros setores de software consolidados, como logística, manufatura e agricultura. Na verdade, os clientes do setor AEC gastam menos com TI do que os de outros setores, como manufatura, arquitetura e logística. Esse investimento menor contribui para os desafios que as empresas de tecnologia do setor AEC enfrentam para crescer com eficiência. Além disso, em relação ao seu porte, o setor tem menos empresas em expansão e unicórnios.

A redução da parcela do orçamento destinada à TI, somada à fragmentação do mercado e a práticas analógicas arraigadas, dificulta o progresso. Em média, as empresas do setor AEC destinam apenas 1 a 2 por cento de sua receita à TI, bem menos que os 3 a 5 por cento típicos de outros setores.

As despesas substanciais associadas tanto ao investimento quanto à operação representam uma grande barreira ao crescimento da IA no mercado da construção civil. A implementação de tecnologias de IA em projetos de construção exige investimentos financeiros significativos, que cobrem a aquisição de sistemas de IA, o hardware e o software necessários e a expertise especializada.

Além disso, os custos operacionais e de manutenção, como contratar profissionais qualificados, realizar atualizações regulares e atender às necessidades de infraestrutura, podem ser consideráveis. Como destaca a Global Market Insights, esses custos elevados dificultam a adoção de soluções de IA por pequenas e médias empresas de construção. Ainda assim, entender como usar IA na construção civil é fundamental para o setor superar essa lacuna e alcançar mais eficiência e inovação.

Robótica com IA no setor da construção civil: uma nova fronteira#

Imagine um cenário em que robôs substituem trabalhadores humanos nos canteiros de obras, reduzindo assim o risco de ferimentos ou mortes.

À medida que o setor da construção civil avança rumo à era digital impulsionada pela IA, a robótica está dando vida a essa visão futurista nos canteiros de obras. Enquanto a IA aprimora a tomada de decisões e o controle de qualidade, a robótica dá forma concreta a esses avanços.

A robótica, ramo da engenharia que integra a ciência da computação à engenharia mecânica e elétrica, vem se expandindo no setor da construção civil nos últimos anos. Os robôs existem há décadas, mas só recentemente se tornaram muito mais populares, principalmente devido ao aumento do interesse e da adoção após a pandemia de COVID-19. Isso abriu muitas novas possibilidades.

Os robôs são capazes de automatizar máquinas pesadas e frotas para tarefas como escavação, transporte, içamento de cargas, trabalhos com concreto e demolição. Além disso, métodos avançados de construção usam a robótica para gerenciar resíduos, automatizar tarefas e industrializar a construção.

O mercado global de robôs para construção civil foi avaliado em $442,5 milhões em 2023 e deve crescer para US$ 1,2 bilhão até 2030.

Fig. 5. O mercado global de robótica para construção civil está crescendo rapidamente.

Três categorias principais de robôs para construção civil estão impulsionando essa transformação:

• Robôs estacionários. Esses robôs operam sem mover a base e incluem tipos como robôs cartesianos, braços robóticos e robôs suspensos por cabos.
• Robôs móveis. Eles aumentam a eficiência na construção civil e conseguem se deslocar por terrenos irregulares. Entre os tipos estão robôs com rodas, caminhantes, voadores e nadadores.
• Robôs de enxame. Muitos robôs pequenos que colaboram para construir projetos de forma autônoma, seguindo trajetórias planejadas para evitar colisões.

Considerações finais#

A IA está transformando o setor da construção civil ao otimizar o planejamento de projetos, a alocação de recursos e o gerenciamento de tarefas, o que gera ganhos significativos de eficiência e produtividade. O papel da IA no aprimoramento da segurança, da tomada de decisões e do controle de qualidade está se tornando cada vez mais essencial.

Apesar dos desafios, a integração da IA, junto aos avanços da robótica e da tecnologia BIM, promete um futuro mais inteligente, seguro e eficiente para a construção civil.

Quer saber mais sobre IA? Faça parte da comunidade da Ultralytics! Explore nosso repositório no GitHub para conhecer os avanços mais recentes em inteligência artificial. Veja como nossas soluções de IA são aplicadas na área da saúde e em carros autônomos. Entre em contato conosco para aprender e inovar em conjunto!