IA na construção: salvar vidas, reduzir custos e elevar a qualidade

A IA está transformando a construção com maior segurança, um planejamento mais inteligente e um controle de qualidade aprimorado. Vamos explorar como esses avanços garantem um futuro mais seguro e eficiente para o setor.

A IA está mudando a construção ao otimizar o planejamento de projetos, a alocação de recursos e o gerenciamento de tarefas, resultando em ganhos notáveis 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, o mercado de IA na construção, avaliado em mais de US$ 2,5 bilhões em 2022, deve disparar 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 os profissionais do setor em todo o mundo.

Fig. 1. Estatísticas globais do mercado de IA na construção.

Reduzindo acidentes em canteiros de obras com IA#

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

Em 2022, o setor de construção dos EUA registrou a perda de 1.069 profissionais que morreram enquanto trabalhavam, um aumento de 83 mortes em relação ao ano anterior. A taxa de mortalidade do setor nos EUA tem permanecido em torno de 10 mortes por 100.000 trabalhadores há mais de uma década, evidenciando a necessidade crítica de melhorar as medidas de segurança nesse setor de alto risco.

A integração da IA no setor de construção aprimora significativamente as medidas de segurança nos canteiros de obras. Alguns dos principais benefícios incluem:

• O monitoramento em tempo real envolve a vigilância contínua das atividades de construção, permitindo a detecção imediata de possíveis riscos, como fiação elétrica exposta, andaimes sem fixação ou barreiras de segurança inadequadas. Essa supervisão constante, usando sensores ou câmeras, garante que situações perigosas sejam identificadas e resolvidas prontamente, antes que se agravem e causem incidentes graves.

• A detecção de riscos e perigos pode identificar 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.

• A conformidade regulatória impõe o cumprimento rigoroso das normas de segurança, avaliando continuamente se os protocolos de segurança estão sendo seguidos. Isso não apenas reduz o risco de acidentes, mas também garante um ambiente de trabalho mais seguro para todo o pessoal.

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

Tomada de decisões com IA na construção#

No setor de construção, prazos apertados para os projetos, ambientes de trabalho dinâmicos e a necessidade constante de coordenar várias equipes e recursos de forma eficiente são a norma. Dado o ritmo acelerado do setor, a capacidade de tomar decisões bem fundamentadas com rapidez e precisão é fundamental.

É nesse contexto que a tomada de decisões orientada por 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 velocidade e precisão sem precedentes. Modelos de IA, como o Ultralytics YOLOv8, têm revolucionado o setor ao oferecer suporte à detecção de objetos, à segmentação e ao rastreamento de objetos, impulsionando mudanças e melhorias nos fluxos de trabalho do setor de construção por meio da visão computacional.

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

Os principais benefícios incluem:

• Planejamento informado e proativo. A IA permite que os gerentes de projeto antecipem possíveis problemas antes que surjam, sejam eles erros de projeto, problemas de desempenho de subcontratados, falhas de equipamentos ou escassez de materiais. Tecnologias como o YOLOv8 na visão computacional podem auxiliar no rastreamento de inventário ao contar e monitorar materiais com precisão. O aprendizado de máquina permite ajustar os cronogramas com base em insights em tempo real, ajudando a mitigar riscos, garantir uma execução mais tranquila dos projetos e reduzir atrasos e estouros de custos.
• Modelagem da Informação da Construção (BIM): a tecnologia BIM na construção facilita a tomada de decisões orientada por dados ao fornecer representações digitais detalhadas das características físicas e funcionais. O BIM e a IA, juntos, oferecem insights que ajudam a simplificar os processos de planejamento, projeto e gerenciamento, levando a uma execução mais eficiente dos projetos.
• Otimização de recursos. A IA também auxilia na avaliação da disponibilidade e do uso de equipamentos, mão de obra e materiais, garantindo a máxima utilização sem desperdício. Isso não apenas aumenta a produtividade e reduz custos, mas também promove a eficiência e a responsabilidade ambiental, incentivando práticas de construção sustentáveis.
• Análise de dados. Ao analisar dados históricos e métricas atuais dos projetos, a IA pode prever possíveis atrasos causados por condições climáticas, gargalos regulatórios, condições do local, escassez 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#

O controle de qualidade é um aspecto crítico de qualquer projeto de construção, e a IA desempenha um papel significativo na manutenção de altos padrões de construção. Ao aproveitar tecnologias avançadas, a IA garante que cada fase do processo de construção atenda a rigorosos parâmetros de qualidade.

Fig. 4. O setor de construção está cada vez mais digitalizado.

Isso não apenas garante a integridade da estrutura final, mas também aprimora a segurança geral e a durabilidade do projeto.

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

• 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 cumpra 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 apenas economiza tempo e recursos, mas também garante que o projeto permaneça dentro do cronograma.
• Agiliza as inspeções: drones e sensores equipados com IA automatizam os processos de inspeção, identificando possíveis problemas com maior rapidez e precisão.
• Facilita a manutenção preditiva: os algoritmos de IA analisam dados dos equipamentos para antecipar necessidades de manutenção, reduzindo o tempo de inatividade e garantindo um desempenho ideal.

IA na construção: os desafios#

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

A McKinsey informa que, embora o segmento de tecnologia focado em AEC esteja avançando, ele ainda não alcançou a escala e a sofisticação observadas em outros setores de software consolidados, como logística, manufatura e agricultura. Na verdade, os clientes de AEC gastam menos com TI em comparação com outros setores, como manufatura, arquitetura e logística. Esse investimento menor contribui para os desafios enfrentados pelas empresas de tecnologia para AEC ao crescerem de forma eficiente. Além disso, o setor tem menos scale-ups e unicórnios em relação ao seu tamanho.

Essa menor alocação orçamentária em TI, combinada com a fragmentação do mercado e práticas analógicas arraigadas, dificulta o progresso. Em média, as empresas de AEC destinam apenas 1% a 2% de sua receita à TI, significativamente menos do que os 3% a 5% típicos de outros setores.

As despesas substanciais associadas tanto ao investimento quanto à operação representam uma grande barreira ao crescimento da IA no mercado de construção. A implementação de tecnologias de IA em projetos de construção exige desembolsos financeiros significativos, abrangendo a aquisição de sistemas de IA, o hardware e software necessários e conhecimentos especializados.

Além disso, os custos operacionais e de manutenção, como a contratação de pessoal qualificado, a realização de atualizações regulares e o atendimento às necessidades de infraestrutura, podem ser consideráveis. Esses custos elevados dificultam a adoção de soluções de IA por empresas de construção pequenas e médias, conforme destacado pela Global Market Insights. Ainda assim, entender como usar IA na construção é crucial para que o setor supere essa lacuna e alcance maior eficiência e inovação.

Robótica equipada com IA no setor de construção: uma nova fronteira#

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

À medida que o setor de construção avança rumo à era digital impulsionada pela IA, a robótica está dando vida à visão futurista nos canteiros de obras. Enquanto a IA aprimora a tomada de decisões e o controle de qualidade, a robótica oferece uma materialização concreta desses avanços.

A robótica, ramo da engenharia que integra a ciência da computação à engenharia mecânica e elétrica, vem se expandindo para o setor de construção nos últimos anos. Os robôs existem há décadas, mas só recentemente ganharam grande popularidade, principalmente devido ao maior interesse e à adoção após a pandemia de COVID-19. Consequentemente, isso abriu uma grande variedade de novas possibilidades.

Os robôs são capazes de automatizar máquinas pesadas e frotas para tarefas como escavação, transporte, elevação de cargas, trabalhos com concreto e demolição. Além disso, métodos avançados de construção utilizam a robótica para gerenciamento de resíduos, automação de tarefas e construção industrializada.

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

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

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

• Robôs estacionários. Esses robôs operam sem mover sua base e incluem tipos como robôs cartesianos, braços robóticos e robôs de cabos.

• Robôs móveis. Eles aumentam a eficiência da construção e podem se deslocar em terrenos irregulares, incluindo robôs com rodas, robôs 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 mudando o panorama do setor de construção ao otimizar o planejamento de projetos, a alocação de recursos e o gerenciamento de tarefas, levando a 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 vital.

Apesar dos desafios, a integração da IA, juntamente com os avanços na robótica e na tecnologia BIM, promete um futuro mais inteligente, seguro e eficiente para a construção.

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