AI na construção: Salvando vidas, reduzindo custos e elevando a qualidade

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

A IA está mudando a construção ao otimizar o cronograma de projetos, a alocação de recursos e a gestão de tarefas, resultando em ganhos notáveis de eficiência e produtividade. Seu papel crítico no aumento da segurança, na tomada de decisões e no 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 atingir 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 players do setor em todo o mundo.

Fig 1. IA no mercado de construção, estatísticas globais.

Link to this sectionReduzindo 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, depois da agricultura.

Em 2022, o setor de construção dos EUA enfrentou uma perda de 1.069 profissionais que morreram durante o trabalho, marcando um aumento de 83 fatalidades em comparação com o ano anterior. A taxa de fatalidade do setor nos EUA permaneceu em cerca de 10 mortes por 100.000 trabalhadores por mais de uma década, destacando a necessidade crítica de melhores medidas de segurança nesta indústria de alto risco.

A integração da IA no setor de construção aumenta significativamente as medidas de segurança nos canteiros de obras. Algumas das principais vantagens incluem:

• Monitoramento em tempo real envolve a vigilância contínua das atividades de construção, permitindo a detecção imediata de riscos potenciais, como fiação elétrica exposta, andaimes não seguros ou barreiras de segurança inadequadas. Essa supervisão constante usando sensores ou câmeras garante que situações perigosas sejam identificadas e tratadas prontamente antes que se transformem em incidentes graves.

• Detecção de riscos pode identificar rapidamente perigos, como fraquezas estruturais, superfícies instáveis ou uso inadequado de equipamentos, com algoritmos avançados e técnicas de análise de dados. Isso garante a resolução imediata para manter a segurança do trabalhador e evitar acidentes.

• Conformidade regulatória impõe o cumprimento rigoroso dos regulamentos de segurança ao avaliar 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 civil nos EUA morreram no trabalho em 2022 do que em qualquer outro setor da indústria.

Link to this sectionTomada de decisão com IA na construção#

No setor de construção, prazos de projeto apertados, ambientes de trabalho dinâmicos e a necessidade constante de coordenar múltiplas equipes e recursos de forma eficiente são a norma. Dado o ritmo acelerado do setor, a capacidade de tomar decisões informadas de forma rápida e precisa é fundamental.

É aqui que a tomada de decisão baseada em dados entra em jogo, 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, auxiliando na detecção de objetos, segmentação e rastreamento de objetos, impulsionando mudanças e melhorias nos fluxos de trabalho dentro do setor de construção por meio da visão computacional.

Fig 3. Exemplo de Ultralytics YOLOv8 empregado para detecção de objetos.

Os principais benefícios incluem:

• Planejamento informado e proativo. A IA capacita gerentes de projeto a antecipar possíveis problemas antes que surjam, sejam erros de projeto, problemas de desempenho de subempreiteiros, falhas de equipamentos ou falta de materiais. Tecnologias como YOLOv8 em visão computacional podem ajudar no rastreamento de inventário ao contar e monitorar materiais com precisão. O aprendizado de máquina permite ajustes de cronograma baseados em insights em tempo real, ajudando a mitigar riscos, garantir uma execução de projeto mais tranquila e reduzir atrasos e estouros de custos.
• Modelagem de Informação da Construção (BIM): A tecnologia BIM na construção facilita a tomada de decisão baseada em dados, fornecendo representações digitais detalhadas das características físicas e funcionais. O BIM e a IA juntos oferecem insights que ajudam a otimizar os processos de planejamento, projeto e gestão, levando a uma execução de projeto mais eficiente.
• Otimização de recursos. A IA também auxilia na avaliação da disponibilidade e uso de equipamentos, mão de obra e materiais, garantindo a utilização máxima sem desperdício. Isso não apenas aumenta a produtividade e reduz custos, mas também promove a eficiência e a responsabilidade ambiental, fomentando práticas de construção sustentáveis.
• Análise de dados. Ao analisar dados históricos e métricas atuais do projeto, a IA pode prever possíveis atrasos devido ao clima, gargalos regulatórios, condições do local, escassez de mão de obra, etc. Analytics estratégico permite a realocação metódica de mão de obra e materiais para garantir que os cronogramas do projeto sejam mantidos.

Link to this sectionO 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 padrões de qualidade.

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

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

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

• Garante altos padrões de construção: Sistemas de IA são projetados para monitorar e avaliar continuamente as atividades de construção, garantindo que todo o trabalho adira aos 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.
• Otimiza as inspeções: Drones e sensores alimentados por IA automatizam os processos de inspeção, identificando problemas potenciais com maior velocidade e precisão.
• Facilita a manutenção preditiva: Algoritmos de IA analisam dados de equipamentos para antecipar necessidades de manutenção, reduzindo o tempo de inatividade e garantindo o desempenho ideal.

Link to this sectionIA na construção: Os desafios#

Apesar de seu tamanho, o setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC) de US$ 12 trilhões tradicionalmente ficou para trás na adoção de tecnologias digitais e práticas inovadoras. Esta indústria, que é uma das maiores do mundo, está apenas começando a alcançar outros setores em termos de modernização e avanço tecnológico.

A McKinsey relata que, embora o setor de tecnologia focado em AEC esteja progredindo, ele ainda não atingiu a escala e a sofisticação vistas em outros setores de software estabelecidos, como logística, manufatura e agricultura. De fato, clientes de AEC gastam menos em TI em comparação com outros setores, como manufatura, arquitetura e logística. Esse menor investimento contribui para os desafios que as empresas de tecnologia AEC enfrentam para crescer com eficiência. Além disso, o setor tem menos empresas em escala e unicórnios em relação ao seu tamanho.

Essa alocação reduzida de orçamento em TI, juntamente com a fragmentação do mercado e práticas analógicas arraigadas, dificulta o progresso. Em média, empresas de AEC alocam apenas 1 a 2 por cento de sua receita em TI, significativamente menos do que os 3 a 5 por cento típicos em outros setores.

As despesas substanciais associadas tanto ao investimento quanto à operação apresentam uma grande barreira para o crescimento da IA no mercado de construção. Implementar tecnologias de IA em projetos de construção exige desembolsos financeiros significativos, cobrindo a aquisição de sistemas de IA, hardware e software necessários e experiência especializada.

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 altos custos tornam difícil para pequenas e médias empresas de construção adotarem soluções de IA, como destacado pela Global Market Insights. No entanto, entender como usar a IA na construção é crucial para que o setor feche essa lacuna e alcance maior eficiência e inovação.

Link to this sectionRobótica alimentada por IA no setor de construção: Uma nova fronteira#

Imagine um cenário onde robôs substituem trabalhadores humanos em canteiros de obras, mitigando assim o risco de lesões ou fatalidades humanas.

À medida que o setor de construção avança para a 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 fornece uma personificação tangível desses avanços.

A robótica, o ramo da engenharia que integra a ciência da computação com a engenharia mecânica e elétrica, tem se expandido para o setor de construção nos últimos anos. Os robôs existem há décadas, mas só recentemente viram um aumento significativo na popularidade, principalmente devido ao maior interesse e adoção após a pandemia de COVID-19. Consequentemente, isso desbloqueou uma infinidade de novas possibilidades.

Os robôs são capazes de automatizar máquinas pesadas e frotas para tarefas como escavação, transporte, elevação de carga, trabalho com concreto e demolição. Além disso, métodos avançados de construção estão utilizando a robótica para gestão de resíduos, automação de tarefas e construção industrializada.

O tamanho do mercado global de robôs de construção foi avaliado em US$ 442,5 milhões em 2023 e projeta-se que cresça para US$ 1,2 bilhão até 2030.

Fig 5. O mercado global de robótica na construção está experimentando um rápido crescimento.

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

• Robôs estacionários. Esses robôs operam sem mover sua base, incluindo tipos como robôs de pórtico, braços robóticos e robôs a cabo.

• Robôs móveis. Eles aumentam a eficiência da construção e podem navegar em terrenos irregulares, com tipos que incluem robôs com rodas, caminhantes, voadores e nadadores.

• Robôs de enxame. Muitos robôs pequenos que colaboram para construir designs autonomamente, seguindo caminhos planejados para evitar colisões.

Link to this sectionConsiderações finais#

A IA está mudando a face do setor de construção ao otimizar o cronograma de projetos, a alocação de recursos e a gestão de tarefas, levando a ganhos significativos de eficiência e produtividade. O papel da IA no aumento da segurança, na tomada de decisões e no 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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