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    Ilustração do sistema projetado para a captura automática da dinâmica de produção ou montagem no canteiro de obras. Crédito Foto: Divulgação
O Paradigma da Indústria 4.0 na construção civil

O potencial transformador de um conjunto de novas tecnologias associadas ao conceito de Internet das Coisas (IoT), vem sendo estudado em âmbito mundial. Fundamentalmente estruturada em conectividade e uso de sensores avançados, tem sido aplicada com rapidez em diversos setores da economia de países como Estados Unidos, Alemanha, Japão e Reino Unido. No Brasil, a implementação de tecnologias da IoT pode aumentar significativamente a produtividade da economia e a eficiência em diversos setores da indústria, além de gerar novas oportunidades para as empresas de base tecnológica no país.

Com enfoque específico na construção civil brasileira, a possibilidade de aplicar novas tecnologias integradas à IoT vem despertando, paulatinamente, o interesse de especialistas e agentes atuantes no setor. Estudos e pesquisas estão sendo realizados sobre as oportunidades e os desafios intrínsecos aos avanços tecnológicos e às possíveis transformações relacionadas ao que se convencionou chamar de “Paradigma da Indústria 4.0” ou, ainda, “Construção 4.0”. No contexto, o professor Fabiano Rogerio Corrêa, integrante do corpo docente do Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP, realiza a coordenação de um projeto inovador intitulado “Plataforma de Integração entre o BIM e a IoT: Construção 4.0” e financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). O objetivo é explorar o potencial de três novas tecnologias associadas ao conceito de Indústria 4.0 na Construção: a Internet das Coisas (IoT), a Analítica de Dados e os Sistemas Ciberfísicos que se refere à plataforma de integração em si.

Conjunto de sensores que estão sendo utilizados no contexto da pesquisa e de modo associado à tecnologia de UWB | Crédito Foto: Divulgação

Com duração prevista de dois anos, o projeto coordenado pelo professor Fabiano Corrêa está em andamento há nove meses e conta com cerca de R$75 mil destinados para a aquisição de equipamentos que serão utilizados na construção da plataforma em questão. Quatro colaboradores fazem parte em conjunto com o professor coordenador, três deles integrantes do corpo docente do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Escola Politécnica da USP: os professores Paulo Eigi Miyagi e Fabrício Junqueira Freire, que irão atuar na elaboração de modelos computacionais que possam representar a dinâmica dos processos de produção na Construção; e o professor Jun Okamoto Jr., que irá desenvolver o protótipo de um sistema de localização de equipes de trabalho dentro do canteiro, semelhante ao modo do funcionamento de um GPS em ambientes fechados. O quarto integrante do grupo de colaboradores é o professor Eduardo Toledo Santos, especialista em Building Information Modelling (BIM) que, assim como o professor Fabiano Corrêa, faz parte do corpo docente do Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP. O professor Toledo irá atuar nas questões referentes ao uso de modelo BIM para a mineração de dados do projeto “Plataforma de Integração entre o BIM e a IoT: Construção 4.0”.

A necessidade da adoção de uma visão mais ampla e sistêmica, que contribua de modo efetivo para que a construção civil possa industrializar-se nos moldes da quarta revolução industrial – já em curso nas indústrias de manufatura, por exemplo –, e os desafios a serem enfrentados pelo setor no século XXI nortearam a formatação do projeto “Plataforma de integração entre o BIM e a IoT: Construção 4.0” que, por sua vez, se propõe a capturar automaticamente a dinâmica de produção no canteiro de obras, por meio de sensores associados às tecnologias de Radio-Frequency IDentification - RFID (para rastrear equipamentos e componentes da construção) e Banda ultra-larga ou Ultra WideBand - UWB (para rastrear equipes de trabalho). Assim, o objetivo é viabilizar a integração das informações capturadas com os modelos computacionais dos processos de produção e com os próprios modelos BIM. “Toda a informação produzida será aproveitada por algoritmos de aprendizado de máquina para a geração de cenários que auxiliem os gestores a tomar decisões com mais assertividade e rapidez” explica o professor Fabiano Corrêa.

O professor coordenador da pesquisa, Fabiano Rogerio Corrêa, em conjunto com um dos quatro integrantes da equipe de colaboradores, o professor Jun Okamoto Jr. | Crédito Foto: Divulgação

Iniciado em julho de 2017, o projeto já conta com a maior parte dos equipamentos necessários adquiridos e com os módulos que irão compor a plataforma de integração em fase de desenvolvimento. “Os primeiros resultados tratarão da analítica de dados sobre as informações dos modelos BIM. Assim que os protótipos estiverem sido montados e testados em laboratório, a plataforma será empregada em canteiros reais para verificação de desempenho”, diz o professor Fabiano Corrêa. “Negociações estão em curso para viabilizar estes testes de campo”, conclui ele. "Uma aplicação específica que estamos trabalhando é com a otimização do projeto de panelização para o sistema construtivo de wood-frame, em casas pré-fabricadas. A quantidade, diversidade e tamanhos dos painéis precisam considerar a limitação das máquinas no chão de fábrica, das restrições no transporte dos painéis para a obra, e na ordem de montagem da casa no canteiro. A plataforma a ser desenvolvida pretende dar bases científicas para avaliar as decisões de projeto com base no impacto delas nas demais fases da edificação", complementa o professor Fabiano Corrêa.

Com a realização do projeto, o principal resultado esperado é demonstrar a viabilidade do monitoramento automatizado e da respectiva coleta de informações sobre atividades no canteiro de obras e, assim, tornar possível a redução da prática da coleta manual destas informações. Trata-se de um resultado que poderá permitir que os processos de tomada de decisão sejam feitos em intervalos menores de tempo, com o uso de informações mais fidedignas tanto sobre o estado da produção, como o da construção em andamento.