Robôs de construção:a resposta para a crescente escassez de mão de obra?

Diante da crescente escassez de mão de obra, a indústria da construção está cada vez mais se voltando para os robôs. Aprenda o que são robôs de construção e o que eles podem fazer.

Os gastos mundiais com bens e serviços relacionados à construção são estimados em cerca de US $ 10 trilhões em 2021. A indústria da construção representa cerca de 13% do PIB mundial. No entanto, o crescimento da produtividade neste setor foi de apenas cerca de 1% ao ano nos últimos 20 anos, de acordo com um estudo do McKinsey Global Institute. O comércio de construção tem demorado a adotar a automação. Uma razão para isso é que a complexidade dos trabalhos de construção tornou a automação difícil. A tecnologia não está à altura do desafio.

O número de fornecedores que fornecem robótica para construção ainda é pequeno. Atualmente, os robôs podem realizar apenas certas tarefas.

Mas existem inúmeras aplicações para as quais a tecnologia está madura. Este artigo explorará robôs de construção por meio dos seguintes tópicos:

• Robôs de assentamento de tijolos
• Robótica para amarrar vergalhão
• Robôs de acabamento de drywall
• Pintura de robôs para construção
• Layout arquitetônico e estrutural automatizado
• Robótica de inspeção do local
• Equipamento autônomo de terraplenagem
• Como adquirir o robô de construção ideal para sua organização

Robôs de assentamento de tijolos

Assentar tijolos é um trabalho exigente. Estudos do setor mostram que os pedreiros têm o maior índice de lesões entre os trabalhadores da construção. Pedreiros robóticos podem reduzir as taxas de lesões. E podem aumentar a produtividade em 400% ou mais, conforme relatado em um estudo feito pela California Polytechnic State University.

O robô levanta o tijolo e aplica automaticamente a argamassa. Em seguida, ele coloca o tijolo no lugar com grande precisão. Mas o pedreiro robótico não substitui o pedreiro humano. Uma pessoa trabalha com o robô para limpar o excesso de argamassa e melhorar a aparência do resultado. O efeito líquido é um aumento notável na produção combinado com qualidade superior. E o trabalho dos trabalhadores fica mais fácil.

Outra abordagem é simplesmente ajudar o pedreiro a fazer o levantamento. O fornecedor fornece um pequeno guindaste no local de trabalho que ajuda o pedreiro a levantar pesados ​​blocos de cimento no lugar. Os trabalhadores fazem mais com menos fadiga e menor risco de lesões.

Existem apenas alguns fornecedores que fornecem soluções robóticas de alvenaria. Ainda assim, eles provaram a tecnologia em aplicações do mundo real. E parece pronto para ser ampliado.

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Robótica para amarrar vergalhão

Estruturas de concreto armado precisam ter o vergalhão amarrado com arame. Amarrar o vergalhão não aumenta a resistência estrutural. Ele simplesmente mantém as hastes no lugar quando o concreto é derramado. Embora necessário, é um trabalho exaustivo e repetitivo. Automatizar essa tarefa é um bom aplicativo para robôs equipados com visão. O equipamento robótico anda em trilhos em cada lado da ponte. A Advanced Construction Robotics afirma que seu Tybot pode fazer 1.100 amarrações por hora.

Atualmente, essa tecnologia existe apenas para pontes. E o número de fornecedores parece estar limitado a um. As construtoras devem esperar por robôs que possam realizar essa tarefa para outras estruturas.

Robôs de acabamento de drywall

Os trabalhadores que terminam o drywall têm um alto índice de acidentes de trabalho. As agências governamentais dos EUA relatam que os instaladores de drywall sofrem mais frequentemente com esforço excessivo e quedas. Trabalhar com drywall também é um trabalho empoeirado e sujo.

Os primeiros resultados na automação dessa tarefa são muito promissores. O robô de drywall de um fornecedor pode terminar o drywall em um nível 5+. Este é o nível mais alto de suavidade e aparência. No entanto, o robô não é totalmente autônomo. Um trabalhador guia o robô, trazendo-o para a área de trabalho e equipando-o com o atuador final correto. Usando visão computacional assistida por IA, o robô pode colocar fita adesiva e aplicar a lama. E também lixa a parede, capturando 99,9% do pó. A captura de poeira torna o local de trabalho mais seguro e mais agradável.

Um trabalhador pode gerenciar várias máquinas de drywall ao mesmo tempo.

Atualmente, este sistema robótico está disponível apenas em uma geografia limitada. Agora que o conceito foi comprovado, parece que mais fornecedores de robótica entrarão em campo.

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Pintura de robôs para construção

Os robôs de pintura são usados ​​há muitos anos na indústria automotiva. Agora eles estão começando a entrar no setor de construção.

Para pintura de interiores, há um grande número de fornecedores que oferecem soluções. Os robôs são movidos a bateria e seu braço robótico pode alcançar o topo da maioria das paredes. A pintura de tetos é uma tarefa especialmente árdua para as pessoas. Para os pintores de robôs, isso não é problema.

Os robôs de pintura de interiores são equipados com câmeras e scanners. Eles examinam as superfícies a serem pintadas e operam sem intervenção humana. Mas uma pessoa ainda deve estar lá para supervisionar a operação. O trabalhador irá reabastecer o suprimento de tinta e mover o robô para a posição antes de iniciá-lo. Uma pessoa pode cuidar de vários robôs, ampliando o aumento de produtividade.

Os robôs de pintura de interiores também podem aplicar outros materiais, como um acabamento à prova de fogo. O acabamento é uma mistura de lã de rocha e cimento. É uma tarefa desagradável para as pessoas e acarreta riscos para a saúde. O uso de robôs reduz o risco à saúde e torna o trabalho mais fácil e rápido.

Para pintura externa, não há muitas opções. Drones foram propostos e testados para pintura exterior. Mas não parece que existam soluções comerciais. Robôs de pintura externa estão em desenvolvimento com a capacidade de escalar paredes. O robô usa um vácuo para se agarrar à parede.

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Layout arquitetônico e estrutural automatizado

A automação do layout de um edifício é uma grande promessa para o aumento da produtividade.

Os arquitetos modernos usam Building Information Modeling (BIM) para grandes estruturas. O BIM cria um modelo de computador 3-D de todo o edifício.

No ponto apropriado, os trabalhadores criam o andar térreo. Então, um framer deve imprimir um mapa no chão mostrando onde posicionar as paredes. As ferramentas usadas atualmente para este mapeamento incluem uma fita métrica e uma linha de giz. As equipes de construção usam as linhas como um guia. Esse processo de layout é demorado e sujeito a erros. Um erro de até um centímetro pode resultar em um gabinete ou peça de equipamento não caber em uma sala. Esses erros podem ser muito caros.

Agora existe uma maneira automatizada de imprimir o layout no chão. É assim que funciona. Primeiro, o BIM do prédio é baixado para um robô móvel autônomo (AMR). O AMR percorre o piso de concreto. Estabelece linhas que mostram a posição exata das paredes. O robô também imprime a localização das aberturas mecânicas, elétricas e hidráulicas (MEP). Ele até rotula essas aberturas e adiciona outras informações úteis.

Esse tipo de AMR pode reduzir o tempo de produção de um layout de uma semana para dois dias, de acordo com um capataz da Swinerton, uma construtora comercial dos Estados Unidos. Os criadores devem criar um layout para cada andar de um edifício alto. Portanto, a economia de tempo pode ser muito grande.

A tecnologia robótica aplicada ao layout de edifícios reduz os erros e acelera os cronogramas.

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Robótica de inspeção do local

O emprego de robôs para inspeção é comum em muitas indústrias. E a construção civil começa a aderir a essa tendência. Vários fornecedores fazem robôs de inspeção para uso na construção.

Para dentro de um edifício, as empresas de construção podem implantar rovers robóticos sobre rodas. Para inspeção externa, os empreiteiros podem usar drones aéreos.

Muitos projetos de construção envolvem a construção de infraestrutura como estradas e pontes. O canteiro de obras abrange uma grande área. Drones aéreos podem voar sobre todo o local, tirando fotos e gravando vídeos. Eles podem subir facilmente a qualquer altitude necessária. Obter uma visão geral regular fornece aos planejadores as informações de que precisam para detectar problemas. Sem um drone, essa inspeção é cara, difícil ou economicamente inviável.

A detecção precoce de erros pode ajudar a reduzir custos excessivos.

A inteligência artificial avançada (IA) pode compilar análises detalhadas de custo e tempo. Essas análises permitem uma avaliação precisa do progresso do projeto. Os dados fornecidos pelo drone são críticos.

Robôs móveis autônomos (AMRs) podem vagar dentro de edifícios. Alguns AMRs de inspeção usam rodas, enquanto outros têm pernas. Equipados com scanners a laser, os AMRs podem fazer e registrar medições precisas. Os engenheiros de construção podem comparar as dimensões construídas com seus planos. Mais uma vez, detectar erros mais cedo ou mais tarde faz uma enorme diferença. A detecção precoce não apenas reduz os custos, mas também mantém o projeto dentro do cronograma.

A inspeção robótica ajuda a aumentar a segurança. A inspeção do local mostra onde os detritos ou outras condições podem causar um perigo. AMRs podem entrar em áreas muito perigosas ou muito apertadas para as pessoas.

Diversos tipos de medições podem ser feitos. Os planejadores do local podem equipar os AMRs com sensores de medição térmica. A instrumentação de ultrassom pode detectar vazamentos de gás. O equipamento de medição da radiação pode revelar condições perigosas.

Em suma, a inspeção do local é uma faceta da indústria da construção para a qual os robôs existem e oferecem muitos benefícios. E há um número substancial de fornecedores para escolher.

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Equipamentos Autônomos de Terraplanagem

Atualmente, os veículos de construção autônoma não são amplamente utilizados. Na verdade, em 2021, eles deterão uma participação de mercado inferior a 1% do total das vendas de equipamentos de construção em todo o mundo. Mas o crescimento desse setor é exponencial. O tamanho do mercado deve dobrar nos próximos dois anos.

A Association of Equipment Manufacturers fornece algumas das estatísticas apresentadas aqui.

Os principais fabricantes fizeram grandes investimentos na criação de equipamentos de movimentação de terras autônomos. A maioria desses equipamentos está atualmente concentrada na indústria de mineração. Aqui está bem estabelecido. Em março de 2021, a Caterpillar anunciou que transportou mais de dois bilhões de toneladas nos últimos seis anos. A Caterpillar diz que seus veículos autônomos dirigiram mais de 42 milhões de milhas. Isso foi feito sem acidentes com perda de tempo. O equipamento de terraplenagem autônomo da Komatsu transportou mais de três bilhões de toneladas.

Com base nesses resultados, parece que a tecnologia está pronta para construção. Talvez os obstáculos a serem superados não sejam tecnológicos e sim econômicos.

Com foco na economia, outros fornecedores adotaram uma abordagem diferente. Eles oferecem serviços de retrofit para converter escavadeiras manuais em veículos autônomos. O fornecedor instala a IA, sensores e equipamentos de controle nos equipamentos existentes. O retrofit evita o alto custo de aquisição de novos equipamentos.

Outra abordagem para reduzir o custo de entrada é alugar o equipamento. Ao alugar, o cliente pode experimentar o equipamento primeiro. Os usuários podem avaliar o retorno do investimento do equipamento antes de comprar.

Outros níveis de automação estão se infiltrando nos equipamentos de construção. As tarefas que precisam de alta precisão apresentam recursos de assistência. Por exemplo, as motoniveladoras precisam ter suas lâminas ajustadas com precisão. O motorista deve fazer muitos ajustes para acertar as coisas. Agora, esse equipamento vem com uma unidade GPS Real-Time Kinetic (RTK). A lâmina se ajusta e pode mudar com o terreno.

Novos recursos de segurança permitem que motoristas inexperientes usem equipamentos caros com muito menos risco. Câmeras e sistemas de alerta de colisão evitam acidentes. Acelerômetros e outros sensores fornecem sistemas de alerta precoce contra tombamento.

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Como adquirir o robô de construção ideal para sua organização

HowToRobot é uma plataforma global que conecta usuários finais a robôs e fornecedores de automação em todo o mundo. Temos o maior diretório mundial de empresas de robótica. Usando nosso guia, você pode encontrar o tipo de robô de que precisa, ideal para sua aplicação.

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Você também pode obter orçamentos e receber informações sobre produtos para robôs de construção específicos, peças, componentes, serviços de consultoria, etc. Você receberá informações sobre produtos e preços de vários fornecedores.

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