Robôs na Construção: Enfrentando a Falta de Mão de Obra com Inovação

Diante da crescente escassez de mão de obra, o setor da construção civil está cada vez mais recorrendo a robôs. Descubra o que são os robôs de construção e o que eles podem fazer.

O Cenário Atual da Construção

Os gastos mundiais com bens e serviços relacionados à construção foram estimados em cerca de 10 trilhões de dólares em 2021. O setor representa aproximadamente 13% do PIB global. No entanto, o crescimento da produtividade neste segmento tem sido de apenas cerca de 1% ao ano nas últimas duas décadas, segundo estudo do McKinsey Global Institute. A construção tem sido lenta na adoção de automação, em parte devido à complexidade dos canteiros de obras, que torna a automação difícil — a tecnologia ainda não acompanhava o desafio.

O número de fornecedores de robótica para construção ainda é pequeno, e os robôs atualmente lidam apenas com determinadas tarefas. Mas já existem diversas aplicações nas quais a tecnologia está madura. Este artigo explora os robôs de construção nos seguintes tópicos:

• Robôs para Assentamento de Tijolos
• Robótica para Amarração de Vergalhões
• Robôs para Acabamento de Drywall
• Robôs de Pintura para Construção
• Layout Arquitetônico e Estrutural Automatizado
• Robótica para Inspeção de Canteiro
• Equipamentos de Terraplanagem Autônomos
• Como Escolher o Robô de Construção Ideal para sua Organização

Robôs para Assentamento de Tijolos

O assentamento de tijolos é uma tarefa exigente. Estudos do setor mostram que pedreiros têm a maior taxa de lesões entre trabalhadores da construção. Alvenarias robóticas podem reduzir essas taxas e aumentar a produtividade em 400% ou mais, conforme relatório da California Polytechnic State University.

O robô levanta o tijolo, aplica argamassa automaticamente e o posiciona com grande precisão. No entanto, o robô não substitui o pedreiro humano: uma pessoa trabalha junto à máquina para limpar o excesso de argamassa e melhorar o acabamento. O resultado líquido é um aumento notável de produção com qualidade superior, e o trabalho dos operadores torna-se mais leve.

Outra abordagem é auxiliar o pedreiro no levantamento. O fornecedor disponibiliza um pequeno guindaste de obra que ajuda a erguer blocos de cimento pesados. Os trabalhadores produzem mais com menos fadiga e menor risco de lesão.

Existem poucos fornecedores de soluções robóticas para alvenaria, mas a tecnologia já foi comprovada em aplicações reais e parece pronta para escalar.

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Robótica para Amarração de Vergalhões

Estruturas de concreto armado exigem que os vergalhões sejam amarrados com arame. A amarração não aumenta a resistência estrutural; apenas mantém as barras no lugar durante a concretagem. Embora necessária, é uma tarefa exaustiva e repetitiva. Automatizá-la é uma aplicação ideal para robôs com visão computacional. O equipamento roda sobre trilhos em ambos os lados da ponte. A Advanced Construction Robotics afirma que seu Tybot consegue fazer 1.100 amarrações por hora.

Atualmente, essa tecnologia existe apenas para pontes, e o número de fornecedores parece limitado a um. Empresas de construção devem aguardar robôs que realizem essa tarefa em outras estruturas.

Robôs para Acabamento de Drywall

Trabalhadores que fazem acabamento de drywall têm alta taxa de lesões ocupacionais. Agências do governo dos EUA relatam que instaladores de drywall sofrem principalmente com esforço excessivo e quedas. O trabalho também é empoeirado e sujo.

Resultados iniciais na automação dessa tarefa mostram grande promessa. O robô de um fornecedor consegue finalizar drywall no Nível 5+, o mais alto grau de lisura e aparência. Contudo, o robô não é totalmente autônomo: um operador o guia, leva-o à área de trabalho e troca o efetor final. Com visão computacional assistida por IA, o robô aplica fita, massa e lixa a parede, capturando 99,9% da poeira — o que torna o ambiente mais seguro e agradável.

Um único trabalhador pode gerenciar várias máquinas de drywall simultaneamente. Atualmente, o sistema está disponível apenas em geografias limitadas, mas, comprovado o conceito, é provável que mais fornecedores entrem no mercado.

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Robôs de Pintura para Construção

Robôs de pintura são usados há anos na indústria automotiva. Agora começam a entrar no setor da construção.

Para pintura interna, há diversos fornecedores. Os robôs são alimentados por bateria e seu braço alcança o topo da maioria das paredes. Pintar tetos é especialmente cansativo para pessoas; para robôs, não há dificuldade. Equipados com câmeras e scanners, eles escaneiam as superfícies e operam sem intervenção humana, embora um operador precise supervisionar, reabastecer tinta e posicionar o robô. Um único operador pode cuidar de vários robôs, multiplicando o ganho de produtividade.

Robôs de pintura interna também aplicam outros materiais, como acabamento corta-fogo (mistura de lã de rocha e cimento), tarefa desagradável e com riscos à saúde. O uso de robôs reduz esses riscos e agiliza o trabalho.

Para pintura externa, as opções são escassas. Drones foram propostos e testados, mas não há soluções comerciais consolidadas. Robôs escaladores de paredes estão em desenvolvimento, usando vácuo para aderir à fachada.

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Layout Arquitetônico e Estrutural Automatizado

A automação do layout de edifícios mostra grande potencial para aumentar a produtividade. Arquitetos modernos usam Modelagem de Informação da Construção (BIM) para grandes estruturas, criando um modelo 3D completo.

No momento adequado, as equipes executam o piso térreo. Então, um carpinteiro deve marcar no chão onde ficarão as paredes. As ferramentas atuais são trena e linha de giz — processo demorado e propenso a erros. Um erro de centímetros pode impedir que um armário ou equipamento caiba no ambiente, gerando custos elevados.

Já existe forma automatizada de imprimir o layout no piso. Funciona assim: o modelo BIM é baixado para um robô móvel autônomo (AMR). O AMR percorre o piso de concreto traçando linhas com a posição exata das paredes, aberturas para instalações mecânicas, elétricas e hidráulicas (MEP), rótulos e outras informações úteis.

Segundo um mestre de obras da Swinerton (EUA), esse AMR reduz o tempo de layout de uma semana para dois dias. Em prédios altos, o layout repete-se a cada andar, gerando economia significativa de tempo. A tecnologia robótica aplicada ao layout reduz erros e acelera cronogramas.

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Robótica para Inspeção de Canteiro

O uso de robôs para inspeção é comum em várias indústrias, e a construção começa a aderir. Vários fornecedores oferecem robôs de inspeção para construção.

Internamente, utilizam-se rovers robóticos sobre rodas. Externamente, drones aéreos. Muitos projetos envolvem infraestrutura (estradas, pontes) em áreas extensas. Drones sobrevoam todo o canteiro, capturando fotos e vídeos, atingindo a altitude necessária. Visões gerais regulares dão aos planejadores informações para detectar problemas precocemente — sem drones, tal inspeção seria cara, difícil ou economicamente inviável.

A detecção precoce de erros ajuda a reduzir estouros de orçamento. IA avançada compila análises detalhadas de custo e prazo, permitindo avaliação precisa do progresso. Os dados do drone são essenciais.

AMRs autônomos percorrem o interior de edifícios. Alguns usam rodas, outros pernas. Equipados com scanners a laser, fazem medições precisas. Engenheiros comparam as dimensões construídas com o projeto. Detectar erros cedo faz enorme diferença: reduz custos e mantém o cronograma.

A inspeção robótica também melhora a segurança, identificando detritos ou condições de risco. AMRs acessam áreas perigosas ou apertadas para pessoas. Sensores térmicos, ultrassom para vazamentos de gás e medidores de radiação ampliam as capacidades.

Em suma, a inspeção de canteiro é uma faceta da construção para a qual robôs já existem e oferecem muitos benefícios, com número substancial de fornecedores.

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Equipamentos de Terraplanagem Autônomos

Veículos de construção autônomos ainda não são amplamente utilizados. Em 2021, detinham menos de 1% das vendas mundiais de equipamentos de construção. Mas o crescimento é exponencial: espera-se que o mercado dobre nos próximos dois anos.

A Association of Equipment Manufacturers fornece parte das estatísticas aqui apresentadas. Grandes fabricantes investiram pesado em equipamentos autônomos de terraplanagem, hoje concentrados na mineração, onde a tecnologia está consolidada. Em março de 2021, a Caterpillar anunciou ter transportado mais de 2 bilhões de toneladas nos últimos seis anos, com seus veículos autônomos rodando mais de 42 milhões de milhas sem acidentes com afastamento. A Komatsu já transportou mais de 3 bilhões de toneladas.

Com esses resultados, a tecnologia parece pronta para a construção. Os obstáculos talvez não sejam tecnológicos, mas econômicos.

Focando na economia, alguns fornecedores oferecem serviços de retrofit para converter equipamentos manuais em autônomos, instalando IA, sensores e controles em máquinas existentes — evitando o alto custo de equipamentos novos. Outra abordagem é alugar o equipamento, permitindo avaliar o retorno sobre investimento antes da compra.

Outros níveis de automação entram nos equipamentos: tarefas de alta precisão ganham recursos assistidos. Niveladoras, por exemplo, agora vêm com GPS RTK (Cinemática em Tempo Real) que ajusta a lâmina automaticamente conforme o terreno. Novos recursos de segurança permitem que operadores inexperientes usem máquinas caras com risco muito menor: câmeras, alertas de colisão, acelerômetros e sensores de tombamento.

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Como Escolher o Robô de Construção Ideal para sua Organização

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