REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.8400125
Sergio Luciano De Oliveira Soares1
Luiz Ariovaldo Fabri Júnior2
Marli de Freitas Gomes Hernandez3
Ieda Geriberto Hidalgo4
RESUMO
A Internet das Coisas (IoT) é responsável por envolver diversos dispositivos conectados à internet, que interagem entre si com o objetivo de adquirir e compartilhar informações entre humanos/máquinas e máquinas/máquinas, visando tornar os processos mais abrangentes, inovadores, simples e eficiente. Existem diversas aplicações da IoT na construção civil, dentre elas estão o uso das ferramentas computacionais nos cálculos estruturais, no georreferenciamento, na gestão de projetos e até mesmo no canteiro de obras com ferramentas tecnológicas. Diante do pressuposto, o presente artigo apresenta uma Revisão Sistemática da Literatura analisando os estudos mais relevantes referentes a Indústria 4.0 e a aplicação da IoT na indústria da construção civil, para assim, apresentar os impactos que essas tecnologias poderá gerar no setor da construção civil. Nesse viés, a implantação da tecnologia 4.0 e suas inovações na construção civil poderão acarretar a melhoria das condições de trabalho, por meio de novas ferramentas, máquinas e dispositivos inovadores, melhorando a produtividade e reduzindo os custos de produção. Assim, pode-se concluir que uma das tecnologias mais utilizadas na construção civil é por meio da utilização de drones, por ser mais acessível, tanto para a empresa responsável pela construção, quanto para o proprietário da obra. Também se destaca as tecnologias BIM e a robótica.
1 INTRODUÇÃO
Durante o desenvolvimento de uma construção civil, são comuns ocorrências de atrasos nas entregas, fundos mal alocados ou até mesmo equipamentos extraviados. Diversas dessas ocorrências podem ser rastreadas e definidas como uma “falta de comunicação”, coordenação e da ausência da devida pontualidade e acessibilidade nas informações (SILVA, et al., 2021).
A construção civil possui um estereótipo definido como uma “indústria tradicional”, que é notoriamente lenta para inovações e avanços tecnológicos, além de ser relutante para aceitar mudanças. No entanto, o desenvolvimento tecnológico se tornou uma força motriz e diferencial para os avanços na construção civil.
A Internet das Coisas ou Internet of Things (IoT) é responsável por envolver diversos dispositivos conectados a internet, que interagem entre si com o objetivo de adquirir informações, realizar monitoramento, gerar relatórios e/ou compartilhar informações entre humanos/máquinas e máquinas/máquinas, visando tornar os processos mais abrangentes, inovadores, simples e eficientes, de modo que pode ser utilizada nos mais diferenciados setores, como o da economia, política, lazer, entre outros (DOS SANTOS JÚNIOR; GALHARDO; DOS SANTOS, 2019).
Na contemporaneidade do século XXI, estamos vivenciando o conceito da indústria 4.0 ou a Quarta Revolução Industrial. Nesse viés, para atender as necessidades humanas e do mercado mundial, a indústria necessita de mais eficiência e eficácia.
A IoT na construção civil permite um monitoramento da localização das máquinas ou tratores utilizados em obras, por meio da aplicação de sensores de monitoramento e da infraestrutura de rede.
As ferramentas computacionais nos cálculos estruturais, no georreferenciamento, na gestão de projetos e até mesmo no canteiro de obras com ferramentas tecnológicas, estão tendo o uso cada vez maior pelos engenheiros e projetistas, pode-se citar como exemplo as trenas com tecnologia infravermelho, nível a laser e estações topográficas computacionais (DOS SANTOS SIMÃO, et al., 2019).
São inúmeras as aplicações da tecnologia da informação na construção civil. As inovações tecnológicas estão sendo comumente utilizadas, estudadas e mais visíveis, principalmente em âmbito acadêmico, tais como: tablet para controle da execução da obra, drones para acompanhamento da obra, equipamentos robotizados para utilização no canteiro de obras, dentre outros (DOS SANTOS SIMÃO, et al., 2019).
Diante do pressuposto, o presente artigo apresenta uma Revisão Sistemática da Literatura analisando os estudos mais relevantes referentes a Industria 4.0 e a aplicação da IoT na indústria da construção civil, para assim, apresentar os impactos que essas tecnologias poderá gerar no setor da construção civil.
A relevância deste estudo dar-se-á por meio dos impactos do uso das tecnologias contemporâneas na construção civil brasileira, oferecendo maior compreensão sobre os principais impactos que sua aplicação causará. De acordo com o estudo realizado por Dos Santos Simão et al. (2019), a implantação da tecnologia 4.0 e suas inovações poderão acarretar a melhoria das condições de trabalho, por meio de novas ferramentas, máquinas e dispositivos inovadores, melhorando a produtividade e reduzindo os custos de produção.
2 INTERNET DAS COISAS
De acordo com Da Silva (2020), a Internet das Coisas (IoT) pode ser definida como “um ambiente de dispositivos interconectados com a internet, através de sensores pequenos, criando um sistema ubíquo de computação que visa facilitar e simplificar o cotidiano das pessoas, com a introdução de soluções funcionais nos processos do cotidiano”.
No Brasil, o Governo Federal, em parceria com o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação e com o Banco Nacional do Desenvolvimento, elaborou o Plano Nacional de Internet das Coisas por meio do Decreto nº 9.854, de 25 de junho de 2019. Esse plano visa implementar a desenvolver a IoT no país, tendo como base a livre circulação de dados, observadas as diretrizes da segurança de informação e de proteção de dados pessoais (GOV, 2021).
Entre os objetivos do plano, o mais relevante seria a proposta de melhorar a qualidade de vida dos cidadãos, promover a capacitação profissional dentro da área da IoT, incrementar a produtividade e procurar parcerias com os setores públicos e privados para a implementação da IoT (DA SILVA, 2020).
Na economia mundial, a estimativa da contribuição da IoT para o PIB é entre US$ 3,3 trilhões e US$ 11,1 trilhões, representando até 11% do PIB mundial, até 2025. Em âmbito nacional, as inovações baseadas na IoT podem contribuir em R$ 122 bilhões ao PIB brasileiro (TERRA, 2021).
De acordo com a International Data Corporation – IDC (2022), no Brasil, o setor de tecnologia da informação tem uma previsão de crescimento de 10,6% em 2022. Essa expectativa de crescimento no mercado brasileiro da Tecnologia de Informação e Comunicação (TIC) foi a maior dos últimos oito anos, mesmo diante de um cenário econômico moderado e em período de eleições no Brasil.
Na engenharia civil a IoT é aplicada em ambientes de construção e prédios inteligentes, segurança da construção e sistemas de gerenciamento do ciclo de vida em obras.
3 A CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRA
Para Da Silva (2018), a Indústria de Construção Civil (ICC), em âmbito econômico, é um dos setores mais importantes do Brasil, pois a capacidade produtiva brasileira está, diretamente, relacionada ao crescimento desse setor.
Nesse viés, a construção civil é primordial por envolver um conjunto de atividades importantes para a economia, contribuindo de forma substancial para a evolução econômica e social de todo o país. Além disso, o setor contribui para o desenvolvimento de outras áreas ao promover consumo de bens e serviços.
O desempenho da construção civil está diretamente relacionado ao crescimento do PIB. Essa afirmação dar-se-á por meio do crescimento de 7,6% consolidado no setor, sendo o maior dos últimos 10 anos. O aumento no financiamento de imóveis e das contratações de mão-de-obra foram um dos pontos positivos para todo esse crescimento (SEBRAE, 2022).
De acordo com o Sebrae (2022), para o profissional da engenharia e construção civil obter êxito em seus empreendimentos, melhorar o aproveitamento de materiais, reduzir o custo de produção das suas obras e torná-las mais rápidas, é necessário usar a tecnologia como aliada, por meio de dispositivos ou até mesmo aplicativos que possam auxiliar nos orçamentos, planejamento e acompanhamento da obra e gestão de materiais.
A tecnologia e a indústria 4.0 tem se consolidado no setor da construção civil, com a criação de novas tecnologias especificas para as demandas da área da construção. Diante disso, uma das principais tecnologias desenvolvidas nesse setor foi a Modelagem de Informações da Construção ou Building Information Modeling – BIM que, de acordo com De Lima Cavalcanti et al. (2018), pode ser definida como um dispositivo capaz de elaborar projetos integradamente, contemplando todas as informações pertinentes ao ciclo da obra, tendo informações sobre a geometria, materiais, eficiência térmica, estrutura e desempenho energético, custo de produção, instalações, segurança, vida útil, entre outros.
Em projetos tradicionais, o engenheiro cuida, separadamente, do seu projeto, tendo como referência somente o projeto básico. Dessa forma, é bem possível que haja conflitos entre os projetos complementares, como: hidráulico, sanitário, elétrico, entre outros, pois dificilmente eles trocam informações entre si. A Figura 2a ilustra o relacionamento dos integrantes de uma obra sem a modelagem BIM, trabalhando de maneira tradicional. A Figura 2b ilustra os mesmos integrantes interagindo por meio da modelagem.
Figura 2: 2a – Modelo tradicional entre os projetistas. 2b- Aplicação do modelo BIM.
Toda essa integração tecnológica na cadeia produtiva é proporcionada pela internet das coisas e pela indústria 4.0, que faz com que seja possível a comunicação entre o homem e máquinas/dispositivos eletrônicos.
4 APLICAÇÃO DA INTERNET DAS COISAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Para Li, Xu e Zhao (2015), a Internet das Coisas (IoT) é definida como “uma rede de conexão, onde as coisas são conectadas sem fio via sensores e dispositivos inteligentes”. Dessa forma, a IoT é capaz de interagir sem intervenção humana. Algumas das suas principais aplicações são nas indústrias de saúde, transporte e automotiva.
Na contemporaneidade do século XXI, as tecnologias de IoT estão em seus estágios iniciais, entretanto, muitos novos desenvolvimentos ocorreram na integração de objetos com sensores na Internet baseada em nuvem. Assim, o desenvolvimento da IoT envolve muitas questões, como infraestrutura, comunicações, interfaces, protocolos e padrões (LI; XU; ZHAO, 2015).
De acordo com Júnior e De Oliveira Júnior (2020), a gestão de resíduos sólidos provenientes da construção civil tem sido um dos problemas mais desafiadores devido ao grande volume de resíduos gerados. Esses possíveis problemas são causados, muitas das vezes, pela gestão inadequada desses resíduos, que apresenta um grande potencial nocivo para a saúde pública e meio ambiente.
A disposição final dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) é uma problemática ambiental dos centros urbanos, especialmente no Brasil, onde há a presença de descarte em lixões ou vazadouros a céu aberto. Nesse viés, a fim de solucionar essa realidade, os municípios necessitam buscar adaptações inteligentes e sustentáveis para a melhor gestão dos resíduos sólidos.
O gerenciamento do RSU consiste em 5 etapas: Coleta, transporte, reciclagem, aproveitamento energético e disposição final. Essas etapas estão passando por constante evoluções tecnológicas com o advento da Quarta Revolução Industrial ou Industria 4.0.
A tecnologia da Internet da Coisas tem sido comumente aplicada para gerenciamento de dados e para transformar esses dados em um sistema conectado e inteligente para gestão de RSU. Entre as inúmeras possibilidades existentes, têm-se: lixeiras inteligentes para a coleta de resíduos, veículos com sistema de rastreamento, robótica automatizada para reciclagem, monitoramento de emissões de gás em aterros. Entretanto, a aplicação dessas tecnologias ainda está em fase inicial no gerenciamento de resíduos sólidos (JÚNIOR; DE OLIVEIRA JÚNIOR, 2020).
Diante do pressuposto, é primordial que sejam analisados a junção da Internet das Coisas com o gerenciamento de resíduos sólidos, visando auxiliar os gestores municipais na adoção de estratégias eficientes, que beneficie a saúde pública e o meio ambiente.
Para Dos Santos Júnior, Galhardo e Dos Santos (2019) uma das aplicações da IoT na construção civil, a mais disseminada são os Drones, por serem de fácil programação e custo, relativamente, baixo, sendo acessível até para as pessoas físicas. Os autores ainda afirmam que os drones podem auxiliar no mapeamento dos locais de trabalho, sendo comumente utilizados para fotografar ou filmar todas as etapas do processo da construção.
5 METODOLOGIA
A Revisão de Literatura Sistemática (RLS) é uma das metodologias mais utilizadas em pesquisas científicas e acadêmicas para conhecer e analisar recursos necessários para construção de um estudo com características específicas e observar possíveis falhas nas pesquisas realizadas (GALVÃO; RICARDE, 2019).
De acordo com Galvão e Ricarte (2019), a RLS é uma modalidade de pesquisa que segue determinados protocolos e que busca entender e dar uma longevidade a um corpus documental, visando verificar o que realmente funciona ou não funciona em um determinado contexto.
Nesse viés, a fim de realizar uma revisão sistemática, foi necessário adotar um processo de dois estágios como ilustra a Figura 3.
Figura 3: Fluxograma utilizado na produção da pesquisa.
Os artigos científicos selecionados foram os publicados em periódicos nacionais e internacionais, durante o período de 2019 a 2022, disponíveis nas plataformas científicas CAPES, Scientific Electronic Library Online (SCIELO) e Google Acadêmico. O Quadro 1 ilustra como foi realizado o processo de seleção dos artigos científicos que compuseram este trabalho.
Quadro 1: Seleção dos artigos científicos.
| ABORDAGEM | CONCLUSÃO | CLASSIFICAÇÃO QUALIS CAPES |
| Tecnologias na construção civil | O setor da construção civil precisa explorar mais as tecnologias e aplicar mais a TI nos seus empreendimentos. | B2 |
| Indústrias 4.0 na construção civil | Apesar dos inúmeros benefícios da aplicação da TI na construção civil, ainda há uma escassez de estudos e de participação de especialistas nessa área, | B2 |
| Internet das Coisas na construção civil | Ainda há uma grande escassez de estudos da indústria 4.0 na engenharia civil, no entanto os autores constataram que as pesquisas científicas nessa área estão apresentando um aumento exponencial desde 2018. | B1 |
Fonte: O autor.
Para a realização desta pesquisa, foram priorizados artigos científicos publicados em periódicos de excelência nacional. Assim, grande maioria dos autores que compuseram o referencial teórico deste trabalho, afirmaram que a aplicação da Internet das Coisas na construção civil irá inovar os empreendimentos, todavia essa tecnologia ainda não está sendo aplicada e ainda nem há tantos estudos científicos sobre o assunto. Dessa forma, o Gráfico 1 ilustra uma análise dos consensos mais comuns entre os pesquisadores que contribuíram, por meio dos seus materiais, para o desenvolvimento deste trabalho.
Gráfico 1: Consenso dos autores sobre a IoT na construção civil.
Como pode-se observar, 100% dos autores que pesquisaram sobre a aplicação da IoT na construção civil brasileira relataram que essa área ainda está em fase de crescimento, apesar da grande contribuição que a tecnologia irá causar no desenvolvimento da engenharia civil e do Brasil.
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A grande maioria das construtoras brasileiras não utilizam a tecnologia da informação (TI) no gerenciamento e controle de processos, o que evidencia a ineficiência no processo de fluxo de informações, gestão e de armazenamento.
O tema da Internet das Coisas (IoT) na construção civil ainda é pouco abordado. Na literatura existem pouquíssimos materiais com essa abordagem. Entretanto, nos últimos 5 anos percebe-se um aumento considerável nas publicações. A partir de 2018 é possível observar a notória tendencia de crescimento no número de publicações, principalmente nas plataformas cientificas Scientific Electronic Library Online (SCIELO) e Google Acadêmico. Assim, pode-se concluir que a área de estudo está em ascensão.
Diante do pressuposto, foram identificados, durante a análise dos artigos publicados, os principais avanços da aplicação da IoT na Engenharia civil:
– Modelagem de Informações da Construção ou Building Information Modeling – BIM. De Lima Cavalcanti et al. (2018) que descrevem essa modelagem como um dispositivo capaz de elaborar projetos integradamente, contemplando todas as informações pertinentes ao ciclo da obra;
– Robótica: A aplicação da robótica na construção civil é indicada, principalmente, em processos construtivos ou em manutenção que envolva grandes riscos de acidentes ou mortes. Dos Santos Júnior, Galhardo e Dos Santos (2019) citam como exemplo a demolição.
– Gestão de resíduos sólidos: A IOT na gestão de sólidos provenientes da construção civil pode ser aplicada em inúmeras situações. Júnior e De Oliveira Júnior (2020) cita como exemplo: Lixeiras inteligentes para a coleta de resíduos, veículos com sistema de rastreamento e robótica automatizada para reciclagem, monitoramento de emissões de gás em aterros
– Impressão de projetos digitais em 3D: Impressão de estruturas de concreto para edificações em tamanho real. De acordo com Dos Santos Júnior, Galhardo e Dos Santos (2019), a impressora 3D pode ser alocada em um canteiro de obras;
– Drones: Para Dos Santos Júnior, Galhardo e Dos Santos (2019), em comparação as demais tecnologias, essa é a mais acessível em âmbito nacional, por ser mais fácil de programar e por ter um custo, relativamente, baixo.
7 CONCLUSÃO
É fato que o setor da construção civil precisa explorar mais as tecnologias disponíveis e investir na utilização de dispositivos da TI em seus empreendimentos. Por meio da análise sistemática realizada, pode-se concluir que esse tema ainda está em fase de crescimento em âmbito nacional e que ainda há poucos estudos sobre.
Atualmente, uma das tecnologias mais utilizadas na construção civil é por meio da utilização de drones, por ser mais acessível, tanto para a empresa responsável pela construção, quanto para o proprietário da obra. Outras tecnologias também foram destacadas, como: BIM e a robótica, sendo a BIM a que mais cresceu em aplicações, embora tenha sido evidenciada somente em 2011.
Com a perspectiva de propor estudos futuros, deve-se levar em consideração que a aplicação da IoT é primordial para o setor, promovendo uma melhor adaptação das pessoas que fazem parte do processo da construção e possibilitando o melhor monitoramento de problemas patológicos estruturais, além de otimizar a manutenção das estruturas por meio do uso de sistemas urbanos de construção integrados.
Assim, foram apresentadas as aplicações das Tecnologias de Informação, mais especificamente, da Internet das Coisas (IoT) na construção civil, juntamente com os impactos que essa aplicação pode causar e os inúmeros benefícios. Dessa forma, o principal objetivo deste artigo foi alcançado.
Referências
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Mestrando na área de Tecnologia da Informação pela Faculdade de Tecnologia Unicamp
Lattes ID: 04915995980747701
Doutor em Engenharia Elétrica Elétrica e Computação pelo Unviersidade Estadual de Campinas.
ID Lattes: 33922878767547112
Ph. D. em Information Sciences – Optimization em 1995 pela University of Hertfordshire com diploma revalidado pela UFMG como Ciências da Computação.
Lattes ID: http://lattes.cnpq.br/20143044634582843
ID Lattes: 19134507521365334