A revolução tecnológica em curso é transversal a todos os sectores da sociedade. No caso particular do sector AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção), a digitalização é um tema presente e amplamente referido nos mais diversos fóruns. No entanto, a digitalização do sector apresenta uma implementação mais baixa do que em muitas outras indústrias, tais como as associadas à tecnologia da informação, saúde, serviços financeiros, energia, ou a logística, para mencionar alguns exemplos. As transformações que a revolução tecnológica pode introduzir no sector da construção são extremamente interessantes, sendo essencial que todos os intervenientes estejam alerta para as oportunidades existentes e para a criação de novas soluções e abordagens.
Os desafios da designada ‘Digitalização na Construção’ são vários, e estão também relacionados com a criação de um pensamento comum, num sector tido como conservador. A carência de mão de obra especializada, que atualmente se regista, reforçou a necessidade de mudança e a procura de novas soluções. As instituições de investigação podem assumir um papel relevante na digitalização do setor, promovendo e participando numa transferência de conhecimento fluída entre a academia e a indústria. Entre aplicações específicas para a setor da construção, estão as relacionadas com a inspeção a monitorização de infraestruturas, a construção de Digital Twins, a fabricação aditiva, a identificação de riscos de segurança, entre outras.
Com este propósito temos desenvolvido no CERIS – Civil Engineering Research and Innovation for Sustainability, unidade de investigação do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, um trabalho centrado na aplicação de visão por computador na observação, avaliação e monitorização de infraestruturas. Esta linha de investigação promove também o desenvolvimento de novas abordagens e estratégias no contexto da construção digital, permitindo a aquisição de dados espaciais e levantamento da realidade, registando o estado de conservação das infraestruturas. Neste âmbito podemos, por exemplo, referir: (i) a utilização diferentes sensores e meios de aquisição, em particular a acoplagem de vários sensores, incluindo câmaras, em plataformas robóticas como veículos aéreos não tripulados (VANT), vulgarmente drones, que permitem adquirir dados em zonas de difícil acesso; (ii) o desenvolvimento de algoritmos para processamento dos dados adquiridos, com vista à deteção e caracterização automática de danos, assim como a avaliação da sua evolução no tempo; (iii) a geração de modelos de manutenção inteligentes, com base na análise dos dados, e que suportam a tomada de decisão e gestão das infraestruturas; e (iv) a gestão integrada de toda a informação em modelos digitais das infraestruturas, como o BIM (Building Information Modelling). Estes tópicos interdisciplinares são desenvolvidos em estreita colaboração com investigadores de várias áreas e especialistas da indústria, com vista à identificação e resolução de problemas, e aplicação direta no setor AEC. Esta abordagem permite formular dois tipos de questões, um que traduz os desafios científicos a solucionar, e um outro que expressa os problemas e anseios da indústria. O balanço entre ambas permite desenvolver uma investigação aplicada, inovadora tanto do ponto de vista científico como do ponto de vista tecnológico.
Numa fase posterior, o trabalho desenvolvido passa habitualmente por três fases distintas: (i) a primeira, de conceção, desenvolvimento e implementação de novas metodologias; (ii) uma segunda, de calibração e validação em laboratório, que nos permite ter ambiente controlado e fixar e estudar as variáveis em estudo; e (iii) uma terceira, de validação em estruturas reais, em serviço ou em construção, como prova de conceito. Após esta última fase, existe ainda muito espaço para inovar e realizar uma transferência de conhecimento para a indústria, adaptando a investigação desenvolvida a novos casos e cenários, que podem inclusive gerar novos e estimulantes desafios científicos.
Esta abordagem, aplicada nos últimos 15 anos, deu origem a diversos projetos de investigação científico e trabalhos de consultoria, tendo sido aplicada visão por computador na avaliação e monitorização do estado de conservação de edifícios, pontes, barragens e reservatórios. Os resultados alcançados realçaram as capacidades e vantagens das metodologias baseadas na visão artificial, quer para adquirir novos dados, quer para obter dados redundantes, permitindo a construção de modelos de observação e avaliação de infraestruturas com informação complementar e mais robustos. Atualmente, a inteligência artificial possibilita acelerar o desenvolvimento destas abordagens, permitindo explorar novas soluções, em particular a implementação de modelos dinâmicos de previsão a partir do histórico de dados continuamente adquiridos; isto de forma personalizada, estrutura a estrutura, construção a construção.
Os desafios são muitos, mas em conjunto, academia e indústria, podem, num curto espaço de tempo, contribuir de forma decisiva para a criação de uma descontinuidade importante no setor AEC, e estimular um imprescindível salto qualitativo e quantitativo do setor.
Investigador no Instituto Superior Técnico / CERIS – Civil Engineering Research
and Innovation for Sustainability
