Talvez nenhum outro tema ilustre melhor os problemas econômicos atuais e a erosão do contrato social do que a crise global da habitação. De acordo com um relatório recente da ONU-Habitat, cerca de 3 bilhões de pessoas – quase 40% da população mundial – não têm acesso a moradia adequada. E o problema se agrava a cada ano. Em pouco mais de uma década, o déficit habitacional aumentou 30%, passando de cerca de 201 milhões de unidades em 2010 para mais de 268 milhões em 2023.
Naturalmente, a crise se manifesta de forma diferente em cada região. Em muitas partes do mundo em desenvolvimento, as rápidas mudanças demográficas do campo para a cidade superaram a oferta de moradias, resultando em um aumento de assentamentos informais. Na Europa e na América do Norte, o crescimento da renda ficou muito aquém dos preços dos imóveis, enquanto a oferta de moradias sociais também diminuiu amplamente, levando a uma grande escassez e ao aumento do número de pessoas sem-teto. Para enfrentar o problema em nível global, o ONU-Habitat estima que 96.000 moradias populares precisarão ser construídas todos os dias entre agora e 2030.
“O problema que enfrentamos é que todos os bens materiais são incomparavelmente mais acessíveis para nós do que eram para nossos pais e avós. Tudo – comida, roupas, eletrônicos, carros – com a única exceção: imóveis”, disse Rodion Shishkov, CEO e cofundador da empresa de tecnologia para construção All3 , à revista The Engineer.
“E não é algo aleatório. É tão básico que começa a influenciar a dinâmica social. Moradia inacessível significa menos famílias. Menos famílias, menos crianças, a população envelhece, a economia começa a desacelerar por causa disso. E por trás de tudo isso está a baixa eficiência.”
A construção civil há muito tempo enfrenta um problema de produtividade, seguindo os passos de outros setores onde a automação se tornou padrão. Os fatores que impulsionam as crises habitacionais podem ser muitos e variados, mas essa lacuna de produtividade sem dúvida desempenhou um papel fundamental na catastrófica escassez de moradias que o mundo enfrenta hoje.
“Observamos essa enorme lacuna de produtividade, e não é pequena”, disse Shishkov. “A construção civil está três vezes mais atrasada que o resto da economia.”
Segundo Shishkov, existem vários fatores subjacentes ao fracasso da produtividade na construção civil. Em primeiro lugar, a natureza do setor é baseada em projetos. Mesmo na construção de casas padronizadas em um grande empreendimento, cada lote individual provavelmente apresentará desafios diferentes, dificultando a padronização e a produção industrial.
Isso nos leva ao segundo problema, que são as equipes dispersas e isoladas que precisam se unir para construir esses projetos “únicos” a cada vez. Carpinteiros, pedreiros, encanadores, eletricistas — às vezes trabalhando lado a lado, às vezes atrapalhados pela agenda de outro. Quando uma casa é finalmente concluída, esses especialistas geralmente seguem caminhos separados para trabalhar no próximo projeto único. O conhecimento não se acumula, então a eficiência não melhora. No raro caso de uma inovação ser proposta, é provável que encontre resistência. “Imagine que um desses participantes traga alguma inovação”, disse Shishkov. “Um robô pedreiro, por exemplo. Para todos os outros no projeto, esse robô se torna um estorvo. Eles precisam se adaptar à sua infraestrutura, aos seus cronogramas. O problema é que eles não têm nenhuma vantagem.”
A All3 pretende alterar radicalmente esse modelo tradicional de construção, automatizando o projeto, a fabricação e a montagem de casas, com cada elo da cadeia perfeitamente integrado. O processo começa com um software baseado em inteligência artificial que projeta edifícios de acordo com as restrições, regulamentações e características específicas do terreno, otimizado para o restante da infraestrutura tecnológica da All3.
A próxima etapa é a fabricação, onde fábricas robotizadas altamente automatizadas produzem os painéis de madeira definidos nos projetos de IA. Esses painéis são então transportados para o local da obra, onde o robô de construção com pernas Mantis, desenvolvido pela All3, monta, fixa, dá acabamento e inspeciona a estrutura. Ao controlar o processo de ponta a ponta, a empresa visa otimizar a produção, reduzindo a complexidade em relação a materiais, conectores e uma série de outros parâmetros de projeto.
“Nós projetamos apenas os elementos do processo que são suportados pelo restante da tecnologia e, em seguida, projetamos a solução ideal”, disse Shishkov.
A fábrica automatizada protótipo da All3 está localizada na Sérvia, dentro do centro de desenvolvimento tecnológico da empresa. Ali, uma equipe de robôs executa uma série de tarefas, desde o corte de madeira e a integração de acessórios de aço até a incorporação de sistemas de engenharia e elementos de concreto nos painéis de madeira. Os robôs industriais disponíveis no mercado seriam familiares a qualquer pessoa que já tenha visitado uma fábrica de automóveis moderna, embora uma inspeção mais detalhada revele algumas diferenças fundamentais no processo.
“Não existe uma única linha de produção”, explicou Shishkov. “Os robôs são organizados em células, em vez de em uma linha, e então diferentes elementos percorrem rotas diferentes entre essas células. É uma produção contínua, mas o resultado é um fluxo de elementos personalizados, em vez de uma produção em série.”
É a inteligência artificial que torna possível gerenciar esse novo nível de complexidade.
Rodion Shishkov – CEO, ALL3
A All3 afirma que uma única instalação de 10.000 m², operada por apenas 20 funcionários, será capaz de fabricar até 150.000 m² de espaço habitável por ano. Coordenando essa complexa automação está uma camada de software com inteligência artificial que Shishkov chama de “ingrediente secreto” da empresa. Segundo o fundador, ele tentou implementar uma infraestrutura robótica semelhante para outra empresa há cerca de 10 anos, mas esbarrou nas limitações tecnológicas da época. Os avanços na IA agora permitiram que esse tipo de automação não linear, baseada em células, se tornasse realidade.
“Avancemos uns oito a dez anos”, disse Shishkov. “O que eu tentava construir com 200 pessoas e não consegui, agora construímos com apenas 15 a 20 pessoas em questão de dois anos… é a inteligência artificial que torna possível gerenciar esse novo nível de complexidade.”
Assim que os componentes personalizados são entregues no canteiro de obras, a próxima camada de automação entra em ação. O Mantis, robô de montagem quadrúpede da All3, possui um conjunto de ferramentas reconfiguráveis que permitem instalar, fixar, dar acabamento e inspecionar de forma autônoma. O robô pode levantar cargas superiores a 100 kg e está equipado com um alcance telescópico de 4 m, permitindo a construção vertical e a montagem de unidades de vários andares. O Mantis é considerado o primeiro robô do seu tipo projetado especificamente para canteiros de obras reais.
“É um robô que estamos desenvolvendo inteiramente internamente, não porque sejamos fãs de desenvolver tudo, mas especificamente porque o tipo de máquina que precisamos simplesmente não existe”, disse Shishkov. “Precisamos de um robô que seja capaz de navegar em um ambiente que está sendo construído para pessoas, ou seja, escadas, portas estreitas… ele precisa ficar em um andar enquanto constrói o próximo.”
A All3 identificou cerca de 20 famílias de operações que o Mantis precisará executar para atingir uma automação do canteiro de obras próxima a 95%. Para os canteiros de obras iniciais na Alemanha, onde a All3 está se preparando para suas primeiras instalações, isso se limitará a uma ou duas tarefas rudimentares. Com o tempo, operações mais complexas serão adicionadas gradualmente ao conjunto de habilidades do robô. “Nosso objetivo é atingir 20 famílias de operações até o primeiro trimestre de 2028”, afirmou Shishkov.
Enquanto a All3 pretende revolucionar todo o modelo de construção, a startup britânica Automated Architecture (AUAR) adota uma abordagem mais específica. Fundada em resposta aos mesmos problemas estruturais que têm dificultado a construção de casas há décadas, ela utiliza uma combinação semelhante de projeto arquitetônico com inteligência artificial e fabricação robótica de estruturas de madeira.
“Na verdade, nascemos de cerca de 15 anos trabalhando nesse problema”, disse Mollie Claypool, cofundadora e CEO da AUAR, ao The Engineer. “Como oferecer moradias de qualidade a um preço acessível sem exigir que as construtoras assumam riscos enormes? E como fazer isso de uma forma que crie casas mais sustentáveis e acessíveis?”
Fundada por Claypool e pelo arquiteto Gilles Retsin em 2019, a AUAR foi moldada pelas especializações dos cofundadores em automação e teoria de sistemas. Assim como na All3, o software com inteligência artificial sustenta a tecnologia, orientando o projeto de construção desde o início. A diferença entre as empresas reside no processo de fabricação. Embora ambas utilizem robótica para produzir estruturas de madeira, a AUAR implementa a tecnologia diretamente nos canteiros de obras, em microfábricas.
“A primeira observação que fizemos ao analisar a questão da habitação é que ela é sempre local e, consequentemente, a construção também é sempre local”, disse Claypool. “Portanto, é preciso desenvolver um modelo mais descentralizado e interconectado, um ecossistema que possa ser localizado, mas que ainda seja capaz de fornecer os tipos de moradias necessários localmente e em diversas regiões.”
As microfábricas em contêineres realizam o corte robótico de paredes, pisos e telhados de madeira, que são então montados em estruturas de madeira completas em menos de 12 horas. De acordo com a AUAR, as microfábricas podem reduzir a mão de obra no local para esta fase da construção de casas em até 75%. Uma vez que as estruturas estejam erguidas, a mão de obra humana entra em ação para concluir a construção.
“Existem múltiplos elementos, elementos modulares que se unem para criar e obter eficiência na produção de painéis”, disse Claypool. “Desenvolvemos um sistema de serra automatizado que funciona com o braço robótico, bem como uma mesa automatizada. E em vez de termos as ações lineares que você veria, digamos, em uma linha de montagem de manufatura ou automotiva, temos ações não lineares que podem ocorrer, o que significa que temos um nível realmente alto de eficiência e produtividade.”
As microfábricas são instruídas e controladas pelo Master Builder, o “software de IA física” da AUAR que supervisiona o processo de construção desde o projeto até a produção e montagem, incorporando o feedback do local à medida que a construção avança. Ecoando Shishkov, Claypool destacou a importância da IA como uma tecnologia facilitadora, que viabiliza uma complexidade que simplesmente não seria possível há poucos anos.
“O mestre de obras é o cérebro e a microfábrica é o músculo”, disse ela. “Temos feedback em tempo real que é incorporado em toda a sequência de produção, desde o projeto até a fabricação, o que permite responder a fatores como a variabilidade dos materiais, os fluxos de trabalho no canteiro de obras, as instruções de produção e tudo o que acontece nessa interface entre o que fazemos e o que o canteiro de obras precisa.”
Nossa estratégia sempre foi: não trabalhar em um laboratório, trabalhar em projetos reais… é assim que se aprende, é assim que se entende o que o mercado precisa do produto.
Mollie Claypool – cofundadora e CEO da AUAR
As microfábricas da AUAR operarão sob um modelo de serviço, com a tecnologia sendo de propriedade da empresa e implantada nos canteiros de obras conforme a necessidade. Gerentes de produção da AUAR estarão presentes para supervisionar o fluxo de materiais, bem como realizar verificações de garantia de qualidade e manutenção diária. Para manutenções e soluções de problemas mais complexos, engenheiros de campo especializados em robótica poderão ser enviados.
Até o momento, a AUAR realizou cinco implantações, com resultados que comprovam a economia de mão de obra e custos prometida. A empresa também lançou quatro versões de sua microfábrica em apenas três anos, demonstrando tanto uma curva de aprendizado acentuada quanto a capacidade de responder às demandas complexas do setor. “Nossa estratégia sempre foi: não operar em um laboratório, operar em projetos reais”, disse Claypool. “E é assim que se aprende, é assim que se entende o que o mercado precisa do produto.”
O que o mercado mais precisa é de custos mais baixos, algo que por muito tempo pareceu um sonho impossível. A automação e a IA agora representam uma réstia de esperança, com empresas como a AUAR e a All3 visando reverter décadas de estagnação, baixa produtividade, custos crescentes e gerações de pessoas ao redor do mundo excluídas do acesso a moradias acessíveis.
Para o próprio setor da construção civil, a acessibilidade tornou-se uma questão existencial. Existe uma percepção generalizada – sem dúvida verdadeira em alguns casos – de que as construtoras estão explorando a população, obtendo lucros exorbitantes com habitações de qualidade inferior. Segundo Shishkov, a realidade raramente é tão simples, com as construtoras cada vez mais incapazes de entregar moradias decentes a um preço que o comprador médio possa pagar. Trata-se de um problema sistêmico, uma falha econômica e tecnológica que ameaça tanto o futuro da indústria da construção quanto o próprio tecido social.
“As pessoas simplesmente não conseguem mais arcar com os custos”, disse Shishkov. “O preço que lhes era cobrado historicamente é insuportável agora… e estamos começando a sentir não apenas as consequências sociais e políticas disso, mas também a própria sobrevivência do setor. Se você não consegue vender, não há razão para construir. Se você não constrói, não existirá como incorporador imobiliário ou construtor.”
Fonte: The Engineer