Robôs voadores abrem novos horizontes na construção civil

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/05/2025

Parede de testes com componentes modulares para experimentos com robôs de construção voadores.
[Imagem: Empa]

Drones operários

Braços robóticos e pórticos de impressão 3D já podem ser encontrados em alguns canteiros de obras, mas tipicamente são sistemas pesados, que precisam ser cuidadosamente instalados no solo, o que significa que eles não são úteis ainda em terrenos acidentados ou em grandes alturas, como na construção de edifícios.

Mas Yusuf Kaya e colegas dos institutos EMPA e EPFL, na Suíça, acreditam que os robôs aéreos, uma espécie de drones operários, logo poderão ser usados como plataformas de construção autônomas, cobrindo justamente os pontos fracos dos robôs atuais.

A vantagem é óbvia: Drones de construção podem alcançar locais inacessíveis a máquinas convencionais, seja em edifícios, em telhados, em áreas de desastre, nas montanhas ou mesmo em planetas distantes. Eles também não exigem um canteiro de obras fixo e podem ser postos para operar em enxames, trazendo um alto grau de flexibilidade e escalabilidade.

Ao mesmo tempo, ao encurtar as rotas de transporte, os robôs podem reduzir os custos, o consumo de materiais, tornar os canteiros de obras mais seguros e diminuir os prazos na construção civil.

As aplicações de última geração da Manufatura Aditiva Aérea se enquadram em três categorias principais: Construção de estruturas com unidades modulares (MA Aérea Discreta), construção de estruturas tensionadas com elementos lineares (MA Aérea Tensível) e construção de estruturas com deposição contínua de material (MA Aérea Contínua).
[Imagem: Empa]

Robótica na construção civil

Na verdade, já existem inúmeros protótipos de drones de construção em escala de laboratório, que demonstraram diferentes métodos de construção aérea, desde a colocação de elementos individuais de construção e o tensionamento de estruturas de cabos até a impressão camada por camada de materiais de construção.

Na Empa, por exemplo, robôs voadores foram programados para trabalhar em equipe e imprimir materiais camada por camada para a construção ou reparo de estruturas.

Segundo a equipe, esses experimentos já conseguiram demonstrar que o potencial dos drones na construção civil é disruptivo: Eles podem voar e construir em qualquer lugar, desde que o fornecimento de energia e o transporte de materiais estejam garantidos. E são facilmente escaláveis: Em caso de desastre, centenas de robôs aéreos poderiam imediatamente montar infraestrutura temporária em áreas remotas.

De fato, robôs aéreos são particularmente adequados para operações de socorro em áreas de desastres, por exemplo em regiões inundadas ou destruídas, onde veículos convencionais não conseguem acessar ou trafegar. Robôs aéreos podem transportar materiais de construção e erguer abrigos de emergência de forma autônoma.

Seu uso também é promissor para reparos em locais de difícil acesso. Eles podem detectar e reparar rachaduras em fachadas de arranha-céus ou pontes, tudo de forma autônoma, sem a necessidade de andaimes.

DroneHub, o laboratório onde a equipe estuda a futura coexistência de humanos e drones com a indústria.
[Imagem: ROK Architects]

Desafios a serem superados

Contudo, mesmo com o potencial dessa tecnologia emergente e com os progressos já feitos, existem outros obstáculos técnicos para o uso comercial da robótica na construção, como tempo de voo, capacidade de carga útil e autonomia, todos fatores limitantes.

"Os sistemas robóticos existentes em terra costumam pesar várias toneladas, levar muito tempo para serem montados e ter um raio de ação limitado," explica Kaya. "Os drones de construção, por outro lado, são leves, móveis e flexíveis - mas, até o momento, existem apenas com baixo nível de prontidão tecnológica. Eles ainda não foram utilizados para fins industriais."

Para guiar as equipes de desenvolvimento, os pesquisadores elaboraram um roteiro de desenvolvimento em cinco estágios, desde voos simples ao longo de uma rota até a independência total, na qual robôs aéreos terão que ser preparados para analisar o ambiente de construção, detectar erros e até mesmo adaptar o projeto em tempo real.

"Nosso objetivo é ter robôs aéreos que entendam com qual material estão construindo e em qual ambiente, e otimizem de forma inteligente a estrutura resultante durante a construção," disse Kaya, acrescentando que não se trata apenas de um modelo teórico, mas de um plano de desenvolvimento prático e claro.

O consumo de energia dos drones é outro problema que deve ser enfrentado com prioridade, já que atualmente eles consomem de oito a dez vezes mais energia do que equipamentos equivalentes, e seu volume de construção também é limitado.

Assim, para a adoção dos drones operários, os pesquisadores recomendam uma abordagem combinada: Enquanto os sistemas convencionais constroem as áreas mais baixas de uma estrutura, os drones podem começar assumindo o controle a partir de uma certa altura, aplicando seus pontos fortes em flexibilidade e alcance.

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