A Inteligência Artificial Aplicada À Engenharia Civil

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA

ANA ELYSA DA SILVA ARAÚJO ISADORA CHEMIN NOVAES

LUIGI MENEGAZZI PRADO OLIVEIRA MATHEUS BONK SETIM VITÓRIA PRADO NEVES

YURI CAPUTTE TOMAZINE DUARTE

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL APLICADA À ENGENHARIA CIVIL

CURITIBA 2023

ANA ELYSA DA SILVA ARAÚJO ISADORA CHEMIN NOVAES

LUIGI MENEGAZZI PRADO OLIVEIRA MATHEUS BONK SETIM VITÓRIA PRADO NEVES

YURI CAPUTTE TOMAZINE DUARTE

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL APLICADA À ENGENHARIA CIVIL

Trabalho de Conclusão da Disciplina Leitura e Escrita Acadêmica da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, como requisito parcial para aprovação.

Professora-tutora: Paola Diamante Ferreira Santos

CURITIBA 2023

1. INTRODUÇÃO

Para países como Brasil, a indústria da construção civil é um dos setores econômicos com maior importância para a transformação da sociedade. Diante disso, a área inseriu tecnologias que possibilitassem a automação das construções, utilizando por exemplo softwares de realidade aumentada que permitem a visualização das estruturas antes mesmo de começar a execução (ACCENTURE

,2018).

Faz-se, portanto, mais do que necessário entender como tais tecnologias funcionam no que concerne a engenharia civil, como também pontuar o que já está presente na literatura.

1. DESENVOLVIMENTO

É natural a necessidade e a procura de novas tecnologias no mundo. Isso não é diferente para a engenharia civil. Não somente na organização das obras ou na criação de projetos, mas principalmente que, na mesma proporção que os custos sejam menores, os desenvolvimentos sejam melhores – e maiores. A tecnologia mais usada no cenário atual é a Building Information Modeling (BIM). Além disso existe também a realidade virtual (RV), que simula um ambiente digitalizado por meio de um óculos ou capacete de RV, neste universo é possível interagir com as situações apresentadas, como por exemplo, um projeto de um edifício, a criatividade é o limite. Outra sistemática trata-se da inteligência artificial (IA), onde um computador seria capaz de resolver problemas por meio da combinação de algoritmos, visando o aprendizado da máquina. Podendo assim resolver problemas na engenharia que seriam complexos para um ser humano. Tais tecnologias são apenas alguns exemplos da vasta gama de possibilidades de softwares que podem tanto serem controlados por pessoas físicas quanto por inteligências artificiais (SILVA, et al; 2021). (Luigi Menegazzi Prado Oliveira)

Diante disso, a determinação de parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo é trivial quando se fala de construção. É mais que necessário calculá-la antes de fazer uma obra em cima de algum solo, porém isso demanda tempo, recursos financeiros e profissionais especializados para garantir que o apuramento é preciso. Com a inteligência artificial, essa determinação fica bem mais fácil e rápida e de ser calculada. Segundo Carvalho et al (2022), os resultados de parâmetros de resistência

ao cisalhamento, encontrados através da inteligência artificial, foram satisfatórios na maioria dos casos, apesar de ser necessário mais investigações e estudos. Desta forma, a inteligência artificial é muito bem-vinda, e, tendo estudos aprofundados para um aparelho medidor movido a inteligência artificial, isso pode passar a ser mais confiável do que os próprios profissionais. (Isadora Chemin Novaes)

No que diz respeito aos softwares existentes eles possuem diversas funcionalidades diferentes na área da engenharia civil. Conforme Gruska et al (2019), por conta de todas as vantagens que o BIM fornece, diversas tecnologias que estão surgindo na Industria da Construção Civil utilizam deste como parte da sua funcionalidade. Nesse contexto, segundo Barducco e Constâncio (2019), a AR Sketchwalk é um exemplo de ferramenta que permite posicionar um croqui no plano, e observar como o projeto ficará após ser concluído. Outro tipo de software é o DAQRI Smart Helmet, que basicamente permite que o usuário, através da viseira do capacete, consiga visualizar o projeto no modelo BIM, facilitando a detecção de problemas nas obras. Além disso, Barducco e Constâncio (2019) apresentam o ConstruCODE, um aplicativo que transforma as elevações dos projetos em QR CODEs, ao ser escaneado é possível acessar todas as informações do projeto. (Yuri Caputte Tomazine Duarte)

Outro programa existente são as redes neurais que, segundo Carvalho et al (2018), ''Tais como simulação e programação matemática, partindo-se de modelos já consagrados como CPM e LOB''. Esses softwares não têm o objetivo de substituir o supervisor da obra, mas sim servir de apoio, fazendo cálculos e resolvendo problemas com precisão relacionados a construção civil. De acordo ainda com Araújo et al (2016), “Com auxílio do programa QNET2000 foram treinados e validados vários modelos de redes neurais''. Ou seja, após a realização de vários testes computacionais e treinamento da rede neural artificial (RNA), foi obtido como produto uma inteligência artificial muito poderosa capaz de calcular fundações profundas do tipo hélice contínua, cravada metálica e escavada no que tange a influência múltiplas variáveis. Ademais, foi possível estimar, com a ajuda dessa RNA, as cargas de trabalho e as cargas limites nas estacas. (Matheus Bonk Setim)

Em face dessa questão, a utilização de softwares dentro da engenharia civil é de extrema importância, visto que é um facilitador não somente para projetar ou até mesmo gerenciar, mas também durante a execução dentro do canteiro de obras. Segundo Mattos (2019), o projeto de um canteiro tem como objetivo primordial

determinar a melhor utilidade do espaço físico. Não aplicar um planejamento pode acarretar problemas nos fluxos de serviço decorrentes de paradas desnecessárias, além de que um mal posicionamento das coisas dentro do canteiro interfere também no momento de carga e descarga de materiais como madeira, ferro, concreto etc. (Vitória Prado Neves)

Nesse contexto, o estudo de caso de Costa e Ferreira (2019) atesta a utilização de tais ferramentas. Os autores apontam que os modelos BIM foram aplicados para as etapas de estudo preliminar e anteprojeto. Já para a modelagem e simulações os softwares empregados foram o Revit e Navisworks, além do MsProject e Excel para a parte de planejamento. Ainda de acordo com Costa e Ferreira (2019), a visualização em três dimensões propicia que se tenha uma melhor noção do espaço, pois isso viabiliza uma melhor criação de layout. No que tange as simulações, é possível identificar a existência de prováveis interferências, bem como também estará a estruturação do canteiro conforme a obra avançar. (Vitória Prado Neves)