Uso de robôs e de equipamentos autônomos na construção civil japonesa | Blogs Pini
4/Maio/2017

Uso de robôs e de equipamentos autônomos na construção civil japonesa

Maurício Bernardes

O envelhecimento dos operários e a provável redução da oferta de mão de obra na construção civil japonesa nos próximos anos, tem servido como mola propulsora para o desenvolvimento e utilização de robôs e de equipamentos programáveis nos canteiros de obra do Japão. 

De acordo com a Federação Japonesa de Construtores, quase 1,3 milhões de trabalhadores sairão do setor até 2025, em relação ao contingente de 2014. Atualmente, com cerca de 30% de operários com mais de 55 anos e apenas 10% com menos de 29 anos, as projeções do segmento indicam que não haverá gente suficiente para substituir as pessoas que se aposentarão, sendo necessário modernizar as técnicas de construção para fazer frente aos quase 300 mil postos que não serão preenchidos ao longo dos próximos anos.

A Kajima Corporation, em escala piloto, tem utilizado em canteiros, caminhões de carga, pás carregadeiras e rolos compactadores controlados por GPS, acionados remotamente por um funcionário que seleciona operações pré-definidas de diferentes equipamentos, para por exemplo, transportar e descarregar terra, nivelar e compactar a superfície de um terreno.

Sistema da Kajima Corporation A4CSEL ("sistema autônomo eficiente de construção segura e acelerada") utilizado na construção de barragens no Japão. Detalhe dos rolos compactadores controlados remotamente.

Outra grande empresa japonesa do setor, a Shimizu Corporation, desenvolveu recentemente um robô para manuseio de barras de aço mais pesadas.

A empresa, preocupada com o cenário de falta de mão-de-obra na construção civil dos próximos anos, já aportou 2,7 milhões de dólares (dos 9 milhões previstos) num fundo de investimento em tecnologias, sediado no Vale do Silício (EUA), com o objetivo apoiar startups que desenvolvam processos construtivos que reduzam a demanda de mão de obra.

Robô com braço mecânico para manuseio de barras de aço, desenvolvido pela startup Activelink (do conglomerado da Panasonic, atualmente chamada de Atoun) em parceria com a Shimizu Corporation, que reduziu pela metade o número de funcionários envolvidos na atividade.

Há ainda outros dispositivos em desenvolvimento pela Atoun. O KOMA por exemplo tem o objetivo de auxiliar no transporte de cargas mais pesadas, enquanto o ZUI pretende facilitar o suporte e reduzir o cansaço dos operários em determinados serviços, como ilustrado a seguir:

À esquerda, ilustração da utilização do KOMA, com a função de auxiliar no transporte de cargas mais pesadas. À direita, o ZUI, que facilita a execução de determinadas atividades da construção.

Nesta nova abordagem empresarial, com investimentos em inovação tecnológica, os japoneses acreditam que os jovens serão estimulados a entrar na indústria da construção, desprestigiada atualmente por uma realidade de longas jornadas, trabalho pesado e baixos salários.

Outra gigante japonesa do setor de construção civil, a Obayashi Corporation também vem modernizando seus métodos de execução com o objetivo de melhorar as condições laborais em canteiro e a produtividade dos operários. Em 2014, através da adaptação do exoesqueleto HAL (Hybrid Assistive Limb) desenvolvido pela Tsukuba University e pela empresa de robótica Cyberdyne, foi possível reduzir o esforço dos trabalhadores na movimentação manual de cargas, e ao mesmo tempo, aumentar a segurança e a eficiência da operação.

Com o dispositivo robótico posicionado na cintura, um operário pode erguer um objeto de 20 kg com apenas 12kg de força aplicada pelo próprio corpo.

Operação de manuseio de sacos de cimento de 25kg com auxílio do exoesqueleto HAL (Hybrid Assistive Limb) em utilização pela Obayashi Corporation

O Exoesqueleto dá suporte sincronizado aos movimentos do usuário a partir dos sinais cerebrais enviados aos músculos (sinais bioelétricos) detectados na superfície da pele. O dispositivo pode ser ajustado para diferentes níveis de suporte dependendo do tipo de esforço e da constituição física do operário.

Equipado com bateria e pesando apenas 3kg, o dispositivo pode ser utilizado por homens, mulheres e trabalhadores com idade mais avançada, reduzindo as cargas sobre a região lombar do corpo. Com base no atendimento aos requisitos da certificação internacional de segurança ISO 13482 (Robots and robotic devices - Safety requirements for personal care robots), o dispositivo teve a segurança de utilização atestada, sendo capaz de controlar sua potência para que não exceda a capacidade de manuseio do operador sem o equipamento.

Além do HAL, a Obayashi tem implantado outras inovações, como por exemplo uma pequena plataforma com 20 cm de altura e 1 m de largura, para transporte de materiais em canteiro, comandada remotamente.

Além do setor privado, o próprio governo japonês tem incentivado a automação do processo de construção por meio da campanha "i-construction", oferecendo financiamento para inovações com este caráter em projetos públicos, com a visão de "revolucionar a construção civil do Japão".

A campanha tem a intenção de aumentar a produtividade da construção civil japonesa em 50%, principalmente em atividades de movimentação de terra e na aplicação de concreto. Segundo as autoridades daquele país, estes dois setores ficaram para trás em termos de produtividade, quando se leva em conta o aumento de produtividade de 10 vezes alcançado por outros setores da economia japonesa, ao longo dos últimos 50 anos. 

Vale ressaltar que diferentemente de outras indústrias que passaram por modernização, na construção civil, os equipamentos automatizados e robôs deverão ser reprogramados, adaptados e reinstalados, em cada projeto, e à medida que a obra avança, em função das condições particulares de construção e da impossibilidade de se ter linhas estacionárias de produção.

Por fim, embora haja na construção civil mundial, uma tendência à pré-fabricação de componentes por meio de processos industriais cada vez mais eficientes, ainda restarão inúmeras atividades a serem executadas por trabalhadores no canteiro de obras, e que serão apoiadas por um número crescente de dispositivos autônomos, que melhorarão as condições de trabalho e a produtividade no setor. Neste cenário, investimentos importantes deverão ser feitos na capacitação de operários para trabalhos cada vez mais especializados.

Referências:
http://www.japantimes.co.jp/news/2017/03/16/business/tech/japans-labor-scarce-building-sites-automating-turning-robots-drones/#.WNjnIRRH2iZ
http://www.kajima.co.jp/english/tech/katri/research/automation_saving/index.html
http://newatlas.com/japan-mars-autonomous-construction-machines/43954/
http://www.shimz.co.jp/english/
http://asia.nikkei.com/Business/Companies/Japan-builder-Shimizu-looks-to-Silicon-Valley-for-tech-edge
https://www.obayashi.co.jp/english/ir/corporate_report/ir2015en.pdf
http://www.cyberdyne.jp/english/index.html
http://www.decn.co.jp/?p=56467
https://www.roboticsbusinessreview.com/infrastructure/omron_and_cyberdyne_join_forces_in_factory_automation/
http://atoun.co.jp/products/atoun-model-k

Vídeo:
https://www.youtube.com/watch?v=pMIoClsd6q4

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