Avançando a Construção Sustentável por Meio da Tecnologia

De Construção Tradicional à Eco‑Construção Digital

A construção é geralmente uma atividade muito intensiva em energia e mão de obra, gerando poluição significativa. Ainda é principalmente uma atividade “offline”, com pouca digitalização em comparação com outras atividades econômicas.

Um artigo científico publicado na Sustainable Futures¹ está analisando como o surgimento da IA, da tecnologia blockchain, da fabricação digital e da tendência à sustentabilidade podem afetar esta indústria.

Juntos, as tecnologias digitais e os eco‑materiais podem trazer uma aceleração significativa às tecnologias de eco‑construção e reduzir o impacto ambiental da indústria da construção.

O estudo foi realizado por pesquisadores malaios na Asia Pacific University of Technology & Innovation (APU) e na National University of Malaysia (UKM), publicado sob o título “Integração digital na eco‑construção 2.0: Avançando a sustentabilidade por meio da tecnologia”.

Novos Métodos de Produção

Historicamente, os materiais na construção foram produzidos em massa em formas padronizadas, e qualquer montagem exigia mão de obra humana qualificada. Novas tecnologias provavelmente mudarão esse status quo em um futuro próximo.

Os primeiros são métodos de produção além da produção em massa de fábrica comcomputador numerico controle (CNC) usinagem, corte a laser e impressão 3D. Cada um tem suas próprias vantagens e fraquezas, devendo ser escolhido conforme os requisitos de cada tarefa.

Fonte: Sustainable Futures

Esses métodos reduzem significativamente a quantidade de material perdido durante o processamento da matéria‑prima em produtos acabados para a construção.

Eles também permitem um nível muito maior de flexibilidade no design final, tornando o design personalizado mais acessível.

Por fim, podem ser fabricados em escala muito menor e de forma mais local, potencialmente levando a uma redução drástica da pegada de transporte de material desde a matéria‑prima até a fábrica e os canteiros de obra.

“Esta metodologia não só favorece a utilização de eco‑materiais, como também está alinhada de perto aos princípios da construção enxuta e aos objetivos de emissões líquidas zero, devido ao seu perfil inerentemente de baixo desperdício.”

Todos esses novos métodos de produção beneficiam‑se enormemente da melhoria e democratização do design assistido por computador (CAD) e da adoção generalizada da Modelagem da Informação da Construção (BIM). CAD e BIM constituem hoje a espinha dorsal digital da maioria dos projetos de construção.

Eco‑Materiais

Outra mudança que afeta a indústria da construção é a transição para materiais mais ecologicamente corretos.

Um grande impulsionador da mudança são as impressoras 3D capazes de usar materiais como plásticos reciclados, polímeros biodegradáveis e materiais compostos que incorporam fibras naturais.

Em particular, geopolímeros podem ser usados na impressão 3D. Geopolímeros são materiais inorgânicos, tipicamente semelhantes a cerâmica, que podem ser produzidos a partir de subprodutos industriais como cinzas volantes ou escória, que de outra forma são resíduos de usinas de energia e siderúrgicas. Eles podem ser formulados a partir de materiais de origem local.

Ao fazer isso, coloca a indústria da construção em posição de reciclar resíduos industriais em vez de consumir recursos.

O desenvolvimento de impressoras 3D em larga escala possibilitou a construção de estruturas de edifícios inteiras diretamente no local, reduzindo custos de transporte e as emissões de carbono associadas.

No entanto, o custo das impressoras 3D e sua velocidade relativamente baixa ainda são limitações sérias dessa tecnologia, retardando sua implantação em escala.

Materiais ecológicos renováveis, como madeira maciça usada para construir arranha‑céus de madeira, também podem ajudar a reduzir as emissões de carbono e o consumo de recursos da indústria da construção.

Novos Designs

Edifícios impressos em 3D também podem adotar formas personalizadas mais complexas do que edifícios feitos a partir de elementos produzidos em massa.

Como resultado, pode facilitar a integração de formas naturais e ergonômicas nos edifícios, o que pode melhorar a eficiência energética por meio de melhor dinâmica térmica e distribuição de luz.

A integração de formas naturais de isolamento, como estruturas em favo de mel, aumenta o isolamento enquanto reduz os custos de material e também pode aumentar o valor da impressão 3D na construção.

A impressão 3D também permite a criação de “materiais graduais”, onde as propriedades do material variam ao longo de um único objeto para atender a requisitos funcionais específicos sem uso excessivo de material.

Blockchain para Cadeias de Suprimentos de Construção Sustentável

Outro desafio recorrente da indústria da construção é provavelmente rastrear a origem dos materiais usados e seu perfil ESG.

Este é um campo onde os registros eficientes permitidos pela tecnologia blockchain podem ajudar.

Ao automatizar e garantir transações ao longo da cadeia de suprimentos, o blockchain não só aumenta a eficiência operacional, como também constrói confiança entre as partes interessadas ao fornecer um registro claro e imutável das origens dos materiais, seu processamento e transporte.

O blockchain também pode ser usado para habilitar contratos inteligentes, tornando a execução de contratos mais fluida, colocando a tecnologia potencialmente em cada etapa do processo de construção, desde a aquisição de materiais até a verificação e certificação do edifício concluído.

Fonte: Sustainable Futures

Ao ajudar a rastrear e comprovar a origem dos materiais usados na construção, o blockchain pode atender aos requisitos de padrões avançados de sustentabilidade como LEED, BREEAM ou ISO 21930, comprovando que eles cumprem as regulamentações ambientais, proteções trabalhistas e mandatos de redução de carbono.

A maior limitação para a implantação desta tecnologia não é tanto técnica, mas cultural, com a indústria da construção geralmente relutante em modernizar suas práticas.

O setor da construção apresenta resistência estrutural à transparência digital, particularmente nas práticas de aquisição e subcontratação que dependem de fluxos de trabalho legados, relacionamentos informais e sistemas de documentação fragmentados.

Mais notavelmente, isso pode impactar estruturas de poder existentes e práticas de mercado negro ou cinza endêmicas na indústria, especialmente em alguns países ou regiões.

Para muitas partes interessadas, a natureza descentralizada e imutável do blockchain é percebida não como um facilitador, mas como uma força disruptiva que ameaça as normas operacionais existentes.

É provável que a implantação de blockchains e outras ferramentas de rastreamento digital ocorra rapidamente em projetos de infraestrutura crítica, onde a rastreabilidade não é apenas um requisito regulatório, mas uma condição para gestão de responsabilidade e garantia de qualidade.

IA na Construção Sustentável: Aplicações e Limites

Aplicações

À medida que as IAs se tornam mais versáteis, elas podem agora ser implantadas para melhorar projetos de construção.

integração de IA em fluxos de trabalho de avaliação de impacto ambiental (EIA). Permite previsões precisas a partir de conjuntos de dados volumosos e heterogêneos, incluindo indicadores ambientais específicos do local, dados históricos de projetos e parâmetros regulatórios.

Assistência com documentos legais e regulamentações também pode ter um grande impacto.

Técnicas de processamento de linguagem natural (NLP) extraem conhecimento estruturado de textos regulatórios e documentação histórica de EIA, acelerando avaliações de conformidade e simplificando ciclos de revisão.

Fonte: Sustainable Futures

Outra aplicação da IA é prever o desempenho dos materiais, para critérios tão variados como integridade estrutural, isolamento, resistência à água ou durabilidade a diversos esforços (umidade, infiltração de cloreto, ciclos de congelamento‑descongelamento, gradientes térmicos, etc.).

Limitações

Uma limitação à implantação da IA será, porém, a geralmente baixa qualidade dos dados de entrada na indústria, reduzindo a capacidade dos modelos e sua precisão.

À medida que mais projetos se tornam cada vez mais digitalizados, espera‑se que essa limitação diminua ao longo do tempo. O mesmo se aplica ao crescente volume de dados sobre o desempenho de diversos materiais em condições reais ao longo de várias décadas.

Outra questão potencial é se os modelos forem treinados em conjuntos de dados que reflitam desigualdades históricas ou deixem de representar zonas ecológicas sensíveis. Isso pode ser ainda mais problemático com modelos de IA cujos funcionamentos internos são difíceis de compreender, tornando‑os uma espécie de “caixa‑preta”.

A eficiência e a profundidade analítica oferecidas pela IA devem, portanto, ser equilibradas contra esses riscos por meio da implementação de estruturas de modelagem transparentes, auditáveis e sensíveis ao contexto.

Sinergia Entre Eco‑Materiais, Blockchain e IA

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Cada uma dessas inovações na construção se interconecta com as demais, tornando‑as mais úteis do que se fossem implantadas separadamente.

À medida que mais projetos integram a tecnologia blockchain para rastreabilidade, a quantidade de dados de alta qualidade utilizáveis pela IA aumenta.

Conforme a digitalização dos projetos de construção aumenta, facilita a integração da tecnologia CAD e de impressão 3D na construção real.

O uso de materiais mais ecológicos e a implementação de técnicas de reciclagem aprimoradas reduzem o impacto ecológico da construção e demolição, aumentando assim o valor de dados de alta qualidade que podem ser usados para obter certificações ambientais valiosas e estabelecer novos padrões para a indústria.

Fonte: Sustainable Futures

Exemplos de tais sinergias já são observáveis em projetos reais. Por exemplo, Cingapura utilizou muitas novas tecnologias para a construção de habitações públicas ecológicas:

• Sistemas avançados de IA para analisar dados ambientais, como exposição solar, padrões de vento e efeitos de ilhas de calor urbano, a fim de otimizar a orientação do edifício e a seleção de materiais.
• Materiais sustentáveis como concreto reciclado e madeira colhida de forma sustentável. Esses materiais são posicionados estrategicamente na estrutura do edifício para maximizar a ventilação natural e a luz.
• Isolamento e janelas de alto desempenho, bem como painéis solares e telhados verdes, são combinados com sistemas de IA que monitoram continuamente e ajustam o uso de energia com base nas condições ambientais em tempo real.

Exemplos do Mundo Real

O estudo também apresenta adotantes iniciais reais dessas tecnologias para demonstrar que agora estamos firmemente na fase de implementação do ciclo tecnológico.

Um exemplo é o uso de blockchain para resolver disputas de pagamento com empreiteiros e fornecedores.

“Um projeto de infraestrutura emblemático em Dubai implementou blockchain para simplificar a gestão de contratos e aplicar desembolsos baseados em marcos, resultando em melhorias mensuráveis na eficiência administrativa e redução dos custos financeiros.”

O blockchain também ajudou a rastrear a pegada ambiental dos materiais.

Na Holanda, o blockchain foi testado para rastrear em tempo real a qualidade, entrega e pegada ambiental de materiais essenciais como aço e concreto, garantindo que tanto as especificações dos materiais quanto os limites de sustentabilidade sejam atendidos sem gargalos de inspeção manual.

Um caso de uso de IA foi demonstrado na Suécia, onde arquitetos e engenheiros selecionaram materiais isolantes avançados que otimizaram a retenção de energia durante o inverno e minimizaram a absorção de calor durante o verão.

A implementação desses materiais otimizados levou a uma redução no consumo de energia de até 25 % em edifícios residenciais recém‑construídos, reduzindo significativamente a pegada de carbono associada a essas casas.

IA também foi implantada no Japão para automatizar o reciclagem de resíduos de construção.

Sistemas de triagem alimentados por IA, equipados com tecnologias avançadas de imagem e sensores, identificaram e categorizaram com precisão diferentes tipos de resíduos de construção.

Em um projeto piloto realizado em um local de demolição, o sistema de IA aumentou a taxa de reciclagem em 30 % em comparação com os métodos tradicionais de triagem manual.

A eficiência da triagem também reduziu o tempo total e os custos de mão‑de‑obra associados à gestão de resíduos, tornando o processo de reciclagem mais econômico e sustentável.

Desafios Regulatórios na Construção Sustentável

Paradoxalmente, embora a maioria das regulamentações na construção seja orientada para melhorar a segurança e os perfis ambientais, elas também podem ser um obstáculo à implantação dessas tecnologias.

Grande parte dos problemas potenciais decorre da diminuição da padronização nos métodos de construção. O design personalizado pode melhorar o perfil energético e ambiental, mas também é difícil encaix‑lo nas categorias rígidas e nos métodos de avaliação exigidos pelas regulamentações.

Um elemento que pode ajudar é o chamado “sandbox regulatório”, permitindo que projetos piloto provem seu valor com menos controle excessivo.

Esses frameworks permitem que empresas de construção testem métodos digitais sem exposição regulatória completa, facilitando a inovação enquanto preservam a supervisão.

Outra melhoria pode ser incorporar requisitos de construção digital nos protocolos de licitação pública. Dessa forma, os governos não apenas se adaptam, mas também direcionam ativamente a transição para um setor de construção digitalmente habilitado e ambientalmente responsável.

Essas mudanças regulatórias precisarão ser gerenciadas nos níveis local, nacional e internacional.

Fonte: Sustainable Futures

Eles também precisam avançar rapidamente o suficiente para se adaptar às melhorias tecnológicas. Caso contrário, isso pode retardar a adoção de tecnologias inovadoras como IA e impressão 3D na construção, já que as empresas podem relutar em investir fortemente em tecnologias que podem não estar em conformidade com regulamentações futuras.

Tecnologias Futuras de Construção

Materiais ainda mais impressionantes podem, um dia, ser integrados a projetos de construção. Por exemplo, nanotecnologia na ciência dos materiais oferece o potencial de criar materiais de construção ultra‑resistentes e leves, que são ao mesmo tempo econômicos e ambientalmente amigáveis.

Outra opção são materiais inteligentes que podem se adaptar a mudanças ambientais, como polímeros sensíveis à temperatura que ajustam suas propriedades isolantes com base nas condições climáticas.

Esses materiais poderiam aumentar drasticamente a eficiência energética e o conforto em edifícios sem intervenção mecânica adicional.

Tecnologias de fabricação digital também podem se tornar ainda mais sofisticadas, provavelmente incorporando sistemas de controle de qualidade em tempo real, como sensores avançados e algoritmos de IA para ajustar parâmetros de impressão em tempo real, garantindo propriedades materiais ótimas e integridade estrutural.

Robótica também pode ter um grande impacto, com, por exemplo, robôs realizando alvenaria ou instalações complexas de tubulações e cabos, melhorando velocidade e precisão enquanto reduzem erros humanos e custos de mão de obra.

Por fim, IA pode ter um grande impacto na pesquisa de novos materiais, desde um gêmeo digital de um edifício que observa a evolução dos parâmetros ao longo do tempo até impulsionar a descoberta de novos materiais, melhorar a vida útil dos materiais e aprimorar a compreensão do impacto ambiental ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício.

Conclusão

Historicamente, a construção tem sido uma indústria relativamente “low‑tech”, integrando novos materiais lentamente e mantendo os métodos de construção relativamente inalterados.

A maturação simultânea de CNC, impressão 3D, CAD, pegada digital e IA pode mudar isso em breve. Especialmente quando combinada com um impulso por menor impacto ambiental, maior rastreabilidade, mais eficiência energética e menor consumo de material.

No entanto, ao contrário de muitos outros setores econômicos, é improvável que isso elimine grande parte da mão de obra humana da indústria da construção.

Em vez disso, melhorará a produtividade, a segurança e os perfis verdes de novos edifícios, ao mesmo tempo que possibilita melhores projetos e menor consumo de recursos, tudo sob a supervisão de humanos que ainda lidam diretamente com as condições caóticas e mutáveis de um canteiro de obras.

Empresa de Impressão 3D

(Além das empresas discutidas abaixo, você pode ler sobre outras em nosso artigo “Top 10 Additive Manufacturing And 3D Printing Stock to Watch”)

Nano Dimension

A maioria das empresas de manufatura aditiva foca em metal e plástico, com atenção para peças mecânicas complexas. A Nano Dimension (NNDM ), por outro lado, focou em eletrônicos impressos em 3D. Isso inclui tecnologias muito especializadas como tintas condutoras ou dielétricas e cerâmicas. Estas podem, por exemplo, ser usadas na construção de componentes ópticos ou de rádio.

Esta é uma das possíveis aplicações da impressão 3D na escala nanométrica, que exploramos mais a fundo em “Impressão 3D em Nanoscale Parece Pronta para Comercialização”.

A Nano Dimension cresceu por meio de uma combinação de aquisições e P&D interno.

Fonte: Nano Dimensions

Essa estratégia mudou com a aquisição da Desktop Metal, anunciada em 2024 e finalizada em 2025. Juntas, as duas empresas terão uma posição muito mais forte na impressão 3D de metal e cerâmica em todas as escalas, desde eletrônicos até grandes equipamentos industriais e aeroespaciais, com um forte movimento para a produção industrial.

Isso também cria economias de escala ao unir a base de clientes que inclui SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), GE, Honeywell, Emerson, Raytheon, NASA, Medtronics, etc.

Por fim, as duas empresas estavam principalmente ativas em diferentes áreas geográficas, com a Nano Dimension na Europa e a Desktop Metal nos EUA, permitindo sinergia ao combinar suas equipes de vendas.

Fonte: Nano Dimension

A empresa afirma que pode reduzir a pegada ecológica da fabricação, com uma redução de 94 % nas emissões de CO₂, 100 % na água, 98 % nos materiais e 82 % nos produtos químicos. No geral, podemos esperar que a Nano Dimension se torne uma líder em tecnologia.

Fonte: Nano Dimensions

As empresas fundidas estão bem posicionadas para aproveitar novas descobertas em impressão 3D e desenvolver ligas de alumínio mais fortes, com essas inovações provavelmente expandindo o mercado endereçável.

No entanto, os investidores precisam estar cientes de que tanto a Nano Dimension quanto a Desktop Metal, após a aquisição, apresentavam fluxo de caixa negativo, de modo que a empresa resultante precisará cortar custos ou crescer suficientemente para gerar lucro no futuro.

(Você pode ler uma análise mais aprofundada da Nano Dimension no relatório de investimento dedicado)

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