Os gêmeos digitais são uma representação digital precisa de ativos físicos, processos ou sistemas, que permitem simular e monitorar o desempenho em tempo real. Esses modelos virtuais interativos são alimentados por dados contínuos, integrando tecnologias como IoT (Internet das Coisas), big data e inteligência artificial para oferecer uma visão abrangente e detalhada de um objeto ou infraestrutura ao longo de todo o seu ciclo de vida.
Na Construção Civil, a aplicação dos gêmeos digitais tem o potencial de transformar a forma como os projetos são planejados, executados e geridos. Essa tecnologia melhora a visualização e o controle das obras, além de permitir uma abordagem proativa na identificação e resolução de problemas antes que eles se tornem críticos, otimizando recursos e minimizando custos.
A evolução dos gêmeos digitais: de simulações a modelos interativos
A trajetória dos gêmeos digitais começou com simulações relativamente simples, quando modelos digitais eram utilizados para prever comportamentos e resultados. Com o tempo, e com o avanço de tecnologias como IoT, inteligência artificial e big data, esses modelos evoluíram para sistemas interativos e dinâmicos, capazes de refletir mudanças no ambiente físico em tempo real.
A integração com a Modelagem de Informações da Construção (BIM) foi um passo decisivo para essa evolução. O BIM já transformava a forma como os projetos de construção eram visualizados e geridos, mas a adição de gêmeos digitais possibilitou uma análise ainda mais profunda e detalhada. Com essa tecnologia, não só o planejamento e a construção se beneficiam, mas também a operação e manutenção das estruturas, garantindo uma visão completa e atualizada dos ativos.
Por exemplo, o uso de gêmeos digitais na reconstrução da Catedral de Notre-Dame, após o incêndio de 2019, destacou como essa tecnologia pode atuar na preservação do patrimônio histórico. O modelo digital ajuda na reconstrução física e funciona como uma plataforma colaborativa onde todos os dados, desde digitalizações 3D até registros históricos, são integrados e acessíveis para os envolvidos.
Outro exemplo é o projeto Favelas 4D, desenvolvido pelo MIT Senseable City Lab, que mapeou a Rocinha com scanners LiDAR, criando um gêmeo digital da maior favela do Brasil. Essa representação 3D permite identificar áreas de risco e auxilia no planejamento urbano, destacando o potencial dos gêmeos digitais para transformar comunidades complexas. Da mesma forma, na reconstrução da Catedral de Notre-Dame após o incêndio de 2019, essa tecnologia integrou dados históricos e digitalizações 3D, demonstrando sua eficácia na preservação do patrimônio.
Gêmeos digitais na Construção Civil
Os gêmeos digitais estão começando a ganhar espaço no setor de Construção Civil no Brasil, embora ainda sejam mais populares em mercados internacionais. Essa tecnologia já mostra como pode transformar a gestão de projetos , proporcionando maior eficiência, precisão e redução de erros. A possibilidade de simular diferentes cenários e verificar o impacto de decisões antes de implementá-las fisicamente é um dos grandes benefícios da ferramenta.
Empresas de construção estão utilizando gêmeos digitais para monitorar e gerenciar obras em tempo real, desde grandes infraestruturas até projetos residenciais e comerciais. A integração com sensores IoT e sistemas BIM permite que esses modelos virtuais reflitam com precisão o estado atual do projeto, identificando rapidamente possíveis problemas e permitindo que ajustes sejam feitos antes que se tornem caros e complicados.
Aplicações práticas e benefícios
A seguir, descubra como essa tecnologia pode otimizar o uso de recursos, garantir a qualidade e melhorar a segurança nos locais de trabalho.
- Melhor planejamento e uso de recursos: a integração de gêmeos digitais com BIM e IoT facilita a estimativa precisa de materiais e mão-de-obra necessários para a execução de um projeto, reduzindo desperdícios e otimizando o uso de recursos. Essa abordagem não apenas economiza custos, mas também contribui para práticas mais sustentáveis, alinhadas com as metas globais de redução de impacto ambiental.
- Verificação de qualidade e conformidade: com gêmeos digitais, é possível combinar modelos BIM 3D com dados em tempo real para realizar verificações contínuas da qualidade e conformidade das construções. Isso garante que os projetos atendam a altos padrões de qualidade e segurança, além de identificar potenciais problemas estruturais antes que se tornem críticos.
- Segurança no local de trabalho: a segurança é uma preocupação constante na Construção Civil, e os gêmeos digitais, combinados com sensores IoT, podem monitorar constantemente o ambiente de trabalho, identificando riscos em potencial e alertando sobre a necessidade de intervenções preventivas. Isso melhora a segurança dos trabalhadores e reduz o tempo de inatividade causado por acidentes.
Um exemplo prático do uso de gêmeos digitais é o Digital Urban Climate Twin de Cingapura, uma ferramenta desenvolvida para ajudar os urbanistas a lidar com o desafio do aquecimento urbano. Este gêmeo digital permite que pesquisadores e autoridades simulem diferentes cenários urbanos, como a substituição de áreas verdes por empreendimentos residenciais ou industriais, e avaliem o impacto dessas mudanças nas temperaturas locais.
Durante uma demonstração, foi possível prever como a conversão de áreas florestadas em parques industriais poderia aumentar as temperaturas na cidade até 2030. Além disso, a ferramenta permite experimentar soluções de resfriamento distrital e o impacto da eletrificação de veículos, ajudando a otimizar estratégias de mitigação do calor urbano.
Esses exemplos mostram como gêmeos digitais estão alinhados com os princípios da Indústria 4.0, oferecendo soluções tecnológicas avançadas que promovem a eficiência e a sustentabilidade.
Tendências e futuro dos gêmeos digitais na Construção
Apesar de ainda ser uma tecnologia emergente, a adoção de gêmeos digitais tem crescido rapidamente nos últimos anos, especialmente entre grandes empresas que buscam otimizar operações e melhorar a eficiência.
De acordo com um relatório da McKinsey, em 2024, aproximadamente 75% das grandes empresas já começaram a implementar essa tecnologia em algum nível, com destaque para setores como manufatura, saúde e infraestrutura. Além disso, a Gartner aponta que, em setores relacionados ao IoT, 13% das empresas já utilizam gêmeos digitais, enquanto 62% estão no processo de implementação ou têm planos de adotar a tecnologia em breve.
Esse crescimento acelerado reflete diretamente no valor do mercado de gêmeos digitais, que, em 2023, foi avaliado em aproximadamente US$ 8,9 bilhões. Projeções indicam que esse mercado pode alcançar US$ 73 bilhões até 2027, conforme relatórios da McKinsey.
Desafios e soluções
A implementação de gêmeos digitais na Construção Civil não está isenta de desafios. A necessidade de investimentos significativos em infraestrutura tecnológica e a escassez de profissionais qualificados são barreiras que ainda precisam ser superadas. No entanto, a experiência internacional mostra que esses desafios podem ser mitigados com estratégias adequadas de formação e desenvolvimento, além de parcerias com empresas de tecnologia que possam fornecer o suporte necessário.
Além disso, a adoção crescente de práticas sustentáveis na Construção Civil está alinhada com o uso de gêmeos digitais. Essa tecnologia permite simular diferentes cenários de uso de recursos, ajudando a minimizar o impacto ambiental dos projetos e promovendo uma construção mais sustentável.
Integração com outras tecnologias emergentes
A combinação de gêmeos digitais com outras tecnologias avançadas, como realidade aumentada (AR), inteligência artificial (IA) e análise de big data, promete transformar ainda mais a Construção Civil. Essas tecnologias complementares permitirão que os profissionais visualizem e analisem os projetos de formas inovadoras, melhorando a tomada de decisões e a gestão de riscos.
A realidade aumentada, por exemplo, quando combinada com gêmeos digitais, permite que engenheiros e arquitetos “vejam” o interior de estruturas complexas durante a fase de planejamento, identificando problemas antes mesmo que eles surjam no ambiente físico. Isso não apenas melhora a qualidade e a segurança do projeto, mas também acelera o processo de construção, reduzindo atrasos e custos.
Outro exemplo é a integração de gêmeos digitais com BIM, que já está se tornando uma prática comum em muitos países. Essa combinação permite que os modelos digitais sejam atualizados em tempo real com dados de construção, facilitando a coordenação entre as diversas disciplinas envolvidas em um projeto e garantindo que todas as partes tenham acesso às informações mais recentes.
Conclusão
Os gêmeos digitais estão no centro de uma transformação significativa na Construção Civil, oferecendo soluções inovadoras para alguns dos desafios mais complexos da indústria. Desde a melhoria na gestão de projetos até a redução de custos e o aumento da segurança, os benefícios dessa tecnologia são claros. Com o crescimento contínuo de sua adoção e a integração com outras tecnologias emergentes, como BIM e realidade aumentada, os gêmeos digitais têm o potencial de moldar o futuro da Construção Civil, tornando-a mais eficiente, sustentável e segura.
À medida que a tecnologia continua a evoluir e se expandir, espera-se que os gêmeos digitais se tornem uma ferramenta padrão em todos os grandes projetos de construção, contribuindo para uma indústria mais moderna e avançada.
