Digital twins: o que é e como aplicar na construção civil

Stefano Caterina - Diretor de Operações e Comunicação, Maply
May 20, 2022

Digital twins ou simplesmente gêmeos digitais, em tradução livre, pode ser descrito como uma representação digital exata de um objeto ou sistema, com todas as particularidades de seu gêmeo real. Apesar de um pouco complexo e desconhecido, esse conceito já é realidade em diversos setores, inclusive na construção civil.

Muito além de uma simples simulação 3D, o digital twins é uma tecnologia que permite o acompanhamento e o desenvolvimento em tempo real de novos produtos, sistemas e projetos. Isso também garante uma maior previsibilidade de erros, além de inúmeras vantagens. 

Quer entender melhor sobre a aplicação do digital twins na indústria da construção civil? Então continue acompanhando até o final! 

Entenda o que é e como funciona o digital twins

De modo geral, o termo digital twins, cunhado em 2002 por Michael Grieves, consiste na criação de uma réplica digital de qualquer objeto físico ou até mesmo ambientes, o que é de extrema relevância para a área da construção civil. Imagine que, antes de iniciar um projeto, você consiga criá-lo digitalmente e fazer diversas simulações quanto ao desenvolvimento e finalização da obra. 

Esse tipo de interação permite que o engenheiro ou arquiteto consiga identificar com mais facilidade todos os pontos que deverão ser ajustados ao longo da obra e, principalmente, tudo aquilo que ainda pode ser melhorado no projeto. 

A simulação de projetos por meio de uma réplica digital é possível graças aos dados coletados com a ajuda de outras tecnologias, como scanner 3D, drones, inteligência artificial, internet das coisas e machine learning

Todos esses apoiadores têm por finalidade garantir que o digital twins tenha dados precisos, tornando-se assim uma réplica atualizada e dinâmica. De forma prática, por meio dessa tecnologia é possível simular e aprimorar projetos de diversas tipologias na construção civil e também de infraestrutura.

Quais os tipos de digital twins?

Como já havíamos mencionado, o digital twins é uma versão digital de um objeto, sistema, ambiente etc. Com isso, a criação dessa réplica pode ser feita com diferentes finalidades. Veja agora algumas possibilidades de gêmeos digitais: 

De produtos

O gêmeo digital de um produto tem por finalidade possibilitar diferentes simulações e análises a fim de buscar melhorias, otimizar sua usabilidade ou ainda prever correções necessárias. Essas réplicas podem, inclusive, ser testadas por seus usuários finais e não apenas pelos desenvolvedores.   

De produção 

Esse tipo de digital twins é um pouco mais amplo e complexo, já que ele prevê toda a coleta de dados de um sistema produtivo, isto é, a digitalização de todas as informações e dados de fabricação de um produto. O digital twins de produção é necessário para que se entendam todos os processos e detalhes em relação à manutenção preditiva desse objeto.   

De desempenho

Muito semelhante ao digital twins de um produto, o gêmeo digital de desempenho tem uma função um pouco diferente. Ao invés de visar a simulação e análise de determinado objeto, essa modalidade tem como foco a otimização de processos, tornando possível um melhor desempenho deste produto. 

No entanto, o digital twins de desempenho precisa do auxílio de outras tecnologias, como inteligência artificial, machine learning e deep learning. A partir disso, o gêmeo digital conseguirá tomar decisões automatizadas e identificar formas de melhoria contínua. 

Conheça as tecnologias que apoiam o Digital Twins

Como você já pôde analisar, a existência de um digital twins tem como preceito o apoio de outras tecnologias, como é o caso das scanners 3D. O uso de uma scanner 3D possibilita a coleta de informações precisas de determinado objeto, que posteriormente serão utilizados para a criação de um gêmeo digital atualizado em tempo real. 

Além dessa, há outras tecnologias essenciais para o desempenho de um digital twins. Conheça agora um pouco mais sobre elas:

Inteligência artificial (IA)

Comumente ligada ao machine learning (aprendizado das máquinas, em português), a inteligência artificial é responsável por desenvolver análises precisas sobre o funcionamento do digital twins, capaz de prever possíveis pontos de melhoria e tomar decisões automatizadas para o bom desempenho desse objeto. 

Internet das coisas (IoT) 

O bom funcionamento de um digital twins está atrelado aos dados operacionais coletados por dispositivos e sensores IoT inteligentes. Todas essas informações precisas ficam na nuvem e só é possível realizar a transferência em tempo real para a réplica através da interconexão digital, ou melhor dizendo, graças à tecnologia IoT. 

Machine learning

O machine learning é uma das camadas da inteligência artificial (IA), que consiste em um aprendizado automático das máquinas. Por meio de algoritmos específicos, essa tecnologia promove maior eficiência para o digital twins, contribuindo para previsões e métricas mais assertivas.     

Big data

Por fim, sem a tecnologia big data, que consiste em um grande conjunto de dados que são processados em alta velocidade, não seria possível desenvolver um digital twins que replicasse de forma exata a operação de um objeto ou sistema. Afinal, com o big data é possível gerar os dados para criação dos modelos digitais.

Benefícios dessa tecnologia para a construção civil

Não é à toa que os gêmeos digitais são tidos como uma tendência para os próximos anos, principalmente para o setor industrial. Para a área da construção civil, muitas empresas já fazem a aplicação desse conceito em sua rotina e com isso, aproveitam de inúmeros benefícios, veja a seguir alguns exemplos: 

Ao desenvolver um protótipo digital do seu projeto será possível, através da simulação e dos testes realizados, obter uma maior previsibilidade sobre a duração de cada etapa da sua obra, bem como prever mudanças no seu projeto tendo em vista uma execução mais rápida, econômica e sustentável. 

Outra grande vantagem do digital twins é a digitalização de processos, que poderá ser útil não apenas enquanto uma obra estiver em execução, mas também no futuro. Imagine que, ao realizar toda a documentação dos processos, isso poderá ser usado como referência em um outro momento, além de fornecer ao engenheiro dados precisos sobre o projeto.   

A redução de custos também é um dos benefícios de utilizar réplicas digitais, sobretudo quando a sua obra ainda está em desenvolvimento, assim fica mais fácil realizar cálculos quanto às despesas, mão de obra e materiais necessários em todos os ciclos de vida do seu projeto.

Após a conclusão da obra, o digital twins continua operando com grande potencial, já que poderá ser utilizado para acompanhar o desempenho do projeto e uso do espaço. Além disso, o gêmeo digital também é capaz de fornecer dados importantes para a manutenção da sua obra. 

Drones: facilitadores na coleta de dados para gerar Digital Twins

Por último, gostaríamos de abordar uma tecnologia que também serve de apoio para a criação dos gêmeos digitais e se destaca, principalmente, pelo seu baixo custo. Estamos falando sobre os drones, uma tecnologia que já é muito utilizada na indústria da construção civil. 

Hoje, através desses pequenos veículos aéreos, é possível fazer a coleta de imagens, inspeção de obras e a medição de áreas muito extensas, tudo sem precisar colocar em risco os trabalhadores. E se tratando de digital twins, os drones também podem ser muito úteis.

Em geral, o uso desses equipamentos é muito simples, bem como o processo de digitalização dos dados coletados. Com ajuda de uma plataforma como a da Maply, esses dados são convertidos em um modelo - formado por uma nuvem de pontos - capaz de criar uma representação 3D de alta precisão. A partir dessa análise de dados, você consegue criar o seu digital twins com muito mais facilidade. 

Conclusão 

De acordo com uma matéria publicada pela Forbes, no ano de 2020 o mercado de gêmeos digitais em todo o mundo chegou a ser avaliado em US$ 3,1 bilhões. E a estimativa é que esse número chegue a US$ 48,2 bilhões até 2026. 

Sob essa perspectiva, podemos concluir que investir no desenvolvimento de digital twins é algo que realmente vale a pena na indústria da construção civil. Assim como o avanço da tecnologia BIM, que também é uma tendência para os próximos anos, o mercado dos gêmeos digitais também é algo para se ter em mente. 

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