Construction 4.0: Industry 4.0 enabling technologies applied to improve workplace safety in construction

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20280

Keywords:

Enabling technologies; Construction; Industry 4.0; Job security.

Abstract

Industry 4.0, the new production paradigm, has been arousing the interest of researchers around the world, due to its potential for improvements for companies, however little has been studied of its potential in the construction industry. This paper aims to identify which enabling technologies of Industry 4.0 can be applied to improve job security in civil construction. The methodology adopted was literature review, followed by field study / research with interviews with specialists, to identify the possibility of improving work safety in civil construction, through the technologies of Industry 4.0. The results of this research showed that the main technologies listed were: (1st) 3D printing and drone, (2nd) Augmented Reality and Wearable sensors, (3rd) safety vest, (4th) Virtual Reality, (5th) Bionic exoskeleton, (6th) Building Information Modeling (BIM), Radio Frequency Identification (RFID), helmet with sensors and smart helmets, (7th) Internet of Things (IoT) and finally, (8th) concrete mixer truck. The theoretical and practical contribution of this work is given by the presentation of technologies from Industry 4.0 that can maximize work safety in the construction industry, mitigating accidents at work, thus collaborating for the management of technology and innovation.

Author Biographies

Gilberto Gomes Soares Júnior, Universidade Nove de Julho

Post-graduation Program in Production Engineering

Walter Cardoso Satyro, Universidade Nove de Julho

Post-graduation Program in Production Engineering

Silvia Helena Bonilla , Universidade Paulista

Post-graduation Program in Production Engineering

José Celso Contador , Universidade Paulista

Post-graduation Program in Administration

Antônio Pires Barbosa , Universidade Nove de Julho

Post-graduate Program in Smart and Sustainable Cities

Sonia Francisca de Paula Monken, Hospital de Reabilitação e Transição Reger

Professor and Researcher

Mauro Luiz Martens , Universidade de Sao Paulo

Polytechnic School of USP, Post-graduation Program in Production Engineering

Marco Aurelio Fragomeni , Universidade Paulista

Post-graduation Program in Administration

References

Acatech (2013). National Academy of Science and Engineering. Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0. Working Group, Germany.

AEAT. (2020). Base de dados [Data basis]. Retrieved from https://basedosdados.org/dataset/anuario-estatistico-de-acidentes-do-trabalho-aeat.

Aires, R. W. do A., Moreira, F. K. & Freire, P. de S. (2017). Indústria 4.0: desafios e tendências para a gestão do conhecimento. In: Seminário Universidades Corporativas e Escolas de Governo, I, Florianópolis, SC.

Associação Nacional de Medicina do Trabalho. Construção civil está entre os setores com maior risco de acidentes de trabalho. Retrieved from https://anamt.org.br/portal/2019/04/30/construcao-civil-esta-entre-os-setores-com-maior-risco-de-acidentes-de-trabalho.

Bridi, M. E., Formoso, C. T., Pellicer, E., Fabro, F., Viguer Castello, M. E., & Echeveste, M. E. S. (2013). Identificação de práticas de gestão da segurança e saúde no trabalho em obras de construção civil. Ambiente Construído, 13, 43-58.

Brusius, C. K. (2010). A influência do turismo na expansão da construção civil no município de Garopaba. 71f. Monograph (Economic Sciences Course) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Canaltech (2016). Hyundai apresenta exoesqueleto comparado a armadura homem de ferro. Retrieved from https://canaltech.com.br/robotica/hyundai-apresenta-exoesqueleto-comparado-a-armadura-homem-de-ferro-66011/.

Cardoso, R. G. (2019). A quarta revolução industrial. Conceito, princíos e consequências. Administradores. https://administradores.com.br/artigos/a-quarta-revolu%C3%A3o-industrial-1.

Carvalho, D. (2017). Acidentes na Construção Civil – uma infeliz realidade do setor. https://sienge.com.br/blog/acidentes-na-construcao-civil.

Colombo, C. B. (2009). O acidente do trabalho e a responsabilidade civil do empregador. 84f. Monograph (Law Course) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Confederação Nacional da Indústria (CNI). (2016). Desafios para a Indústria 4.0 no Brasil. Brasília. http://www.portaldaindustria.com.br/publicacoes/2016/8/desafios-para-industria-40-nobrasil/#

Contador, J.C., Satyro, W.C., Contador, J.L., & Spinola, M.M. (2020). Flexibility in the Brazilian Industry 4.0: Challenges and Opportunities. Global Journal of Flexible Systems Management, 21, 15–31.

Confederação Nacional da Indústria (CNI). (2017). Relações trabalhistas no contexto da indústria 4.0. – Brasília: CNI. https://conexaotrabalho.portaldaindustria.com.br/media/publication/files/Relacoes_trabalhistas_web.pdf.

Coteaqui. (2020). PwC Global - Industria4.0 e a construção civil. http://blog.coteaqui.com.br/industria-4-0-e-a-construcao-civil/.

Dallasega, P., Rauch, E., & Liner, C. (2018). Industry 4.0 as an enabler of proximity for construction supply chains: A systematic literature review. Computers in Industry, 99, 205-225.

Danjou, C., Bled, A., Cousin, N., Roland, T., Perrier, N., Bourgault, M., & Pellerin, R. (2020). Industry 4.0 in construction site logistics: a comparative analysis of research and practice. The Journal of Modern Project Management, 7 (4).

Dalenogare, L. S., Benitez, G. B., Ayala, N. F., & Frank, A. G. (2018). The expected contribution of Industry 4.0 technologies for industrial performance. International Journal of Production Economics, 204, 383-394.

De Souza, M. do S., Bezerra, J. R.de A., Bresciani, L. P., & Da Silva, E. E. (2021). Industry 4.0: An analysis of the production of scientific papers based on indicators. Research, Society and Development, 10(11), e193101118923. 10.33448/rsd-v10i11.18923.

Dos Santos, N. A., Ruggero, S. M., & da Silva, M. T. (2021). Indústria 4.0 no Brasil: desafios do segmento automotivo para integração da cadeia de suprimentos. Research, Society and Development, 10(8), e18110817251. 10.33448/rsd-v10i8.17251.

Endeavor (2017). Você já sabe as oportunidades por trás da indústria 4.0? Retrieved from https://endeavor.org.br/uncategorized/oportunidades-industria-4_0/.

Edirisinghe, R. (2019). Digital skin of the construction site: smart sensor technologies towards the future smart construction site. Engineering, Construction and Architectural Management, 26(2), 184-223.

EngiBim. (2019). Daqri Smart Helmet- Da ficção científica à vida profissional. Retrieved from https://engibim.pt/daqri-smart-helmet-da-ficcao-cientifica-vida-profissional/.

Estévez, R. (2016). Lós 9 pilares de la Indústria 4.0. http://www.ecointeligencia.com/2016/06/9-pilares-indústria-40-1/.

Exame (2020). Betoneira conectada e prova de que a Internet das coisas veio para ficar. https://exame.abril.com.br/tecnologia/betoneira-conectada-e-prova-de-que-a-internet-das-coisas-veio-para-ficar/.

Farah, M. F. S. (1993). Estratégias empresariais e Mudanças no Processo de Trabalho na Construção Habitacional no Brasil. Pioneira.

FIEP. (2017). Trabalhador biônico da construção civil será realidade em breve. http://www.fiepr.org.br/boletins-setoriais/4/especial/trabalhador-bionico-daconstrucao-civil-sera-realidade-em-breve-2-32020-356481.shtml.

Filgueiras, V. A. (2015). Saúde e Segurança do Trabalho na Construção Civil Brasileira. Ministério Público do Trabalho. Procuradoria Reginal do Trabalho da 20ª Região – Sergipe.

Fonseca, E da S., & Veral, D. E. S (2020). Indústria 4.0: os impactos, desafios e perspectiva para o administrador. Research, Society and Development, 9(10), e2579108451.doi:10.3448/rsd-v9i108451

Gerbert, P., Castagnino, S., Rothballer, C., Renz, A., & Filitz, R. (2016). Digital in engineering and construction: The transformative power of building information modeling. The Boston Consulting Group, Inc.

Gilliand, G., & Wenzy, H. (2012). Transformation the business model for IT services. Boston Consulting Group. p. 1-4.

Giretti, A., Carbonari, A., Naticchia, B., & DeGrassi, M. (2009). Design and first development of an automated real‐time safety management system for construction sites. Journal of Civil Engineering and Management, 15(4), 325-336.

Globaltec. (2020). Reduza processos manuais e aumente a lucratividade e segurança na sua empresa. https://www.globaltec.com.br/.

Gloria Jr. I, & dos Reis, J. G. M. (2021). Indústria 4.0 e Sociedade 5.0: visões comparadas. Research, Society and Development, 10(11), e23101119192, 10.33448/rsd-v10i11.19192.

Hilfert, T., Teizer, J., & König, M. (2016). First person virtual reality for evaluation and learning of construction site safety. In: International Symposium on Automation and Robotics in Construction, 33., 2016, Auburn. Anais.

Hilfert, T.& König, M. (2016). Low-cost virtual reality environment for engineering and construction. Visualization in Engineering, 4(2), 1-18.

Hyundai. (2020). Hyundai apresenta exoesqueleto comparado a armadura homem de ferro. canaltech.com.br/robotica/hyundai-apresenta-exoesqueleto-comparado-a-armadura-homem-de-ferro-66011.

Inbec. (2017). Conheca 6 exemplos de Internet das coisas na construção civil. inbec.com.br/blog/conheca-6-exemplos-internet-coisas-construcao-civil/.

Ivale, A. H., da Silva, M. C., & Nääs, I. de A. (2021). Cenário da publicação científica sobre a Indústria 4.0 no Brasil: Uma revisão bibliométrica. Research, Society and Development, 10(5), e10610513838, 2021. 10.33448/rsd-v10i5.13838

Kersten, W., Koller, H., & Lödding, H. Industrie 4.0. (2014). Wie intelligente Vernetzung und kognitive System unsere Arbeit verändern. Gito.

Lasi H., Fettke P., Kemper H. G., Feld T., & Hoffmann M. (2014). Indústria 4.0. Business & Information System Engineering, 6, 239–242.

Mariano, D. C. (2018). Aspectos comportamentais relativos à segurança do trabalho decorrentes da subcontratação dos serviços em canteiros de obras de construção civil. Curitiba. Dissertation (Master in Civil Construction) - Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2008. https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/19931.

Medeiros, J. A. D. M., & Rodrigues, C. L. P. (2009). A existência de riscos na indústria da construção civil e sua relação com o saber operários. In ENEGEP 2001, 1-9.

Morais, M. de O., Costa Neto, P. L. de O., dos Santos, O. S., Cardoso Jr., A. P., & Sacomano, J. B. (2020). The evolution of quality in industry 4.0. Research, Society and Development, 9(10), e3929108634, doi:10.33448/rsd-v9i10.8634.

Oesterreich, T. D., & Teuteberg, F. (2016). Understanding the implications ofdigitisation and automation in the context of Industry 4.0: A triangulation approach and elements of a research agenda for the construction industry. Computers in Industry, [s.l.], 83, 121-139.

Oliveira, V. H. M., & Serra, S. M. B. (2017). Controle de obras por RFID: sistema de monitoramento e controle para equipamentos de segurança no canteiro de obras. Ambiente Construído, 17(4), 61-77.

Peinado, H. S. (2019). Segurança e Saúde do Trabalho na Indústria da Construção Civil. SCIENZA.

Pena, R. F. A. (2016). Terceira Revolução Industrial. https://contratedesenvolver.com.br/rh-4-0.

Pereira, A. P. C. (2013). Adoção do paradigma BIM em escritórios de arquitetura em Salvador. 201 f. Dissertation (Masters in Architecture and Urbanism). Graduate Program in Architecture and Urbanism at the Faculty of Architecture. Federal University of Bahia, Salvador, 2013.

Pereira, S. L. (2012). Avaliação da modernização portuária no desenvolvimento da cidade do Rio de Janeiro. 147 f. Dissertation (Masters) - Masters Course in Urban Engineering, Federal University of Rio de Janeiro.

Planservice. (2020). Sensores vestíveis. http://planservice.com.br/noticias/post/121-sensores-vestiveis.

Portugal, M. A. (2016). Como Gerenciar Projetos de Construção Civil. Brasport.

PwC Global. (2016). Industry 4.0: Building the digital enterprise – Engineering and construction key findings. https://www.pwc.com/gx/en/industries/industry-4-0.html.

Sacomano, J. B., Gonçalves, R. F., Das Silva, M. T., Bonilla. S. H., & Satyro, W. C. (2018). Industria 4.0: conceitos e fundamentos. Blücher.

Santos, P. J, & Veral, D. E. S (2020). Indústria 4.0 – Esforços para ajustar o homem a Revolução 4.0. Research, Society and Development, 9(4), el 25942949, doi:10.3448/rsd-v9i. 2949.

Santos, D.M., & Piacente, F.J. (2021). Indústria 4.0: Building Information Modellingno Custo de Construção Pública. Research, Society and Development, 10(1), e25210111681. 10.33448/rsd-v10i1.11681.

Schiano-Lomoriello, D., Bono, V., Abicca, I., & Savini, G. (2020). Repeatability of anterior segment measurements by optical coherence tomography combined with Placido disk corneal topography in eyes with keratoconus. Scientific Reports, 10(1), 1124.

Schimanski, C. P., Monizza, G. P., Marcher, C., & Matt, D. T. (2019). Pushing digital automation of configure-to-order services in small and medium enterprises of the construction equipment industry: A design science research approach. Applied Sciences (Switzerland), 2019.

Schwab, K. (2016). The Fourth Industrial Revolution. World Economic Forum.

Severino, A.J. (2013). Metodologia do Trabalho Científico. (23rd ed.), Cortez.

Sienge. (2017). Riscos na construção civil. https://www.sienge.com.br/blog/riscos-construcao-civil/ .

Sienge. (2017). Acidentes na construção civil. https://www.sienge.com.br/blog/acidentes-na-construcao-civil/.

Silva, A. A. R. Segurança no trabalho na Construção Civil. Revista Pensar Engenharia, 1(1), 1-18

Simon, W. Blick in die Zukunft: Industrie 4.0. (2013). Die Fusion von Produktionstechnik, Informations technologie und Internet. In: Industrial Engineering, 2, 38-40.

Sintracon. (2020). Acidentes na construção civil diminuem. https://www.sintraconsp.org.br/noticia/acidentes-na-construcao-civil-diminuem-38/>.

Smartlab. (2020). Perfil dos Casos – CAT. https://smartlabbr.org/sst/localidade/0?dimensao=perfilCasosAcidentes.

Steel, J., Drogemuller, R., & Toth, B. Model interoperability in building information modelling. (2010). Software and Systems Modeling, 11(1), 99-109.

Takahashi, M. A. B. C. (2012). Precarização do trabalho e risco de acidentes na construção civil: um estudo com base na Análise Coletiva do Trabalho (ACT), Saúde e Sociedade, 21(4), 976-988.

Volpato, N., & Carvalho, J. (2017). Introdução a manufatura aditiva ou impressão 3D. In: Volpato, N. (Coord). Manufatura aditiva: tecnologias e aplicações da impressão 3D. Blucher.

Wordpress. (2015). A impressora 3D na construção civil. 2015. https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2015/05/21/a-impressora-3d-na-construcao-civil/.

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Published

20/09/2021

How to Cite

SOARES JÚNIOR, G. G.; SATYRO, W. C.; BONILLA , S. H. .; CONTADOR , J. C. . .; BARBOSA , A. P.; MONKEN, S. F. de P.; MARTENS , M. L. .; FRAGOMENI , M. A. Construction 4.0: Industry 4.0 enabling technologies applied to improve workplace safety in construction. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 12, p. e280101220280, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i12.20280. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/20280. Acesso em: 23 feb. 2024.

Issue

Section

Engineerings