Tamanho do mercado de monitoramento de saúde estrutural (SHM), participação, crescimento e análise da indústria, por aplicação (pontes e barragens, edifícios e estádios, embarcações e plataformas, fuselagens e turbinas eólicas e outros), por solução (hardware e software), por tecnologia ( sem fio e com fio) e análise regional, 2024-2031

Tamanho do mercado de monitoramento de saúde estrutural

O tamanho global do mercado de monitoramento de saúde estrutural (SHM) foi avaliado em US$ 2.348,0 milhões em 2023 e deve crescer de US$ 2.682,3 milhões em 2024 para US$ 7.886,5 milhões até 2031, exibindo um CAGR de 16,66% durante o período de previsão. No escopo de trabalho, o relatório inclui soluções oferecidas por empresas como Nova Metrix LLC, Campbell Scientific, Inc., COWI, Geocomp Corporation, Acellent Technologies, Inc., Sixense, Pure Technologies (Xylem, Inc.), Digitex, SGS SA, Cinemetria e outros.

O crescimento do mercado é impulsionado pelo imperativo de garantir a segurança e a longevidade da infraestrutura. O monitoramento da integridade estrutural (SHM) utiliza sensores avançados e análise de dados para detectar e avaliar a integridade estrutural em tempo real, prevenindo possíveis falhas e otimizando os cronogramas de manutenção, reduzindo assim os riscos e aumentando a eficiência operacional.

O mercado de monitorização da saúde estrutural está a registar um crescimento robusto, em grande parte atribuível à crescente necessidade de segurança das infra-estruturas, longevidade e eficiência operacional. À medida que a urbanização acelera a nível mundial, investimentos substanciais em infra-estruturas estão a aumentar a procura de sistemas SHM avançados. A entrada significativa de capital no desenvolvimento de infra-estruturas destaca uma ênfase global na melhoria das infra-estruturas.

Os sistemas SHM, utilizando tecnologias como inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML), oferecem recursos críticos para monitorar a saúde estrutural, detectar anomalias e permitir manutenção preditiva. Isso minimiza o tempo de inatividade e otimiza a alocação de recursos. A integração destas tecnologias fornece insights baseados em dados e permite estratégias de manutenção proativas, que são essenciais para prolongar a vida útil de ativos críticos.

O mercado está preparado para testemunhar um crescimento significativo à medida que os avanços tecnológicos e o aumento dos investimentos em infraestrutura impulsionam a adoção generalizada, garantindo a segurança e a sustentabilidade dos ambientes urbanos.O monitoramento da integridade estrutural é um campo da engenharia que envolve o monitoramento contínuo ou periódico da condição e do desempenho de estruturas como edifícios, pontes, barragens e dutos.

O SHM emprega vários sensores, sistemas de aquisição de dados e técnicas analíticas para avaliar a integridade e a saúde das estruturas em tempo real ou durante longos períodos.O objetivo principal do SHM é detectar e avaliar quaisquer alterações, danos ou deterioração nas propriedades estruturais que possam comprometer a segurança, confiabilidade ou funcionalidade.

Ao monitorar o comportamento e o desempenho estrutural, o SHM permite a detecção precoce de defeitos ou anomalias, permitindo manutenção ou reparos oportunos para evitar falhas catastróficas e prolongar a vida útil dos ativos de infraestrutura.A SHM desempenha um papel crucial na garantia da segurança, resiliência e longevidade das estruturas civis, mecânicas e aeroespaciais, contribuindo significativamente para a sustentabilidade global dos ambientes construídos.

Revisão do analista

O avanço do monitoramento da saúde estrutural representa uma evolução crucial na gestão da infraestrutura. O SHM integra tecnologias avançadas de sensores e análises de dados sofisticadas para monitorar continuamente a condição de estruturas como pontes, edifícios e barragens. Essa abordagem proativa aumenta a segurança ao detectar possíveis problemas antecipadamente, otimiza os esforços de manutenção e prolonga a vida útil de ativos críticos. A implementação de sistemas SHM permite que as partes interessadas tomem decisões baseadas em dados, melhorando assim a eficiência operacional e reduzindo o tempo de inatividade devido a falhas inesperadas.

• Por exemplo, em outubro de 2022, a Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering (SHI-ME) fez parceria com a Light Structures AS, selecionando o sistema SENSFIBTM Structural Health Monitoring para o terceiro navio de uma série de petroleiros construídos para o Samos Steamship.

Esta colaboração ressaltou o compromisso da SHI-ME em integrar tecnologia avançada para melhorar a segurança e o desempenho da embarcação. Ao implementar o sistema SENSFIBTM, os capitães e navegadores do navio obtiveram acesso a dados em tempo real que prevêem e abordam forças dinâmicas, como chicoteamento, batida e cisalhamento durante as operações. Além disso, o desenvolvimento contínuo de modelagem preditiva e inteligência artificial aprimora as capacidades do SHM, oferecendo avaliações mais precisas e estratégias de manutenção preditiva.

Fatores estruturais de crescimento do mercado de monitoramento de saúde

A rápida urbanização e o aumento do investimento em infra-estruturas apresentam oportunidades significativas para a adopção de sistemas estruturais de monitorização da saúde.

• De acordo com um relatório do Banco Mundial, a participação privada no investimento em infra-estruturas (PPI) atingiu 96,7 mil milhões de dólares em 409 projectos, com um investimento médio de cinco anos de 103,5 mil milhões de dólares. Notavelmente, cerca de 19% do patrocínio de projectos em países em desenvolvimento veio de entidades sediadas na China, destacando o crescimento substancial no desenvolvimento infra-estrutural.

Espera-se que este aumento no investimento e na urbanização reforce a procura de sistemas SHM, uma vez que estas tecnologias desempenham um papel crucial na garantia da segurança, longevidade e eficiência operacional de infra-estruturas novas e existentes. As capacidades melhoradas de monitorização fornecidas pelos sistemas SHM serão provavelmente essenciais na gestão da crescente complexidade e escala da infra-estrutura urbana, oferecendo assim oportunidades de crescimento significativas para o mercado estrutural de monitorização da saúde.

No entanto, um desafio significativo no mercado é a integração de diversas tecnologias de sensores e sistemas de gerenciamento de dados. Essa complexidade surge de variações nos protocolos de comunicação, formatos de dados e requisitos de energia entre sensores. O gerenciamento de grandes volumes de dados em tempo real aumenta o desafio, destacando a necessidade de soluções robustas de armazenamento, processamento e análise.

Garantir a compatibilidade e a escalabilidade entre diferentes tipos de sensores e aplicações de monitoramento exige abordagens padronizadas e sistemas interoperáveis. A falha em enfrentar esses desafios de integração leva a sistemas SHM fragmentados, ao comprometimento da precisão dos dados e ao aumento dos custos de implementação.

Para superar este obstáculo, as partes interessadas da indústria pretendem investir em tecnologias de sensores interoperáveis, protocolos de comunicação padronizados e plataformas abrangentes de gestão de dados, promovendo assim a colaboração para desenvolver soluções SHM escaláveis ​​e coesas, capazes de satisfazer diversas necessidades de aplicações, garantindo ao mesmo tempo uma integração perfeita e interoperabilidade de dados.

Tendências de mercado de monitoramento de saúde estrutural

A necessidade crítica de infraestruturas seguras e duradouras está a alimentar a demanda por monitorização da saúde estrutural. Esta tecnologia monitoriza continuamente a saúde de uma estrutura através de dados em tempo real recolhidos por uma rede de sensores avançados. O campo da tecnologia de sensores SHM está em constante evolução, com diversas opções com e sem fio disponíveis.

Esses sensores, incluindo células de carga, LVDTs, sensores de fibra óptica e extensômetros, desempenham um papel crucial na coleta de dados precisos para análise estrutural. As empresas líderes no desenvolvimento de sensores estão explorando ativamente novas tecnologias para aumentar a precisão dos dados e melhorar as avaliações estruturais gerais. Uma inovação notável neste campo é o método de Emissão Acústica (EA), desenvolvido pela Toshiba Corporation.

Este método aproveita as vibrações geradas pelos veículos em movimento nas pontes para detectar a presença e localização de fissuras. Os sensores AE detectam essas ondas elásticas, servindo efetivamente como uma ferramenta de inspeção interna da estrutura da ponte. O método AE também se mostrou eficaz na detecção do impacto das gotas de chuva que atingem a superfície da estrada, o que demonstra a sua versatilidade.

O campo de monitoramento estrutural da saúde está passando por uma mudança transformadora devido à integração de IA e ML. Esta integração está a impulsionar a geração de insights baseados em dados e a melhorar significativamente a gestão da infraestrutura. Os algoritmos de IA melhoram a detecção de anomalias analisando dados contínuos de sensores para identificar problemas sutis que podem indicar problemas futuros, permitindo intervenções proativas e evitando falhas dispendiosas.

Aprendizado de máquinamodelos treinados em dados históricos e em tempo real facilitam a manutenção preditiva, otimizando assim a alocação de recursos e minimizando o tempo de inatividade, permitindo o planejamento estratégico das atividades de manutenção. Além disso, a IA e o ML fornecem aos gestores de infraestrutura informações valiosas a partir de vastos dados SHM, orientando assim as decisões estratégicas sobre reparações, atualizações e gestão geral.

Esta abordagem baseada em dados otimiza a alocação de recursos, prioriza reparos com base em avaliações de risco e prolonga a vida útil de ativos de infraestrutura crítica. Espera-se que a integração de IA e ML impulsione o crescimento do mercado de monitoramento de saúde estrutural, oferecendo maior manutenção, melhor tomada de decisões e otimização de custos, garantindo assim a segurança da infraestrutura, longevidade e eficiência operacional.

Análise de Segmentação

O mercado global é segmentado com base em aplicação, solução, tecnologia e geografia.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado SHM é categorizado em pontes e barragens, edifícios e estádios, embarcações e plataformas, fuselagens e turbinas eólicas, grandes máquinas e equipamentos e outros. O segmento de pontes e barragens obteve a maior receita de US$ 855,8 milhões em 2023. Uma grande parte das pontes e barragens do mundo está chegando ao fim de sua vida útil.

O SHM oferece uma solução econômica para monitoramento proativo, permitindo a detecção precoce de problemas antes que eles se transformem em falhas catastróficas que possam impactar negativamente a segurança pública e o bem-estar econômico. Regulamentações rigorosas exigem inspeções regulares e planos de manutenção baseados em dados para essas estruturas críticas. Os sistemas SHM fornecem uma plataforma robusta para conformidade, oferecendo dados em tempo real que demonstram a adesão aos regulamentos de segurança.

Ao prevenir falhas graves e minimizar interrupções por meio de manutenção direcionada, o SHM proporciona economias de custos significativas para proprietários de pontes e barragens. Com a crescente ênfase na segurança da infraestrutura e na conformidade regulatória, espera-se que o segmento de pontes e barragens testemunhe um crescimento significativo nos próximos anos.

Por solução

Com base na solução, o mercado é dividido em hardware e software. O segmento de hardware capturou a maior participação de mercado de monitoramento de saúde estrutural de 62,34% em 2023. Esses componentes desempenham um papel vital na aquisição e transmissão de dados, influenciando significativamente a eficácia de todo o sistema SHM. Os avanços na tecnologia de sensores, incluindo miniaturização e recursos sem fio, são fatores-chave que apoiam o crescimento segmentado, facilitando a implantação e a coleta de dados em tempo real.

A infraestrutura de comunicação confiável garante a transmissão contínua de dados para o sistema de monitoramento central, enquanto uma fonte de alimentação consistente é essencial para a operação do sensor e do sistema. Os participantes do mercado inovam continuamente para melhorar a relação custo-benefício das soluções de hardware e se adaptar aos avanços na tecnologia de sensores, expandindo assim o alcance do SHM para uma gama mais ampla de estruturas. Com a crescente demanda por monitoramento em tempo real e soluções econômicas, prevê-se que o segmento de hardware experimente um crescimento robusto.

Por tecnologia

Com base na tecnologia, o mercado é dividido em wireless e cabeado. O segmento sem fio deverá capturar a maior participação de mercado de monitoramento de saúde estrutural de 67,84% até 2031. Compreendendo sensores sem fio, sistemas de comunicação e protocolos de transmissão de dados, este segmento facilita a implantação fácil e flexível em várias estruturas. Esses sensores, como acelerômetros e medidores de tensão, fornecem recursos confiáveis ​​de coleta de dados e minimizam as complexidades da instalação.

Os sistemas de comunicação utilizam protocolos sem fio, comoWi-fi, Bluetooth e redes celulares para transmissão contínua de dados para sistemas centrais de monitoramento, aumentando assim a eficiência operacional e reduzindo os custos de manutenção. O segmento experimenta um crescimento significativo devido à crescente demanda por soluções de monitoramento em tempo real e à ampla adoção da tecnologia IoT no gerenciamento de infraestrutura.

Os participantes do mercado estão investindo pesadamente em P&D para desenvolver soluções sem fio inovadoras adaptadas aos requisitos de SHM, incluindo sensores com eficiência energética e plataformas de análise de dados baseadas em nuvem. À medida que os proprietários de infraestrutura priorizam a segurança e a confiabilidade, espera-se que a demanda por soluções SHM sem fio aumente, criando oportunidades lucrativas para os participantes do mercado.

Análise regional do mercado de monitoramento de saúde estrutural

Com base na região, o mercado global é classificado em América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico, MEA e América Latina.

A participação de mercado de monitoramento estrutural de saúde da América do Norte ficou em torno de 33,78% em 2023 no mercado global, com uma avaliação de US$ 793,2 milhões. A infra-estrutura avançada da região, juntamente com regulamentações de segurança rigorosas, impulsiona a procura de tecnologias SHM em vários sectores, incluindo pontes, edifícios, barragens e túneis.

Os avanços tecnológicos em sensores, análise de dados e IoT desempenham um papel fundamental no aumento da eficiência e eficácia dos sistemas SHM, garantindo monitoramento contínuo e detecção precoce de anomalias estruturais. As iniciativas governamentais destinadas à resiliência e segurança da infraestrutura reforçam ainda mais o crescimento do mercado regional, promovendo colaborações entre participantes da indústria, universidades e instituições de pesquisa.

Prevê-se que a Europa testemunhe um crescimento substancial com um CAGR de 20,50% durante o período de previsão. Esta notável expansão é impulsionada por um aumento nos investimentos em infraestruturas baseadas em energia e por um compromisso com a inovação tecnológica. Países como a Dinamarca estão a liderar a transição para fontes de energia renováveis, com metas ambiciosas definidas para a penetração das energias renováveis ​​no cabaz energético.

• Até 2028, as projeções indicam que sete países europeus provavelmente ultrapassarão uma penetração de 50% de energias renováveis ​​variáveis. Prevê-se que a Dinamarca lidere com uma incorporação prevista de 90% de energia eólica e solar fotovoltaica (PV) na sua rede eléctrica.

Esta mudança em direção à energia renovável exige monitoramento e manutenção robustos da infraestrutura, levando ao aumento da demanda por sistemas SHM. À medida que os investimentos em infraestruturas baseadas em energia continuam a aumentar em toda a Europa, prevê-se que a procura de sistemas SHM cresça.

Cenário Competitivo

O relatório de mercado de monitoramento de saúde estrutural (SHM) fornecerá informações valiosas com ênfase na natureza fragmentada da indústria. Atores proeminentes estão se concentrando em diversas estratégias de negócios importantes, como parcerias, fusões e aquisições, inovações de produtos e joint ventures para expandir seu portfólio de produtos e aumentar suas participações de mercado em diferentes regiões.

As empresas estão a implementar iniciativas estratégicas impactantes, como a expansão de serviços, o investimento em investigação e desenvolvimento (I&D), a criação de novos centros de prestação de serviços e a otimização dos seus processos de prestação de serviços, o que provavelmente criará novas oportunidades de crescimento do mercado.

Lista das principais empresas no mercado de monitoramento de saúde estrutural

• Nova Metrix LLC
• Campbell científico, Inc.
• COWI
• Geocomp Corporation
• Acelent Technologies, Inc.
• Seisense
• Tecnologias Puras (Xylem, Inc.)
• Digitex
• SGS SA
• Cinemetria

Desenvolvimento chave da indústria

• Junho de 2023 (Aprovação):A Samsung Heavy Industries Co., Ltd. alcançou um marco significativo ao receber aprovação de princípio (AIP) da ABS para seu sistema de monitoramento de tensão do casco (HSMS), de acordo com os padrões ABS SMART Tier 2. Essa conquista segue um esforço de desenvolvimento colaborativo com a ABS focado no avanço da segurança do casco por meio da tecnologia de navios inteligentes. O AIP verifica a viabilidade do projeto e sua conformidade com os critérios ABS SMART Tier 2, que abrangem o monitoramento de cargas e operações específicas da embarcação, fornecendo atualizações regulares sobre as condições estruturais e empregando análises baseadas na física para avaliar e prever de forma abrangente a saúde estrutural.

O mercado global de monitoramento de saúde estrutural é segmentado como:

Por aplicativo

• Pontes e Barragens
• Edifícios e Estádios
• Embarcações e Plataformas
• Fuselas e turbinas eólicas
• Grandes Máquinas e Equipamentos
• Outros

Por solução

• Hardware
• Programas

Por tecnologia

• Sem fio
• Com fio

Por região

• América do Norte
  • NÓS.
  • Canadá
  • México
• Europa
  • França
  • REINO UNIDO.
  • Espanha
  • Alemanha
  • Itália
  • Rússia
  • Resto da Europa
• Ásia-Pacífico
  • China
  • Japão
  • Índia
  • Coréia do Sul
  • Resto da Ásia-Pacífico
• Oriente Médio e África
  • CCG
  • Norte da África
  • África do Sul
  • Resto do Médio Oriente e África
• América latina
  • Brasil
  • Argentina
  • Resto da América Latina