Utilização de Scanner 3D para realização de Built Up

Introdução

A tecnologia da Laser Scanner 3D permite a obtenção de nuvens de pontos a partir da varredura das superfícies dos objetos por feixes de raios múltiplos de laser, empregando aparatos específicos, permitindo a captura automática de grande quantidade de dados em curto espaço de tempo, o uso de tecnologia a Laser Scanner 3D Industrial é muito eficiente em realização de AS-Built-3D a partir da nuvem de pontos, na qual através dela consegue transpor uma imagem fiel da estrutura após montada.

Com o Laser Scanning 3D, temos um “clone” da realidade permitindo identificar detalhes nunca antes possíveis. Estudos, projetos e pesquisas realizadas com dados obtidos do Laser Scanner têm garantia de maior nível de detalhes e, consequentemente, o produto elaborado a partir deles pode ser mais rico e assertivo. Através do dado mais básico do Laser Scanning 3D, que é a Nuvem de Pontos em três dimensões, podemos executar modelagens (2D ou 3D) ou a extração de informações que visam atender uma determinada finalidade. Basicamente, o objetivo se classifica em três níveis de detalhes: As Built, As Is e As Found.

As Built é uma expressão em inglês que significa “como construído” e na prática ganha um significado mais amplo que é o levantamento métrico de todos os elementos e estruturas existentes com altíssimo nível de detalhamento, este levantamento é fundamental para elaboração de estudos, projetos, análise espacial, inspeções, controle dimensional, entre outros, pois reúne todas as informações métricas facilitando a tomada de decisão sobre intervenções dos locais de estudo.

Desenvolvimento

Fases de análise de projetos

Para realização da análise de um projeto é necessário saber em qual fase o projeto de encontra, existem 3 fases possíveis: As Built, As Is e As Found. Cada uma das fases tem o objetivo de mapear o projeto para realização de análises estruturais, avaliações de rendimento e auxílio em decisões gerenciais.

As Built

Traduzido literalmente como “Como Construído”, tem como objetivo extrair informações da realidade para identificar como foi construído um determinado elemento e as divergências básicas em relação ao projeto.

Exemplo 1: Em uma indústria será necessário realizar um estudo de layout, os pilares da estrutura, quando da sua construção, podem ter tido suas dimensões alteradas, ou ainda reposicionados para facilitar algum processo construtivo. Com o escaneamento teremos a nova posição e dimensão do pilar, porém, se ele possui alguma flambagem, torção ou variação das dimensões, estas variações não são importantes para o objetivo que é o estudo de layout e, portanto, no as built elas não são registradas. O pilar aparecerá como um sólido ou superfície de seção regular, posicionado no espaço conforme a Nuvem de Pontos 3D, podendo estar inclusive fora da vertical, caso a sua inclinação seja significativa para o objetivo do layout.

As Is

Traduzido literalmente como “Como está”, tem como objetivo mostrar as deformações de um elemento para uma análise estrutural ou mesmo para um projeto onde o encaixe de uma peça tenha que ser próximo do perfeito. A deformação identificada no as is pode ter ocorrido ao longo do tempo ou mesmo por variações na construção. O modelo gerado no as is é mais fiel à realidade do que o as built.

Exemplo 1: Um tanque cilíndrico que foi construído há algum tempo, hoje possui deformações em virtude de desgaste e uso. Ele não possui mais uma seção regular como um círculo e sua dimensão sofrerá variação gerando um modelo irregular. Isso permitirá identificar em que local o tanque sofreu mais deformação e analisar se é o momento de realizar alguma manutenção preventiva para reforçar sua estrutura e evitar maiores deformações.

As Found

Traduzido literalmente como “Como encontrado”, muito similar ao as Is, mas não se limita a um único elemento. A composição de vários elementos num ambiente, e como eles estão entre si caracteriza o as Is.

Exemplo 1: Numa fortaleza que é patrimônio histórico, existem paredes em ruínas espalhadas no ambiente. A parede não foi construída desta forma, portanto não é as Built, a parede não está mais na forma de uma parede e, portanto, não é as Is, o levantamento mostrará esta situação e permitirá ao projetista do restauro decidir se a parede será reconstruída ou mantida como está para ilustrar algum evento.

É muito importante que seja definido desde o orçamento se o objetivo é As Built, As is ou As found, pois o nível de detalhes em campo e na modelagem são fatores que importam muito no tempo do trabalho e consequentemente no seu custo.

Imagem 1 – Demonstração de As Built em prédio

Fonte: www.pdsengenharia.com.br

Scanner 3D

O Scanner 3D é um aparelho capaz de analisar um objeto real e transformá-lo em um modelo digital, existem dezenas de maneiras de fazer isto, cada tecnologia adequada a um objetivo diferente. Os scanners 3D têm diversos tipos de aplicações como:

Utilização na área médica

Na área médica, a tomografia computadorizada entre outros procedimentos, as ajudas de modelos tridimensionais auxiliam a análise das superfícies estudadas e assim os médicos podem dar um diagnóstico com mais exatidão.

Foto2: Utilização de Scanner 3D na medicina

Fonte: http://www.micromil.eu/imagem

Utilização na produção em larga escala

Na indústria é comum a utilização de moldes, modelos ou protótipos que precisam ser digitalizados para produção em larga escala ou até mesmo para uma análise computacional. Assim como a indústria cinematográfica se utiliza de modelos reais para construção dos personagens digitais.

Foto 3: Modelo de protótipo de carro para produção em escala

Fonte: http://technosimengenharia.blogspot.com.br

Utilização na arqueologia

A preservação e arqueologia digital também necessitam de modelos 3D na forma digital para melhor detalhamento e fidelidade com o objeto real estudado. Além da capacidade do modelo digital ser facilmente replicável e disponibilizado em diversos centros de estudos ou até mesmo em museus digitais.

Foto 4: Scanner 3D utilizado na arqueologia

Fonte: http://www.zanettiniarqueologia.com.br

Conclusão

Percebe-se uma grande crescente por uso de ferramentas que permitam automatizar as diversas operações que envolvem o trabalho com as “nuvens de pontos”, como a filtragem, a segmentação e a modelagem, para obtenção de uma gama maior de produtos que requer precisão.

A integração entre as tecnologias 3D laser scanner, nuvem de pontos e ambientes modelagem é uma realidade crescente tendencial na medida que há, também, o aprimoramento dos processos de representação e manipulação das informações de diversos elementos.

Referências

• ERD Engenharia, Utilização de Scanner 3D, Disponível em http://www.ergbh.com.br/site/laser-scanner-industrial-3d/, acessado em 29/06/2016.
• VECTOR Engenharia, Tecnologias a laser, Disponível em http://www.vector.agr.br/portfolio-posts/tecnologias-laser-scanner-as-built-engenharia/, acessado em 27/06/2016
• INF, Scanner 3D utilizado na medicina, Disponível em http://www.inf.ufpr.br/bmuller/TG/Scanner%203D.pdf, acessado em 01/07/2016.
• ZANETTI Arqueologia, Scanner 3D utilizado na arqueologia, Disponível em http://www.zanettiniarqueologia.com.br/noticia/tecnologia-3d-e-arqueologia-i.html, acessado em 27/06/2016.

Sobre os Autores:

Ângelo Amaral Guimarães – Email: angeloamaralg@gmail.com

Vagner Rodrigues de Oliveira – Email: vagneroliveirabh@gmail.com

Pedro H. Braga de Morais – Email: thiagolibrelon@hotmail.com

Thiago do Carmo – Email: pedroxbraga94@gmail.com

Contexto: Artigo apresentado como trabalho graduação Engenharia de Mecânica na Disciplina de Gestão da Manutenção em ministrada pelo Prof. Ms. Ítalo Coutinho do Centro Universitário de Belo Horizonte – UNIBH.

Se você tem comentários, sugestões ou alguma dúvida que gostaria de esclarecer, aproveite o espaço a seguir.