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Como as capturas de realidade ajudam no modelo BIM?

por BIM na Prática | 24/10/2016
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Muitas tecnologias estão sendo desenvolvidas para nutrir com informação o banco de dados de um modelo BIM. A captura de realidade é um desses recursos que vem se aprimorando constantemente com novos softwares e equipamentos. Esse recurso permite o levantamento de geometrias do meio externo para a geração de uma nuvem de pontos. Esta tecnologia está sendo utilizada para diferentes fins, desde a criação de modelos as-built de edifícios, até para a verificação de estruturas de obras de infraestrutura, como pontes e viadutos.
O objetivo da captura de realidade é captar informações do mundo real digitalmente. Essas informações capturadas ao longo de um período de tempo com o uso de Laser Scanning, fotogrametria ou outros sensores, podem ser comparadas para fornecer importantes entendimentos sobre o progresso, deterioração ou movimentação de estruturas  críticas, por exemplo.
Dependendo da necessidade do usuário, a captura de realidade pode ter diferentes importâncias. Os modelos 3D de prédios que envolvem atividades de alta periculosidade, como usinas nucleares, por exemplo, são usados para monitoramento e planejamento de modificações. Em obras de terra, modelos criados por laser scanner são utilizados para verificar a movimentação de estruturas de contenção visando identificar possíveis deformações que possam comprometer a estabilidade da estrutura. O mesmo conceito é utilizado para a verificação de estruturas de pontes, identificando deformações que não são perceptíveis a olho nu ou mesmo por um engenheiro especialista treinado.

Existem duas formas principais de captura de realidade para geração de modelos 3D: através da união de fotos (fotogrametria) ou com o uso de laser scanners.

Fotogrametria

Desde a invenção da câmera fotográfica em 1988, as intermináveis possibilidades que um dispositivo portátil adaptável a diversas condições, permitiu ao mundo capturar imagens como nunca antes possível. Com a popularização das câmeras digitais e baseado no princípio da estereoscopia, softwares de fotogrametria tornaram possível a reconstrução de objetos 3D em um formato digital.
Para entender o conceito de captura realidade, é importante entender um fenômeno chamado esteroscopia. Através desse fenômeno que ocorre a partir das duas imagens obtidas pela visão, cada uma por um dos olhos humanos, extrai-se a profundidade da cena em ambientes habitados ou, por exemplo, as estruturas externas de um edifício.
Basicamente, nesse processo de fotogrametria para formação de objetos 3D o usuário fotografa um objeto por diversos ângulos diferentes. Essa imagens são processadas por um software que encontra pontos em comum nas imagens e une-as. Com isso, obtém-se um objeto 3D que pode ser navegado e observado de diferentes ângulos pelo usuário. Esse é o princípio utilizado no Google Street View, por exemplo, mas pode ser utilizado para o mapeamento de edificações, túneis, pontes e outras estruturas.
Segundo Christian Sanz, fundador da startup de drones Skycatch, dentro de canteiros de obra nos Estados Unidos, drones – um modelo de veículo aéreo não tripulado – estão sendo utilizados para fotografar a obra periodicamente e gerar modelos 3D que permitem, mesmo a distância, o acompanhamento da evolução da construção. A construtora Skanska utiliza drones para gerar mapas 3D do canteiro de obras de escavação. Um sistema automatizado implementado nas máquinas permite com que elas funcionem em piloto-automático, sem a necessidade de um operador, baseando sua orientação espacial nos mapas gerados pelas fotografias. 

Laser Scanner

Laser Scanner é uma tecnologia não destrutiva que digitalmente captura o formato de objetos físicos utilizando um feixe de laser. Laser Scanners vem sendo utilizados para diferentes fins na construção civil. Muitos estudos mostram o potencial do uso dessa tecnologia para a detecção de conflitos, controle de qualidade e monitoramento de progresso da construção. Outras aplicações práticas são a identificação de defeitos na superfície de concreto em grandes estruturas como barragens, por exemplo, devido a precisão milimétrica do equipamento; monitoramento de escavações; extração de volume de objetos; e até mesmo a localização de equipamentos no canteiro de obras.
O Laser Scanner é um equipamento que emite feixes de laser em 360 graus e mede distâncias entre o equipamento e as superfícies que o cerca. Assim, as coordenadas x,y e z dos objetos que cercam o laser são capturadas e convertidas em uma nuvem de pontos. Essas nuvens, como as mostradas nas imagens abaixo, possuem uma precisão milimétrica e poderão ser utilizadas como base para medições de distâncias, ou até mesmo, como informação valiosa para projetos de reforma da edificação.
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É interessante como muitas vezes esse conceitos de captura de realidade nos parecem distantes do mundo do BIM, mas todas essas informações levantadas podem (e devem) ser inseridas nos nossos modelos. As possibilidades que esses dados podem nos trazer são gigantescas e nos resta empreendermos no assunto!
Se você quiser ler mais sobre o assunto, recomendamos:
Laser Scanner para medições rápidas e exatas em 3D (em inglês)
3D Laser Scanning (em inglês)
RIEGL Sistemas de Mensuração a Laser (em inglês)
 
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BIM na Prática ajuda engenheiros, arquitetos, empreendedores da industria AEC e estudantes a identificarem maneiras práticas de aplicar BIM no dia-a-dia de seus projetos.
 

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