No domínio das infraestruturas rodoviárias e aeroportuárias, manter as condições óptimas de funcionamento dos diferentes elementos que as compõem é uma tarefa essencial. O avanço de novas tecnologias permite gerar novas abordagens em busca de metodologias alternativas para a avaliação e análise do estado existente da infraestrutura.
Aeronaves Remotamente Pilotadas (RPA) ou Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs) comercialmente conhecidos como Drones, apresentam-se como uma ferramenta atrativa na gestão de ativos. A incorporação de câmaras ou sensores a bordo permite obter informação com grande detalhe sobre as condições existentes da infraestrutura. Neste artigo são expostas as oportunidades de aplicação de Drones na avaliação superficial e funcional de pavimentos em rodovias e aeroportos.
O que é um veículo aéreo não tripulado?
A Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO) define drones como uma aeronave que não possui piloto a bordo, pode ser controlada por um operador a partir de uma estação remota ou pode ser guiada de forma autônoma com base em missões pré-programadas para realizar uma tarefa específica. Essas equipes são classificadas de acordo com seu tamanho e peso, porém, podemos classificá-las com base no tipo de levantamento: Asa Fixa, Asa Rotativa e Híbrida.
Os drones de Asa Fixa têm uma forma geométrica semelhante à de um avião e baseiam-se no aproveitamento da interação de um perfil de asa com o ar para que o efeito de sustentação provoque o seu voo, o que lhes permite registar grandes áreas. em pouco tempo.
Os drones de asas rotativas usam o princípio de asas rotativas para se sustentar, isso se deve à combinação de vários rotores que lhes permite manter o vôo estacionário e se mover nos três eixos. Além disso, eles podem transportar diferentes tipos de sensores, como câmeras, o que permite gerar uma ampla gama de aplicações.
Quais sensores ou câmeras os drones podem carregar?
Existe uma variedade de sensores que podem ser usados para coletar informações, estes são classificados em sensores passivos e ativos. Os sensores passivos incluem câmeras RGB, infravermelhas, térmicas e multiespectrais e hiperespectrais.
Por outro lado, os sensores ativos emitem sua própria energia e detectam a resposta da energia emitida a um objeto. Dentre eles, destaca-se o sensor LIDAR scanner, que mede a distância até um ponto na superfície terrestre da aeronave e gera uma densa nuvem de pontos do solo e suas coordenadas em tempo real.
Aplicações de drones em infraestrutura rodoviária?
A utilização de VANT em infraestruturas rodoviárias é muito diversificada, devido às múltiplas aplicações que podem ser realizadas ao longo de toda a fase de um projeto. Uma das aplicações mais comerciais corresponde à geração de modelos digitais de superfície e curvas de nível para estudos topográficos com base na técnica de fotogrametria, gerando diversos produtos que servem de insumos na inspeção de infraestruturas como pontes, muros de contenção, taludes, obras de drenagem e pavimentos.
O que é fotogrametria?
É uma técnica para estudar e definir com precisão a forma, dimensões e posição de um objeto no espaço sem contato físico a partir de uma ou mais fotografias. No entanto, existe uma nova técnica chamada Structure-from-motion (SfM), que é um método alternativo à fotogrametria tradicional que se baseia na captura de imagens de múltiplas visualizações para uma reconstrução espacial mais automatizada de um objeto ou superfície.
Avaliação de pavimentos com imagens de drones
Esse processo consiste em um fluxo de trabalho de vários estágios mostrado abaixo:
A etapa de captação de informações corresponde ao planejamento dos lances, colocação e instalação dos pontos de controle, execução e operação dos lances na via em estudo onde a superfície do pavimento é captada por meio de imagens com sobreposição no sentido longitudinal e transversal .
O processamento da imagem consiste em identificar cada imagem georreferenciada e gerar uma densa nuvem de pontos, onde cada ponto contém uma cor, textura e coordenada únicas; juntos permitem uma representação tridimensional da área de estudo.
Da mesma forma, são gerados produtos adicionais como o ortomosaico e o modelo digital de superfície, o primeiro corresponde a uma imagem de alta resolução que contém centenas de milhões de pixels gerados a partir de todas as imagens corrigidas e ortorretificadas; o segundo contém as informações de elevação do modelo gerado.
Os produtos gerados permitem uma avaliação superficial do pavimento por auscultação dos danos existentes, identificando o tipo de deterioração, grau de severidade e extensão para posteriormente calcular o Índice de Condição do Pavimento (PCI) em cada unidade amostral avaliada. Planos de deterioração podem ser elaborados para cada seção avaliada, conforme mostrado na figura a seguir.
As informações geradas são utilizadas para extrair o perfil longitudinal das pistas de circulação do pavimento, que são utilizadas como dados de entrada para o cálculo do Índice Internacional de Regularidade (IRI). Além disso, o modelo digital de superfície permite a identificação de irregularidades localizadas no pavimento.
Portanto, os drones se mostram como uma ferramenta alternativa com grande potencial para avaliar a qualidade superficial e funcional de pavimentos de rodovias e aeroportos, em qualquer fase do projeto: construção, operação e manutenção, de forma a mantê-los em bom estado. para todos os usuários.
Referências
Cruz, J. (2017). Cálculo do Índice de Condição do Pavimento (PCI) com imagens obtidas de um Veículo Aéreo Não Tripulado. http://cybertesis.uni.edu.pe/handle/uni/17218
Cruz, J. (2022). Cálculo do Índice de Regularidade Internacional (IRI) através de imagens obtidas de um Veículo Aéreo Não Tripulado. https://www.kerwa.ucr.ac.cr/handle/10669/8747
