Métodos de Captura e Modelagem da Realidade para projetos de Infraestrutura em BIM

A coleta de dados de campo é uma das principais etapas para elaboração de um projeto de Infraestrutura. Esse aspecto também tem que ser levado em consideração quando utilizado a metodologia BIM, onde saímos do ambiente bidimensional e partimos para o ambiente tridimensional no qual exige modelos que representem os objetos do projeto.

Os métodos da coleta dos dados de campo estão cada vez mais avançado e com diversas ferramentas que nos permite retratar fielmente a situação existente daquela área de estudo, sendo assim estamos captando a realidade daquele local. A captura da realidade pode ser descrita como: o processo de coleta de dados o qual irá reproduzir os objetos num ambiente virtual, utilizando fotogrametria ou laser scanner para elaborar a representação tridimensional através dos pontos e fotografias coletadas. Segundo Tom Wujec, no livro The Future of Making, o processo de captura é a utilização de sensores que registram as propriedades e formas dos objetos e as converte em dados digitais. O resultado esperado é um modelo digital 3D, gerado a partir de milhões de pontos coletados.

Figura 1 - Nuvem de Pontos Recap

Desde a topografia convencional até levantamento por drones e lasers scanners, todos tem a finalidade de retratar a realidade do local de estudo, cada um com suas particularidades.

Topografia Classica

O método de levantamento topográfico clássico ou tradicional, utiliza-se de levantamento através de estações totais ou receptores GNSS, no qual são coletados pontos, esse método de levantamento é muito utilizado e os equipamentos estão cadas vez mais modernos e precisos, algumas estações totais trabalham de forma autônomas e em alguns casos possuem laser scanner acoplada a elas. Embora esse método de levantamento topográfico tenha precisão milimétrica, comparada a outros tipos de levantamento, demanda um tempo maior e, a quantidade de pontos coletados é menor.

Figura 2 – Levantamento Topografia convencional

Levantamento Laser Scanner

Esse tipo de levantamento utiliza o sistema LIDAR (Light Detection and Ranging ou Obtenção de medidas de distância através da luz), nesse processo os equipamentos de escaneamento a laser, coleta milhões de pontos por segundo, nesse processo além de coletar os pontos muitos equipamentos capturam imagens do levantamento. O Levantamento abrange grandes áreas e o processo de coletas de dados é bem mais rápido comparado a topografia convencional. Os equipamentos de escaneamento a laser podem ser:

Figura 3 – Tipos Laser Scanner

 

Levantamento com Drone

Esse tipo de levantamento está bem popular atualmente, é utilizado drones no quais conseguem abranger grandes áreas, os dados são imagens coletadas durante o voo e em seguida processadas e gerando os produtos necessários como nuvens de pontos, modelo digital do Terreno e ortofotos

Figura 4 – Levantamento com Drones

Esses tipos de levantamento podem ser usados simultaneamente, para complementar a área levantada quando um método não consegue coletar todos os dados de interesse, e também para serem usadas como pontos de controle com o objetivo de melhorar a precisão no momento do processamentos dos dados.

Modelagem da Realidade - Drones e Laser scanner

Com base nos dados coletados em campo através dos métodos descritos anteriormente, é gerado a modelagem, a seguir é mostrado um fluxo de trabalho utilizando os softwares da Autodesk, porém o fluxo pode ser adaptado para outras linhas de produtos a qual o usuário possuir.

Figura 5 – Fluxo de Trabalho dados Drone/Laser Scanner

Para o processamento dos dados existe duas soluções específicas o Recap Pro e o Recap Photo, onde o primeiro é para o processamento de dados de laser scanner e o processamento é local, o segundo para o processamento de dados de drones nesse caso os dados são processados na nuvem. Após o processamento os dados podem ser carregados nos softwares de projeto, a partir daí começa o processo de modelagem da realidade capturada. Essa modelagem tem a finalidade de retratar de forma fiel a situação atual da área de interesse, dessa maneira fornece situação favorável para a elaboração de um projeto mais assertivo. Vale salientar que independente da metodologia usado para elaboração do projeto, seja ela a metodologia tradicional ou a metodologia BIM, se os dados de topografia, estiverem errados ou inconsistente o projeto também estará. O software Infraworks permite trabalhar com os dados originados do Recap, ele importa as nuvens de pontos e possibilita a geração da superfície topográfica e da modelagem do cadastro topográfico, nesse caso trabalhando com uma função que extrai os dados verticais: - Placas - Poste - Arvores

Figura 6 – Modelagem Recursos Verticais Infraworks

  Dados lineares também podem ser extraído de forma automática, a partir da nuvem de pontos, como por exemplo, bordo de pista, meio fio, entre outros elementos.

Figura 7 – Modelagem Recursos Lineares Infraworks

 

Modelagem da Realidade - Topografia Convencional

O processamento e modelagem dos dados da topografia convencional, podem ser feitos utilizando o software Civil 3D, o mesmo possui recursos para processar o levantamento e ajustar com base nas definições desejadas, adotando regras que facilitam a modelagem do levantamento, pode ser usada as opções da ligação automática através das descrições dos pontos coletados em campo, associar elementos 3D de acordo com o estilo de cada ponto coletado, gerar o modelo digital do Terreno entre outros recursos.

Figura 8 – Fluxo de Trabalho dados Topografia Convencional

Seguindo esse fluxo o modelo e usando as ferramentas disponíveis no civil 3D o resultado esperado é demonstrado na imagem a seguir.

Figura 9 – Modelagem topografia convencional

Conclusão

A metodologia BIM está transformando a maneira de como trabalhamos com projetos de engenharia e arquitetura, os profissionais devem estar atualizados para atender a demanda crescente dos projetos em BIM, no âmbito da representação da realidade do local de estudo, tanto os equipamentos quantos os softwares dão suporte para atender tal demanda. Portanto é necessário evoluir a coleta e representação dos dados, passando do ambiente bidimensional para o tridimensional com as informações necessárias dos objetos, retardando assim de forma fiel no ambiente virtual a situação existente, assim será possível os projetistas desenvolver seus projetos em BIM, dando continuidade do fluxo de trabalho da elaboração de projetos. Referencias Ferraz, Rodrigo & Souza, Sérgio & Reiss, Mário. Laser Scanner Terrestre: teoria, aplicações e prática. Revista Brasileira de Geomática, 4. 99. 10.3895/rbgeo.v4n2.5502, 2016 Wujec, Tom , The Future of Making, Melcher Media, 2017 What Is Reality Capture? Disponivel em: https://www.autodesk.com/redshift/what-is-reality-capture/ acessado em 29 jan. 2020 Anderson Santos de Oliveira Consultor BIM para projetos de Infraestrutura MBA em Gestão de Projetos. Engenheiro Agrimensor Professor convidado em Pós Graduação relacionada a metodologia BIM