Tecnologias de Monitoramento em Tempo Real

Sensores Estruturais

Os sensores estruturais são dispositivos fundamentais no monitoramento de infraestruturas. Eles são capazes de medir parâmetros como deformações, vibrações, tensões e temperatura. Esses sensores são instalados diretamente nas estruturas, proporcionando dados em tempo real que podem ser analisados para detectar sinais de desgaste ou danos. Por exemplo, utiliza-se amplamente sensores de fibra óptica devido à sua alta sensibilidade e durabilidade, permitindo uma monitoração contínua e precisa.

Redes de Sensores Sem Fio (WSNs)

As Redes de Sensores Sem Fio (WSNs) representam uma evolução no monitoramento de infraestruturas. Essas redes consistem em um conjunto de sensores interconectados que se comunicam sem a necessidade de cabos, o que facilita a instalação em locais de difícil acesso. As WSNs permitem a coleta e a transmissão de dados em tempo real para uma central de controle, onde algoritmos avançados podem analisar as informações e identificar possíveis anomalias. Essa tecnologia é crucial para monitorar grandes estruturas como pontes e barragens, onde a instalação de cabos seria impraticável.

Internet das Coisas (IoT) e Big Data

A integração da Internet das Coisas (IoT) com o monitoramento de infraestruturas coleta massivamente dados, permitindo que sejam processados e analisados em tempo real. Com a IoT, cada sensor se torna um “objeto inteligente” capaz de comunicar seu status e dados operacionais continuamente. Sistemas de Big Data armazenam esses dados, permitindo que algoritmos de machine learning identifiquem padrões e prevejam falhas antes que ocorram. Essa abordagem preditiva é essencial para a manutenção proativa das infraestruturas.

Sistemas de Visão Computacional e Drones

A visão computacional combinada com o uso de drones é outra tecnologia emergente no monitoramento de infraestruturas. Drones equipados com câmeras de alta resolução e sensores LiDAR podem realizar inspeções visuais detalhadas de grandes estruturas, como pontes e arranha-céus, de maneira rápida e segura. Softwares de visão computacional analisam os dados visuais capturados e podem detectar fissuras, corrosão e outros sinais de deterioração. Essa tecnologia não apenas acelera o processo de inspeção, mas também aumenta a precisão na detecção de problemas.

Benefícios do Monitoramento em Tempo Real

O monitoramento em tempo real de infraestruturas previne falhas catastróficas e prolonga a vida útil das estruturas. Identificar problemas cedo permite manutenções corretivas antes de danos graves, economizando recursos e prevenindo riscos à segurança pública.

Além disso, o monitoramento contínuo permite uma resposta rápida a eventos inesperados, como terremotos ou deslizamentos de terra, garantindo que as autoridades tomem medidas preventivas ou corretivas em tempo hábil.

No Blog da Engenharia, destacamos como essas tecnologias garantem segurança e sustentam infraestruturas, promovendo gestão eficiente e durabilidade das construções.

O Futuro da Engenharia de Monitoramento

Com avanços em IA, análise de dados e sensores sofisticados, o futuro do monitoramento de infraestruturas em tempo real é promissor. Assim, essas tecnologias tendem a se integrar mais, permitindo o monitoramento contínuo e eficaz de um número crescente de infraestruturas.

Por fim, a automação das análises de dados também promete revolucionar a forma como as manutenções e reparos são planejados, possibilitando uma abordagem ainda mais proativa e precisa na gestão de infraestruturas críticas.

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Um exemplo inspirador é o projeto Ceres Seeding, que está revolucionando a forma como encaramos a restauração florestal.

Projeto brasileiro

O Ceres Seeding é um projeto inovador que utiliza drones para reflorestamento em larga escala. Através de uma abordagem sustentável e eficiente, a equipe do projeto desenvolveu um sistema capaz de lançar sementes de maneira precisa e estratégica, cobrindo áreas de forma rápida e econômica. Esses drones especiais são equipados com compartimentos de sementes e tecnologia avançada de mapeamento, permitindo que eles sigam rotas pré-programadas para o plantio e distribuam as sementes de forma otimizada.

Avanços por todo o mundo

Além do Ceres Seeding, existem outros projetos ao redor do mundo que estão utilizando drones para reflorestamento com resultados impressionantes. Na Austrália, por exemplo, a organização Airseed tem se destacado com sua abordagem inovadora. Eles combinam drones com inteligência artificial para mapear áreas e, em seguida, lançam cápsulas contendo sementes e nutrientes específicos para cada região, aumentando assim as chances de sucesso no crescimento das plantas. Cada um de seus drones podem lançar cerca de 40 mil sementes por dias em voos autônomos, incrível não é?

No Brasil, também temos exemplos notáveis de projetos de reflorestamento com o uso de drones. A startup Horus Aeronaves desenvolveu uma tecnologia que permite aos drones realizar o plantio de mudas em locais de difícil acesso, como encostas íngremes ou áreas remotas da Amazônia. Assim, com essa abordagem, eles conseguem ampliar a área de reflorestamento e contribuir para a recuperação de ecossistemas importantes para a biodiversidade brasileira.

A tecnologia trazendo inúmeros benefícios

Os benefícios do uso de drones no reflorestamento são inúmeros. Além da eficiência e rapidez na cobertura de grandes áreas, os drones também reduzem o risco de acidentes para os trabalhadores, já que muitas vezes as áreas de reflorestamento são de difícil acesso ou apresentam condições perigosas. Além disso, a tecnologia dos drones permite um plantio mais preciso, garantindo que as sementes sejam distribuídas de forma adequada, aumentando as chances de sucesso no crescimento das árvores.

O uso de drones no reflorestamento também traz ganhos ambientais significativos. Dessa forma, com sua capacidade de alcançar áreas remotas e de difícil acesso, os drones possibilitam o plantio em regiões que antes eram consideradas inacessíveis. Isso significa que áreas mais isoladas e com maior necessidade de recuperação podem ser incluídas nos esforços de reflorestamento, ampliando os benefícios para o meio ambiente.

No entanto, é importante ressaltar que os drones não substituem o trabalho humano. Eles atuam como uma ferramenta complementar, ajudando a agilizar e otimizar os processos de reflorestamento. O trabalho de profissionais especializados, como biólogos e engenheiros florestais, continua sendo fundamental para o planejamento e monitoramento adequados dos projetos.

Uma importante aliada

Em um mundo onde a degradação ambiental é uma realidade preocupante, projetos como o Ceres Seeding, Airseed e Horus Aeronaves nos mostram que a tecnologia pode ser uma aliada poderosa na restauração dos ecossistemas. Desse modo, os drones estão se tornando uma ferramenta essencial no combate à perda de vegetação, permitindo um reflorestamento mais eficiente, sustentável e esperançoso.

Em suma, os drones estão revolucionando a forma como encaramos o reflorestamento. Eles são capazes de sobrevoar territórios inóspitos, transportar sementes e contribuir para a recuperação de áreas degradadas. Com projetos como o Ceres Seeding, BioCarbon Engineering e Horus Aeronaves, o futuro do reflorestamento se torna mais promissor.

Através da combinação de tecnologia, inovação e compromisso com o meio ambiente, estamos pavimentando o caminho para um planeta mais verde e saudável.

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É sabido pelos gestores de projetos da tradicional construção civil brasileira que um dos maiores problemas deste setor é a mensuração de um indicador específico: a produtividade da mão-de-obra. Outras áreas da engenharia (software, petróleo e gás, produção, dentre tantas outras) evoluíram exponencialmente com o advento de novas tecnologias, mas a evolução na construção permaneceu praticamente inalterável.

Enquanto gestores preveem quantas horas de trabalho um funcionário gasta em média em uma atividade, estes não tem a mesma mensuração de quanto trabalho é de fato realizado, ou ainda se este trabalho está sendo realizado de forma correta. O resultado é frustrante: uma grande disparidade entre o planejamento e a execução das atividades.

Consequentemente, vemos alterações durante a execução do escopo, no plano de trabalho, no planejamento ou outros artifícios para solucionar a dificuldade de monitorar e controlar o projeto. Em suma: não podemos melhorar a produtividade se não conseguimos mensurar ela.

O pulo do gato

Entretanto, nem tudo está perdido. Algumas soluções vêm sendo apresentadas no mercado para solucionar este gargalo: os veículos aéreos não tripulados (VANTs). Com boa estabilidade e relativamente fácil operação, os drones podem auxiliar na análise da evolução da construção de uma construção, seja ela uma edificação, uma barragem, estradas, obras industriais e qualquer grande empreendimento que necessite de uma visão macro dos processos durante a sua fase e execução e consequente monitoramento da produtividade da equipe e qualidade da entrega do produto.

Para os construtores que já utilizam esta ferramenta, os dados extraídos de levantamentos de drones fornecem uma fácil integração entre o projeto e rastreamento com precisão do progresso no canteiro de obras com pouco ou quase nenhum atraso de informações. Isto permite que as construtoras possam operar de forma mais eficiente o seu tempo e recursos enquanto minimizam potenciais questões.

A inspeção no canteiro com o uso de drones pode ser uma poderosa ferramenta, sendo que um piloto experiente facilmente identifica problemas técnicos, além de garantir em igual precisão que os objetivos do projeto estão seguindo o planejado. Os drones também podem acessar locais considerados perigosos para uma inspeção humana; podem auxiliar na criação de modelagens tridimensionais e garantem a observação de áreas de cobertura inacessíveis, tudo isso com alta resolução e eficiência.

Desta forma, as capacidades de um drone permitem redução de custos, tempo, risco e trabalho, o que garante a engenheiros, empresários, investidores e clientes mais confiança e certeza na execução de um projeto de construção.

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Inicialmente usados na agricultura, construção civil, segurança e inspeção, atualmente vem ampliando sua utilidade, então conheça 4 aplicações de drones ainda consideradas incomuns:

Limpeza de janelas

Há tanto a versão doméstica, quanto a industrial. A primeira é pequena, ao passo que a industrial é voltada para a limpeza de edifícios e painéis solares.

Oferece a vantagem de poupar o ser humano de tarefas de alto risco, além de transportar uma carga de até 200 kg e descarregar água através de um bico de pulverização a pressões de até 500 bar, ainda pode ser equipado com uma grande esponja na frente de sua estrutura e remover qualquer resíduo que não possa ser removido pelos jatos de água pressurizada. Veja mais em: https://www.facebook.com/tecmundo/videos/2194567070854743/

Delivery

Restaurantes estão fazendo testes para entrega de seus produtos via drone. Um dos primeiros foi YO! Sushi, rede de restaurantes com sede em Londres.

Através de um projeto piloto o restaurante serviu sua comida, no próprio restaurante, por meio do “iTray”, um drone com uma tampa plana onde um prato com comida pode ser colocado. O drone é controlado por um garçom, que está parado por perto, usando um iPad. Há também duas câmeras no drone que ajudam o garçom a guiá-lo até o local desejado.

Outras redes de restaurante com projeto semelhante são o Domino’s Pizza e o Sushi Namoto, que já testaram o uso de drones para o serviço de delivery.

Shows de luzes aéreas

Os drones tendem a substituir os fogos de artifício em espetáculos que contam com a presença de luzes aéreas. Isso já aconteceu nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2018 na Coreia do Sul e nos shows do intervalo do Superbowl de 2017 e 2019.

O uso de drones nesses eventos concilia arte e tecnologia e conta com o desafio de necessitar de um verdadeiro enxame desses zangões pilotados por controle remoto, sem falar da tecnologia necessária para sincronizar o posicionamento e o momento acionamento das luzes.

Entrega Amazon Prime Air

Bem antes da inimaginável pandemia acontecer, Jeff Bezos teve a brilhante ideia de proporcionar o delivery sem a necessidade de contato humano, tanto que já em dezembro de 2016 a empresa publicou o vídeo abaixo com a primeira demonstração de como os clientes receberiam seus produtos via drones.

Essa foi uma entrega via espaço aéreo que levou apenas 13 minutos para entregar a encomenda.

O projeto prevê que inicialmente os drones estejam limitados a entregar pacotes em um raio de 16 km. Para entregas em maiores distâncias, a Amazon está planejando construir uma rede de armazéns menores para os quais os pacotes podem ser repassados ​​até chegarem ao seu destino final.

Além disso, o projeto prevê a construção de um Centro de abastecimento aéreo, transportado por dirigíveis no céu, como mostra a imagem abaixo.

Veio para ficar

Esses zangões em forma de robô são o tipo de tecnologia que veio para ficar, mas claro que ainda há necessidade de aprimoramento quanto a segurança e assertividade na entrega.

Portanto,  nesse processo de aprimoramento a engenharia dá sua contribuição na programação do software e na aerodinâmica do dispositivo que é levado ao espaço aéreo, a fim de num futuro próximo, termos mais agilidade na entrega de produtos e vermos os drones em aplicações mais inusitadas.

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Esse tipo de situação ocorreu nos céus e estradas ao Sul de Seattle em agosto do ano passado, onde uma dúzia de drones militares e robôs sobrevoaram o local. A missão era encontrar terroristas que eram suspeitos de se esconder em alguns prédios.

Portanto, com essa quantidade de equipamento militar, não haveria como um ser humano pilotar e ficar de olho em todos eles. Então com isso, foram programados para encontrar e eliminar os combatentes inimigos quando necessário.

Saiba um pouco mais sobre a operação

Primeiramente, essa missão foi apenas um teste promovido pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa do Pentágono. Esses equipamentos estavam armados, porém com nada letal, apenas transmissores de rádio para simular as interações com os alvos.

Sobretudo, esse experimento foi executado para ver como a inteligência artificial poderia ajudar a expandir o uso da automação militar, inclusive em casos nos quais uma decisão de um ser humano seria muito difícil por conta da rapidez.

De antemão, esses testes mostram como o Pentágono está ficando cada vez mais aberto à utilização de armas autônomas, visto que existem conclusões que a tomada de decisão das máquinas em situações complexas e mais rápidas.

É mesmo necessário ter um humano no circuito? Palavras do General John Murray, do exercito dos EUA

Acima de tudo, cada equipamento automatizado recebeu um objetivo geral e através de algoritmos de Inteligência Artificial, elaboraram um plano para ação em questão. Cada um teve sua função tática, alguns cercaram o edifício, outros fizeram varreduras de vigilância.

Porém alguns foram destruídos por explosivos simulados, que consistiam em faróis representando as ameaças, assim ao optarem a atacar foram detonados.

Problemas ao dar tanta autonomia a esses algoritmos

Em suma, algumas nações já usam autonomia de sistemas em setores militares há décadas. Porém os grandes avanços nos algoritmos de Inteligência Artificial podem mudar a forma que essas armas são utilizadas.

Assim como, mostrado nas demonstrações feitas com drones as vezes será difícil manter o ser humano informado nesses tipos de situações. O grande problema disso, é que dentro desses algoritmos podem abrigar preconceitos ou se comportarem de formas imprevisíveis. Por exemplo, uma Inteligência Artificial treinada a reconhecer determinado tipo de roupa ou uniforme, pode atacar de forma errada pessoas que estiverem com vestuários parecidos.

Portanto, ainda há muito a ser discutido sobre o assunto assim como desenvolvido para que esses algoritmos cheguem em um nível de confiabilidade suficiente nos quais não coloquem em risco pessoas inocentes.

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O fato é que já chegou. Essas aeronaves são comumente chamadas de drones. Esta é uma das tecnologias mais assistidas nos últimos meses e pode ser usada para muitos fins.

Drones são aeronaves não tripuladas (VANTs), controladas remotamente e vêm em diversos tamanhos, originalmente usados para fins militares, mas agora eles têm uma ampla gama de usos, desde a captura de imagens de eventos até o transporte de itens para lojas.

Inicialmente, os drones foram projetados para proteger a vida dos soldados, porque o risco de enviar aeronaves não tripuladas para missões militares é menor do que colocar a vida dos soldados em risco.

Com a popularização da tecnologia e a redução dos preços dos equipamentos, as aeronaves não tripuladas se tornaram cada vez mais populares, e o número de uso também aumentou muito.

Contribuição do uso do drone na mineração

Hoje, os drones desempenham um papel vital na mineração. O drone pode fornecer um amplo campo de visão para entender melhor o impacto da mina e ajudar a entender o impacto da empresa no meio ambiente.

Os drones em operações mineiras podem entrar e avaliar áreas perigosas que não podem ser alcançadas por equipamentos convencionais, garantindo assim a segurança dos funcionários e proporcionando muitos benefícios na indústria.

A escolha do drone correto para cada mina depende do resultado desejado.

Normalmente, os VANTs de asa fixa são usados ​​para mapear áreas maiores. Em contraste, o tipo rotativo tem um tempo de vôo mais curto, mas pode fornecer dados mais exatos.

De acordo com especialistas, drones na mineração geram dados de área em minutos ou horas, o que funcionários utilizando métodos convencionais iriam requerer dias ou semanas, e eles ainda estão limitados a determinar certos parâmetros.

Os dados gerados pelos drones são extensivos e podem ser processados ​​de várias maneiras.

Em muitos países, o uso de drones nas atividades de mineração tem sido reconhecido de forma muito positiva, o que não só traz vantagens operacionais para o equipamento, mas também traz enormes benefícios para a coleta de dados, principalmente em termos de redução de custos de medição.

Vantagens

Com a ajuda de drones, é possível expandir o escopo da exploração, ou seja, conduzir mais explorações em determinadas circunstâncias, percebendo assim novas oportunidades de pesquisa.

Uma tarefa que o drone também pode fazer é a monitoração de estoque de materiais e determinar a quantidade.

Uma das grandes vantagens que os drones podem oferecer é a economia de tempo. Como foi falado anteriormente, muitas atividades de mineração exigem mão de obra manual e jornada de trabalho muito longa (dias e semanas), por isso a entrada de drones aéreos neste cenário pode simplificar e atender as necessidades da empresa.

Outra vantagem é a possibilidade de operar o drone a longa distância, sem colocar o operador em áreas de risco ou locais com intenso movimento de maquinário.

Preocupações

A principal preocupação com o aumento do uso de drones está relacionada ao impacto que a ferramenta pode ter no trabalho humano. Muitas oportunidades de trabalho não existirão mais. No entanto, existem muitos fatores que indicam que os drones são a melhor escolha em muitos casos.

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De fato esse equipamento vem adquirindo cada vez mais seu espaço na construção civil de várias formas e agora vem sendo usado para levantamentos topográficos.

O que são drones?

O conjunto de equipamento tem um conceito simples, composto de aeronaves não tripuladas com câmera embutida, no qual o controle da mesma é feito via rádio nos quais os usuários podem e manobrar à distância.

Inicialmente os drones eram utilizados no meio militar para proteção de soldados em missões, mas com o barateamento do equipamento, acabou popularizando e sendo utilizando para outros fins.

A topografia

A obtenção de informações precisas sobre grandes extensões de terra com precisão, todos seus elementos naturais e artificiais é uma tarefa que demanda tempo.

Entretanto, diversos setores da Engenharia necessitam dessas informações para decisões muitas vezes estratégicas em projetos e execução. Portanto, a topografia é um elemento fundamental em setores como indústria, construção civil, agricultura, mineração.

Técnicas tradicionais geralmente são feitas por técnicos percorrendo o terreno com equipamentos receptores coletando pontos do local.

Tecnologia de Drones na Topografia

A utilização dessa tecnologia, chamada de fotogrametria permite que com mais rapidez e precisão dados sejam coletados comparados com os métodos tradicionais.

Dependendo do projeto, drones podem coletar informações em poucas horas o que demorariam dias com equipamentos convencionais, entregando imagem completa do local a ser feito o levantamento.

Porém vale ressaltar que os equipamentos tradicionais usados em levantamentos são muitas vezes necessários em situações nas quais há pontos a serem coletados dados abaixo de vegetações, além disso auxiliam em coordenadas de pontos de apoio e controle usados nos dados obtidos pelos drones.

Levantamento topográfico por Drones e BIM

A tecnologia BIM – Building Information Modeling vem tomando conta do mercado da construção civil.  Dessa forma, dados obtidos por imagens coletadas durante o voo dos drones, processados e através de nuvens de pontos (pontos resultantes da varredura de superfícies, podendo assim serem digitalizadas) permitindo com que modelos tridimensionais sejam processados pelo software Infraworks

Modo clássico ou drone?

Portanto, como visto anteriormente, um complementa o outro em algumas situações, portanto há de ser analisado o que mais convém para determinado serviço para que o levantamento topográfico seja feito com a precisão necessária, agilidade e precisão.

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Embora pilotar um drone pareça simples e divertido, é necessário cumprir uma série de exigências feitas pelos órgãos competentes, para que atividade seja feita de forma segura por todos os envolvidos.

A regulamentação dos drones no Brasil é algo recente se iniciou em 2017, e três órgãos regulamentam atualmente a atividade no país.

1. O Departamento de Controle do Espaço Aéreo – DECEA: Regulamenta o espaço aéreo autorizando e controlando o voo, através do sistema Sarpas;
2. A Agência Nacional da Aviação Civil – ANAC: Define as regras básicas para que a operação de drones possua mais segurança para pessoas e a proteção de bens;
3. A Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL: Realiza o cadastro e homologação, tanto aeronave, quanto o controle (utilizam frequências de rádio).

Então sempre que você for operar um drone com fins profissionais para serviços de engenharia precisa levar a campo a fins de fiscalização:

• Selo de homologação da Anatel, no rádio e no drone;
• Manual de voo do Drone;
• Documento de avaliação de Risco;
• Documento com a liberação de voo do DECEA;
• Apólice de seguro RETA;

Drone não é um brinquedo, respeite sempre as legislações vigentes a fim de garantir segurança em suas operações.

Saiba mais, seguindo: @cursosengenhariaonline

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