Processos Digitais para a Realização de Levantamentos Fotogramétricos e Termográficos Com Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT)

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Tese de mestrado integrado de Diogo Filipe Ramos Parracho, 2021

Orientada por João Poças Martins, Coorientada por Eva Barreira

Resumo

Nas últimas décadas tem aumentado o interesse em estudar a performance energética de edifícios existentes, podendo-se fazer essa análise a partir de modelos BEM aliados a modelos BIM, sendo que se pode associar a estes últimos informação que para um modelo BEM teria de ser introduzida manualmente e, portanto, mais dispendioso e demorado [1].

Torna-se assim interessante para fazer uma análise conveniente de um edifício existente (“as-is”) que se recolha dados das suas caraterísticas geométricas em 3D e a medição das condições térmicas da sua envolvente, para que posteriormente se possa fazer análises energéticas dos mesmos [2], [3]. Com o crescente interesse em tecnologias 3D para estudo de edifícios, têm surgido metodologias que se preocupam com a fusão de imagens do espetro visível e do infravermelho, normalmente integrando o infravermelho à geometria 3D das primeiras, num processo que pode inclusivamente ser integrado em modelos BIM [4] – numa abordagem tida como sendo 2D-3D (imagem para modelo) [2], [5]–[8].

A termografia permite estudar os diferentes comportamentos e falhas existentes em edifícios, pois com um sensor infravermelho torna-se percetível as diferentes temperaturas da superfície envolvente, indiciando variações da emissividade e das próprias propriedades dos materiais e, como estes sensores têm evoluído para se tornarem mais pequenos e leves, tornou-se possível a integração dos mesmos com veículos aéreos não tripulados (VANTs) [9].

A utilização de VANTs para a captação de dados de edifícios é hoje em dia um método bastante popular [2], com vantagens associadas em termos de acesso a locais outrora difíceis de alcançar, custo reduzido e baixo esforço humano [10], [11]. No entanto, apesar do uso de imagens RGB para reconstrução 3D de point clouds e mesh models por meio de VANTs se ter tornado numa prática comum, as tecnologias que fazem o mesmo mas a partir de imagem infravermelha deixam ainda muito a desejar [2], [12].

Deste modo, com a finalidade de criar uma metodologia que integrasse digitalmente os levantamentos fotogramétricos e termográficos de um edifício em BIM, exclusivamente com a utilização de VANTs, foi desenvolvida uma proposta de trabalhos capaz de realizar este procedimento, dando resposta à lacuna identificada no estado de arte quanto à utilização exclusiva de VANTs para estes processos, tendo-se explorado um programa pouco convencional na área da engenharia civil – o Blender – [13] para se proceder a essa interligação. Além desta abordagem qualitativa, foi desenvolvida a partir dos dados provenientes do levantamento fotogramétrico captados unicamente com estes equipamentos uma sequência de trabalhos para uma análise energética dum ponto de vista quantitativo. Esta metodologia foi posteriormente testada com um caso de estudo com a utilização de um VANT fornecido pelo Laboratório de Construções Civis da FEUP (um DJI Mavic 2 Enterprise Dual), com o objetivo de ser validada.

Para além disto, pretendeu-se com este trabalho explicar de uma forma simples à compreensão as novas normas europeias relacionadas com o voo de VANTs e válidas a partir do início do presente ano civil, além das vigentes em Portugal.

Palavras-chave

Drone, Legislação aplicável a VANTs, Fotogrametria, Termografia, BIM