Inovando as inspeções de pontes com BIM e GAMMA AR para uma gestão de infraestrutura mais segura
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Problema: As inspeções tradicionais de pontes muitas vezes resultam em dados inconsistentes e dispersos, dificultando o esforço de manter registros completos e garantir a segurança da infraestrutura.
Impactos: Esses desafios afetam as mais de 137.000 pontes do Brasil, bem como pontes em todo o mundo, onde lacunas na documentação podem levar a atrasos na manutenção, riscos à segurança e custos mais altos a longo prazo.
Solução: Pesquisadores da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveram um fluxo de trabalho que utiliza BIM com GAMMA AR para aprimorar a coleta de dados em tempo real e uma documentação precisa no local.
Resultados: A nova metodologia otimiza as inspeções, melhora a precisão dos dados e oferece um modelo centralizado para a manutenção de pontes, com potencial para aumentar a segurança e a eficiência em escala global.
As inspeções de pontes são fundamentais para a segurança e a longevidade da infraestrutura.
Infelizmente, os métodos tradicionais muitas vezes deixam a desejar na consistência dos dados, dificultando a compilação e a manutenção de registros completos.
No Brasil, com mais de 137.000 pontes, esse problema reforça a necessidade de novas metodologias.
Cientes disso, os pesquisadores da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveram um fluxo de trabalho inovador que integra a realidade mista (MR) e a Modelagem da Informação da Construção (BIM).
O objetivo deles era melhorar a precisão da documentação e agilizar as inspeções visuais, criando um registro mais abrangente das condições das pontes ao longo do tempo.
A equipe, liderada pela Dra. Ana Carolina Pereira Martins, com coautores como Isabele Rocha Castellano e outros, firmou parceria com o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) do Brasil para testar sua metodologia.
O foco foi o Viaduto Coimbra I, escolhido por sua proximidade com a UFV.
O objetivo do estudo era validar uma abordagem tecnológica e rica em dados que pudesse melhorar a documentação das inspeções e o acompanhamento das patologias das pontes ao longo do ciclo de vida da estrutura.
Otimizando a documentação de pontes com BIM e realidade mista
Os métodos padrão de inspeção visual podem gerar dados inconsistentes em diversos formatos de mídia, complicando os registros de manutenção das pontes.
A abordagem da equipe da UFV combina BIM e MR para resolver esses problemas de documentação.
O BIM funciona como um modelo digital dinâmico da estrutura, capturando a geometria e o histórico de condições da ponte, enquanto a MR sobrepõe informações digitais às estruturas físicas para apoiar a documentação em tempo real.
Esse fluxo de trabalho permite que os inspetores interajam com uma representação 3D da ponte rica em dados, capturando detalhes estruturais diretamente no local.
“Atualmente, as inspeções de pontes costumam depender de formulários, relatórios e fotos, o que dispersa os dados em diferentes formatos e mídias, gerando atrasos e imprecisões”, afirmou a Dra. Martins. “Ao integrar a realidade mista por meio do GAMMA AR, buscamos otimizar o processo, tornando-o não apenas mais rápido e seguro, mas também mais preciso na captura e na documentação de danos.”
Etapas metodológicas e integração tecnológica
A inspeção do Viaduto Coimbra I validou a nova metodologia, com base em pesquisas anteriores com modelagem por nuvem de pontos.
A nuvem de pontos inicial, que fornece um modelo digital de alta resolução, foi criada durante um estudo anterior e utilizada como base para uma maior integração com o BIM.
- Criação do modelo BIM: Utilizando o Autodesk Revit, a equipe criou um modelo BIM, integrando dados geométricos de levantamentos com UAV (Veículo Aéreo Não Tripulado). Esse modelo digital permitiu que os inspetores documentassem sistematicamente os detalhes e as patologias da ponte para acompanhamento a longo prazo.
- Integração com o GAMMA AR: Em seguida, o modelo BIM foi importado para o GAMMA AR, uma solução de realidade aumentada que sobrepõe modelos digitais a estruturas físicas por meio de tablets ou smartphones, facilitando a coleta de dados no local. A Dra. Castellano afirmou: “Depois de testar várias ferramentas, o GAMMA AR se destacou pela capacidade de se integrar adequadamente ao nosso fluxo de trabalho BIM. O uso de formatos de arquivo de padrão aberto, como IFC e BCF, tornou-o ideal para o nível de interoperabilidade de que precisávamos. Foi a escolha perfeita para avançar em nossos objetivos de pesquisa.”
- Primeira inspeção no local e alinhamento do modelo: Durante a inspeção inicial, a equipe usou o GAMMA AR para alinhar o modelo BIM ao viaduto definindo pontos de referência, como o Pilar P8. Esse alinhamento permitiu que os inspetores documentassem observações estruturais, incluindo pequenas fissuras e desplacamento do concreto (danos superficiais e deterioração), diretamente no modelo digital. “O GAMMA AR nos ajudou a resolver um grande desafio na inspeção de áreas de difícil acesso, permitindo visualizar e documentar os danos de forma remota e segura”, explicou a Dra. Castellano.
- Análise e documentação dos danos: Com a primeira rodada de dados coletada, a equipe retornou ao escritório para revisar e integrar os achados ao modelo BIM usando o Revit e o plugin BCF Manager. Os dados capturados, organizados em famílias paramétricas, agora servem como um repositório digital do histórico de condições da ponte. A Dra. Martins observou: “A adoção generalizada da RA na infraestrutura poderia melhorar significativamente a segurança pública, ao possibilitar inspeções mais frequentes e detalhadas. Ela reduz o risco para os trabalhadores, agiliza as decisões de manutenção e garante que os danos possam ser detectados precocemente, antes que representem uma ameaça à segurança pública.”
- Segunda inspeção e validação dos dados: A inspeção de acompanhamento usou o GAMMA AR para confirmar os dados de danos registrados anteriormente, utilizando a ferramenta de medição do aplicativo para avaliar a extensão de pequenos problemas estruturais e verificar a localização das patologias dentro do modelo BIM. Essa etapa final validou a precisão dos dados documentados e reforçou a utilidade da metodologia integrada MR-BIM para o planejamento da manutenção futura.
Resultados e potencial para ampla aplicação
Ao centralizar a documentação em um modelo BIM aprimorado com MR, o fluxo de trabalho melhorou o acesso aos dados e resolveu inconsistências comuns aos métodos tradicionais.
O novo fluxo de trabalho minimizou a entrada manual de dados e permitiu um amplo compartilhamento de dados em tempo real, otimizando tanto a precisão quanto a eficiência.
- Maior precisão na documentação: A realidade aumentada permitiu que os inspetores sobrepusessem os danos diretamente ao modelo BIM da ponte, fornecendo registros precisos e consistentes para consultas futuras.
- Maior acesso aos dados e eficiência: Ao usar a sincronização em tempo real com o escritório, a equipe agilizou os fluxos de trabalho, reduzindo erros e melhorando o acesso a registros de inspeção atualizados.
- Maior segurança: A possibilidade de realizar inspeções com tablets reduziu a necessidade de acesso físico a áreas difíceis ou elevadas, diminuindo os riscos para os inspetores sem comprometer a cobertura.
O futuro do BIM e da MR na gestão de infraestrutura
Este estudo demonstra que combinar BIM e RA por meio de ferramentas como o GAMMA AR oferece uma abordagem promissora para inspeções de pontes, especialmente para documentar patologias estruturais ao longo do ciclo de vida de uma ponte.
O sucesso deste projeto aponta para aplicações mais amplas no Brasil e além, com possível integração aos Sistemas de Gestão de Pontes (BMS) para uma abordagem consistente e centralizada da manutenção da infraestrutura.
Apoiado pelo DNIT e publicado na revista Automation in Construction (DOI: 10.1016/j.autcon.2024.105775), o projeto do Viaduto Coimbra I exemplifica um modelo escalável de gestão tecnológica da infraestrutura.
Avanços em dispositivos compatíveis com MR, como tablets equipados com LiDAR, poderiam tornar as metodologias BIM e MR um padrão global, oferecendo uma gestão de infraestrutura mais segura, confiável e econômica.
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¹ Fonte das imagens 1–4: Martins, A.C.P., Castellano, I.R., César Júnior, K.M.L., Franco de Carvalho, J.M., Bellon, F.G., de Oliveira, D.S., & Ribeiro, J.C.L. (2024). “BIM-based mixed reality application for bridge inspection.” Automation in Construction, Volume 168, Part A, 105775. Elsevier.