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  05.01.21

Termografia na construo civil


Laboratórios do IPT unem esforços para inspeção de fachadas com câmera de infravermelho embarcada em drone


Quem assistiu ao primeiro filme da franquia 'O Predador', lançado em 1987, provavelmente se pegou pensando em algo como “seria interessante se eu também pudesse enxergar o calor”. No filme, o Major Alan “Dutch” Schaeffer, interpretado por Arnold Schwarzenegger, consegue derrotar o alienígena do título somente após descobrir que o inimigo se orientava pelas variações de calor no ambiente e não enxergava através da água (e da lama) porque a sua visão era infravermelha.

A partir de reflexões feitas sobre um blockbuster, o Laboratório de Recursos Hídricos e Avaliação Geoambiental (Labgeo) do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) deu início às suas pesquisas na linha de termografia com o auxílio de drones. A técnica de registro gráfico é empregada desde a medicina até indústrias para medir a energia infravermelha emitida por um objeto e, em seguida, transformá-la em imagens com tons coloridos que correspondem às diferentes temperaturas registradas.

As atividades do IPT com drones foram iniciadas em 2013 primeiramente com o propósito de auxiliar as equipes do Instituto em projetos de acompanhamento ambiental de empreendimentos de grande porte. Em sete anos de capacitação para uso da ferramenta, o drone foi ampliando suas aplicações em diversas atividades de campo e, em 2017, uma câmera termográfica foi adquirida - por ser um procedimento que não envolve contato direto com o objeto de estudo, a termografia infravermelha abre cada vez mais seu leque de uso e hoje uma câmera, com esse tipo de tecnologia, pode ser embarcada desde em um modelo simples de drone até em aviões e em satélites.

PATOLOGIAS CONSTRUTIVAS E MANUTENÇÃO - Atualmente, a câmara termográfica embarcada no drone é uma ferramenta que auxilia no processo de inspeções para a identificação de patologias construtivas em fachadas de edifícios, em uma parceria do Labgeo com o Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) do IPT.
Exemplo de aplicação prática do uso das câmaras convencional e termográfica: a foto obtida com o drone por meio do equipamento convencional mostra a presença de fissura tratada. No entanto, uma parte não tratada (delimitada no quadrado) dessa mesma fissura não é facilmente identificada, principalmente a olho nu...
 


Realizar a manutenção de edificações é um tema cuja importância atual supera a cultura de se pensar o processo de construção limitado até o momento quando a edificação é entregue e entra em utilização. "É imprescindível que a atividade de manutenção seja levada em conta tão logo uma edificação seja colocada em uso, e deve ser entendida como um serviço técnico perfeitamente programável e como um investimento na preservação do valor patrimonial", explica o pesquisador Alexandre Cordeiro dos Santos, do LMCC.

Os tipos mais comuns de manutenção são a preventiva, que consiste na execução de serviços cuja programação é feita com antecedência, e a corretiva, caracterizada por serviços que demandam ação ou intervenção imediata a fim de permitir a continuidade do uso de sistemas, elementos e componentes das edificações, ou evitar graves riscos ou prejuízos pessoais/patrimoniais aos usuários e aos proprietários.

Os sistemas que compõem as fachadas, entre as partes das edificações, apresentam em geral uma degradação mais acelerada que as partes protegidas - afinal, eles ficam diretamente expostos aos agentes ambientais. Em muitos casos, a altura dos edifícios cria locais de difícil acesso que demandam altos gastos com locação de equipamentos e ferramentas específicas para a realização das inspeções e de manutenções.

Considerando o potencial dessa tecnologia, o LMCC tem empregado desde novembro de 2019 as câmeras convencional e termográfica embarcadas no drone em seus serviços tecnológicos de identificação e diagnóstico de diversos tipos de manifestações patológicas nas fachadas dos edifícios.
...e a fissura (novamente delimitada no quadrado) é facilmente evidenciada pela imagem termográfica, formando uma linha horizontal contínua, em roxo, com a parte tratada.
 
Dois projetos foram realizados desde então e um está em tratativas.

QUATRO FASES - O método de inspeção de fachadas com o drone consiste em quatro etapas:

  • Análise do projeto de fachada ou arquitetônico (quando disponível) e avaliação visual da edificação para a identificação das regiões que serão alvo da inspeção com o drone, assim como para verificação de condições de contorno, incluindo limitações de operacionalização do voo e interferências;
     
  • Seleção da câmera fotográfica (convencional e/ou termográfica) e operacionalização do voo para obtenção de imagens das regiões em avaliação;
     
  • Transferência de imagens para o computador e tratamento dos dados obtidos, identificando os locais das imagens nas fachadas;
     
  • Análise de manifestações patológicas, a fim de definir as diretrizes de recuperação, ou para o aprofundamento da investigação com ensaios laboratoriais específicos.

A câmera de infravermelho fornece uma imagem térmica (o chamado termograma) com dados de temperatura da superfície da fachada. "Quando há algum tipo de irregularidade no material, o fluxo de calor é alterado (tanto do ambiente externo para o interior dos materiais da fachada, quanto vice-versa) e o termograma indicará a distribuição irregular de temperaturas na superfície da fachada. Isso permite destacar anomalias, como a presença de fissuras", explica Osmar Hamilton Becere, pesquisador do LMCC.

Não é por acaso que o pesquisador chama atenção especial para as fissuras: é através delas que ocorre a penetração de água de chuvas para o interior da edificação, gerando diversos processos de degradação nos materiais de construção, bem como o comprometimento da salubridade dos ambientes internos da edificação, ao criar condições propicias para o desenvolvimento de microrganismos. "Estas fissuras podem ser de pequena abertura e não serem detectáveis em imagens convencionais ou a olho nu, mas são identificáveis pelas imagens termográficas", completa ele.

O ideal é que as operações de inspeção de fachadas com drones sejam realizadas sempre por dois profissionais: um fica dedicado à operação do equipamento e o outro, portador de conhecimento técnico relacionado ao objeto da investigação, faz o acompanhamento visual do equipamento e orientação dos locais de coleta de imagens - "é por isso que as atividades de inspeção no IPT são executadas por uma equipe composta por membros de diferentes formações", lembra Caio Cavalhieri, pesquisador do Labgeo.

"Essa tecnologia possibilita a inspeção em regiões da edificação de difícil acesso, registrando anomalias de maneira rápida em imagens de alta definição, que subsidiam os pesquisadores para a tomada de decisão quanto ao estabelecimento de diretrizes corretivas", resume Santos - ao final das contas, o resultado é uma maior assertividade nos relatórios gerados por apresentar dados analíticos detalhados.

NOVOS USOS E LIMITAÇÕES - Existem outros usos possíveis para a câmera termográfica dentro das linhas de trabalho prestadas pelo IPT, explica Cavalhieri: "Existe um grande potencial para atender a Defesa Civil e o Corpo de Bombeiros em atividades de resgate e combate a incêndios; além disso, a câmera já foi testada em pesquisas do IPT relacionadas a stress hídrico e à identificação de nascentes de água, e outra aplicação é o reconhecimento de pontos de queima de gás em áreas em que há disposição de resíduos sólidos" - a propósito deste último projeto, as cores amarela e branca no vídeo abaixo correspondem a temperaturas mais altas e estão associadas a superfícies do aterro sanitário com incidência direta de luz solar, e ao ponto de queima de gás (corpo em movimento no centro do vídeo). Já as temperaturas mais baixas (em azul e verde) dizem respeito às saias (paredes íngremes de cada degrau) do aterro com sombra.



Hoje, a câmera usada nos trabalhos é uma FLIR Zenmuse XT não radiométrica, embarcada em um drone DJI Inspire 1 V2.0, e o software para analisar as imagens termográficas é o FLIR Tools.

Apesar das inúmeras vantagens trazidas pelas câmeras termográficas a cada dia, a ferramenta não deve ser vista como a solução para todos os problemas e, o mais importante, os interessados devem estar preparados e treinados para que seja possível tirar o máximo benefício em sua utilização. A maior dificuldade que esse tipo de solução oferece está relacionada à interpretação das imagens termográficas, explica Cavalhieri: "Isso ocorre porque nossos olhos não estão acostumados a esse tipo de representação gráfica; é necessária uma análise criteriosa para compreender o significado exato da energia infravermelha emitida por diferentes objetos".