IPT e Metrô de São Paulo estudam potencialidades e limitações do uso de drones em seis trechos dos monotrilhos da capital paulista
Para avaliar as potencialidades e as limitações relacionadas ao uso de drones em inspeções de vias elevadas, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e a Companhia do Metropolitano de São Paulo (Metrô) realizaram no primeiro semestre de 2024 uma série de análises em seis trechos dos monotrilhos da empresa, quatro deles na linha 15-Prata (em operação desde 2014) e os outros dois na linha 17-Ouro (em construção).
Dois drones de asa rotativa e pequeno porte (DJI Mavic 2 Enterprise Advanced e DJI Mini 4) foram testados como ferramentas de inspeção não destrutiva com o propósito de localizar eventuais anomalias em estruturas de concreto e não conformidades construtivas.
As atividades realizadas foram motivadas pelo fato de que, em setores como o da construção civil, o uso de drones para termografia e aquisição de imagens por câmera convencional (que trabalha na faixa de espectro da luz visível) tem se destacado por permitir a coleta de dados de maneira rápida e sem danificar as propriedades do material inspecionado. “Imagens assim têm sido úteis para detectar patologias em fachadas e estruturas de concreto, além de complementar procedimentos convencionais como testes a percussão e ensaios com extração de amostras”, explica o pesquisador da Seção de Investigações, Riscos e Gerenciamento Ambiental do IPT e coordenador do projeto, Caio Pompeu Cavalhieri.
Complementarmente, afirma o pesquisador, câmeras embarcadas em drones podem conferir agilidade e segurança a atividades de inspeção em empreendimentos que tradicionalmente oferecem algum tipo de restrição de acesso, como no caso de obras de arte especiais (pontes, viadutos e passarelas) e vias elevadas.
No caso de empreendimentos lineares elevados (como vias expressas e monotrilhos), a avaliação do estado de conservação das porções visíveis da obra por métodos convencionais costuma ter sua dinâmica prejudicada pela própria geometria das estruturas.
Tanto o tamanho dos vãos entre os pilares quanto a altura livre do empreendimento podem tornar desafiadora a visualização de eventuais manifestações patológicas no concreto, além de elementos importantes como, por exemplo, aparelhos de apoio e componentes metálicos denominados finger plates, que são instalados a cada conjunto de quatro vigas-trilho (módulos de via permanente contínua de concreto armado de aproximadamente 120 metros de comprimento) nas juntas de dilatação, e que têm como função primária evitar que a dilatação e a contração do concreto devido à variação de temperatura afete o conforto de tráfego dos trens ao transitar nestes locais.
“Além disso, é preciso considerar outras características que tornam singulares obras assim: as particularidades da faixa de domínio e do entorno desses empreendimentos e suas especificidades construtivas e operacionais como aquelas relacionadas ao tráfego de veículos (carros, caminhões e os próprios trens), além de questões relativas a componentes energizados na via permanente dos sistemas monotrilho e a eventual proximidade com redes de alta tensão que cruzam o alinhamento da linha”, completa Cavalhieri.
MOSAICOS DE IMAGENS – Os registros feitos pela câmera convencional durante as inspeções demonstraram potencial para permitir a rápida identificação de eventuais manifestações patológicas, evidenciaram o estado de conservação dos finger plates e ainda possibilitaram a construção de ortomosaicos (mosaicos de imagens ortogonais de drone). “As imagens ortogonais feitas com a câmera convencional podem ser usadas para dar origem a ortomosaicos com qualidade suficiente para, por exemplo, fazer a comparação da geometria da via construída com aquela prevista em projeto”, explica Cavalhieri.
No geral, as imagens obtidas com a câmera termográfica não evidenciaram nenhuma característica relevante diferente daquelas registradas pela câmera convencional. Além disso, a câmera termográfica nem sempre contava com o contraste de temperatura necessário para evidenciar especificidades que eram detectadas com nitidez pela câmera convencional. Foram observadas pequenas diferenças de temperatura em materiais de reparo, como em alças de içamento no topo das vigas, em horários com início de incidência de raios solares.
Esses dois aspectos mostraram-se suficientes para que os trabalhos de campo seguintes também passassem a contar com o drone DJI Mini 4 (com apenas uma câmera convencional). “Esse drone, em comparação com o modelo com câmera termográfica, dispõe de mais sensores de proteção contra obstáculos – o que possibilita que o aparelho se aproxime mais do alvo – e é mais barato”, ressalta o pesquisador do IPT.
Para fomentar a autonomia do Metrô em relação ao uso de drones, os trabalhos de campo foram conduzidos em conjunto pelas equipes do IPT e do Metrô e as reuniões de trabalho online contribuíram para favorecer a familiarização com softwares como GeoSetter, DJI Analysis Tool 3 e Pix4D.
Na avaliação do engenheiro do Metrô de São Paulo, Rodolfo Szmidke, como a empresa possui dois drones do tipo DJI Mavic 2 Enterprise Dual, que são comumente usados nas linhas metroviárias em operação, o convênio se mostrou frutífero para explorar diversos meios de empregar os drones como ferramentas de inspeção das vias de concreto do monotrilho, além das estruturas complementares como aparelhos de mudança de via (conhecidos como track switches), coberturas de estações e painéis de aquecimento de água no topo de edificações do pátio de manutenção.
Além disso, para os técnicos do Metrô Eduardo Moreira da Silva e José Antônio dos Santos, que participaram das visitas e análises, as atividades realizadas com o IPT trouxeram conhecimento para a realização de planos de voo, escolha do melhor modelo de drone para as atividades, e utilização das ferramentas e softwares de análise que promovem uma evolução nos processos de acompanhamento de obras e manutenção de estruturas.
