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Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann Jonatan Moi Tognin UTILIZAÇÃO DE VANT PARA ANÁLISE DE REVESTIMENTOS Trabalho de Pesquisa Cruz Alta – RS, 2020 Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann Jonatan Moi Tognin UTILIZAÇÃO DE VANT PARA ANÁLISE DE REVESTIMENTOS Trabalho de Pesquisa apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade de Cruz Alta, como requisito parcial para conclusão da matéria de Informática Aplicada à Engenharia. Orientador (a): Regis Rodolfo Schuch Cruz Alta – RS, Março/ 2020 Universidade de Cruz Alta – Unicruz Curso de Engenharia Civil UTILIZAÇÃO DE VANT PARA ANÁLISE DE REVESTIMENTOS Elaborado por Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann Jonatan Moi Tognin Como requisito parcial para conclusão da matéria de Informática Aplicada à Engenharia. Avaliador: Prof. Regis Rodolfo Schuch Universidade de Cruz Alta – Unicruz Cruz Alta - RS, ________de ________________________de_________ RESUMO UTILIZAÇÃO DE VANT PARA ANÁLISE DE REVESTIMENTOS Autor: Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann, Jonatan Moi Tognim Orientador: Prof. Regis Rodolfo Schuch A progressiva necessidade de inspeção em edificações torna essencial o aperfeiçoamento de técnicas e procedimentos que permitam agregar a agilidade na realização desses serviços. Ao mesmo tempo é crucial se fazer esse processo com o mínimo de interferência, de preferência, sem obrigação de interdições totais ou mesmo parciais. Os edifícios têm um ciclo de vida útil, porém existem fatores que podem prolongar este tempo como as condições do meio em que a obra está introduzida. Mesmo com o avanço tecnológico no setor da construção civil, tem-se observado um amplo número de edificações parcialmente novas apresentando manifestações patológicas, que além de comprometê-las acaba consumindo recursos financeiros em reparações que poderiam ser inteiramente evitadas. A fim de apontar uma edificação funcional e durável, esta pesquisa apresenta o uso de VANT (veículo aéreo não tripulada), para levantamento das patologias em uma edificação. Palavras-chave: Patologias, Edifícios, VANT. ABSTRACT USE OF UAV FOR ANALYSIS OF COATINGS Author: Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann, Jonatan Moi Tognin Advisor: Prof. Regis Rodolfo Schuch The progressive need for inspection of buildings makes it essential to improve techniques and procedures that allow for the agility in performing these services. At the same time, it is crucial to do this process with a minimum of interference, preferably without the obligation of total or even partial interdictions. Buildings have a useful life cycle, but there are factors that can prolong this time, such as the conditions of the environment in which the work is introduced. Even with technological advances in the civil construction sector, a large number of partially new buildings have been observed showing pathological manifestations, which in addition to compromising them end up consuming financial resources in repairs that could be entirely avoided. In order to point out a functional and durable building, this research presents the use of UAV (unmanned aerial vehicle), to survey the pathologies in a building. Keywords: Pathologies, Buildings, UAV. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 7 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 8 2.1 Fachadas .............................................................................................................................. 8 2.1.1 Definição ........................................................................................................................... 8 2.1.2 Longevidade e atuação ...................................................................................................... 8 2.2 Patologias ............................................................................................................................. 9 2.2.1 Patologias em fachadas ...................................................................................................... 9 2.3 Uso de VANT para análise de fachadas ......................................................................... 11 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 13 4 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 14 1 INTRODUÇÃO Com o passar dos anos, o desenvolvimento de novas tecnologias tem-se intensificado cada vez mais em todos os setores. Na construção civil não poderia ser diferente. No Brasil esse processo de modernização surgiu no início da década de 90, graças a abertura do mercado, possibilitando a importação de diversas tecnologias. Por causa das inúmeras possibilidades de inovação combinadas ao alto custo da mão-de-obra, as construtoras se obrigaram a investir na modernização dos canteiros de obras. Em decorrência a estes avanços tecnológicos, surgem edifícios cada vez mais altos e audaciosos. E para a realização dos mesmos, é necessário que haja, na maior parte dos casos, a minimização da espessura de paredes, e este procedimento, combinado ao descuido ou irresponsabilidade na escolha dos materiais de construção, traz consigo um aumento no aparecimento de patologias nas fachadas dos edifícios. Uma patologia em uma construção, nada mais é que a degradação precoce da mesma, e este é um problema frequente em qualquer lugar do mundo. Esta deterioração, ocorre devido, sobretudo, ao envelhecimento precoce destas estruturas, o qual geralmente é desencadeado pela baixa qualidade dos materiais de construção empregados, por problemas de projeto e execução e falta de manutenção (POSSAN e DEMOLINER, 2013, p.2). O ponto de um edifício, que mais sofre com a deterioração, é a sua fachada. Ela possui uma degradação mais acelerada pelo fato de estar vulnerável aos agentes ambientais, combinada à falta de inspeções nos pontos altos do edifício por causa do difícil acesso. A importância das fachadas vai muito além da vedação e contato com o meio ambiente, coloca a fachada como uma forma de comunicação entre a edificação e o proprietário (NEW YORK LANDMARKS CONSERVANCY, 2008, p. 1). Pensando neste contexto, graças aos desenvolvimentos tecnológicos houve o surgimento dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT’s), ou drones, podem ser visualizados na Figura 1, que se tratam de aeronaves de pequeno porte que são conduzidas por meio de um controle remoto, nas mesmas há uma câmera acoplada capaz de registrar imagens em alta resolução. A maior vantagem deste produto é o custo moderado, tornando assim uma tecnologia de fácil obtenção. Logo, o uso destes equipamentos foi incorporado ao setor da construção civil, para a análise dos revestimentos de fachadas de prédios altos com uma maior facilidade e alta eficiência, como citado anteriormente. 7 Figura 1: Veículo Aéreo Não Tripulado. Fonte: Flickr/Don McCullough, 2013.1 1 Disponível em: https://www.flickr.com/photos/69214385@N04/8725078749/in/photolist-ei1iWe-etgUc8- nrWMez. Acesso em: fev. de 2020. 8 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Fachadas 2.1.1 Definição De acordo com Costa (2014), as fachadas são relevantes por fazer a passagem entre o exterior e interior de uma edificação, além de contribuírem com a conduta de uso da edificação, sob a ação de intempéries do meio ambiente, ao longo de sua vida útil. Porém, nem sempre as fachadas atendem a performance esperada, podendo causar um impacto negativo para os usuários e para a construtora, além de oferecer riscos à segurança dos usuários. E segundo Consoli (2006), a função das fachadas, além de proteger o edifício contra os agentes agressivos provenientes do meio ambiente, é também garantir aos usuários conforto acústico, térmico e segurança. 2.1.2 Longevidade e atuação Segundo a NBR 15575 (ABNT, 2013), o desempenho de uma obra se dá pela capacidade de atender às exigências dos ocupantes da construção quanto ao conforto, saúde, economia e adequação ao uso. Com base nos requisitos qualificativos: resistência, conforto, segurança, estética, devem-se desenvolver os critérios de desempenho prezando as normativas prescritivas vigentes, sendo eles: desempenho estrutural, estanqueidade, segurança contra incêndio, saúde, higiene e qualidade do ar, durabilidade e manutenibilidade, segurança no uso e na operação, conforto tátil e antropodinâmico, desempenho térmico e acústico, funcionalidade, acessibilidade e adequação ambiental. De acordo com Gaspar e Brito (2010, p.1), a constância de uma construção corresponde ao tempo que a mesma consegue manter os seus atributos físicos que lhe permitam corresponder aos requisitos de desempenho. A longevidade das fachadas depende de algumas decisões que são tomadas durante o planejamento, projeto, escolha dos materiais, execução da obra e a manutenção e operação da mesma (CONSOLI, 2006, p.22). 9 2.2 Patologias Para Lichtenstein (1986), as patologias não são originadas de fatores isolados, mas sim, de um conjunto de aspectos que podem ser classificadas como os sintomas e causas que geraram os problemas. Geralmente estas patologias são causadas por problemas na projeção e na escolha dos materiais que precocemente exigem manutenção, a fim de restabelecer o nível de desempenho esperado pelos usuários. De acordo com o Conseil International du batimênt (CIB/W086), a patologia é um braço da ciência e o mesmo deve ser tratada de forma metódica, analisando os defeitos de edifícios, suas razões e respectivas soluções. Para Piedade (2003), o diagnóstico e as razões pelas quais ocorrem as patologias são conhecidos há muito tempo, porém, há algumas adversidades de aprendizagem com os erros antigos devido a aspectos como: falta de atribuição de responsabilidades, mercados pouco impertinentes e baixa formação dos participantes. 2.2.1 Patologias em fachadas Segundo Parissenti (2016), os problemas presentes tanto em fachadas, como no restante da construção, surgem desde a fundamentação até o transcorrer de sua vida útil. Por esse motivo, os elementos de uma construção carecem de manutenção, a fim de garantir o bom desempenho da mesma. Na Figura 2 é possível visualizar claramente a existência de uma patologia em uma fachada, nesse caso causada pela umidade, o que pode acarretar em formação de manchas. 10 Figura 2: Patologias causadas pela umidade. Fonte: Lidiane Andrade. De acordo com Antunes (2010), as manifestações patológicas que surgem em fachadas, apesar de se apresentarem apenas em alguns pontos específicos podendo ser, ou não, originados dos mesmos. Há a possibilidade destas patologias estarem conectadas a danos ou falhas de outros elementos do prédio, cujo contato, ou não, entre os mesmos, foi o suficiente para espalhar o dano. Para Bauer (2013), “os principais fatores de degradação dos edifícios são: 1) Fatores atmosféricos: i) Radiação (solar, nuclear, térmica). ii) Temperatura (elevação, depressão, ciclos). 2) Fatores Biológicos: i) Micro-organismos. ii) Fungos. iii) Bactérias. 3) Fatores de carga (stress): i) Esforço de sustentação contínuo. ii) Esforço periódico. iii) Esforço randômico (fenômeno ou processos aleatórios). iv) Ação física da água como: chuva, granizo e neve. v) Ação física do vento. vi) Combinação da ação física do vento e da água. 11 vii) Movimento de outros agentes, como veículos. 4) Fatores de incompatibilidade: i) Químicos. ii) Físicos. 5) Fatores de uso: i) Projeto do sistema. ii) Procedimentos de instalação e manutenção. iii) Desgaste por uso normal. iv) Abuso ou outras condições de uso (inobservância da manutenção). ” De acordo com Souza e Almeida (2005), o exemplo mais comum da ação conjunta de fontes degradantes é a chuva e vento atingindo o revestimento da fachada de edifícios, o que pode disponibilizar condições propícias para desenvolver instrumentos de degradação, como por exemplo fissuras, baixa aderência, fungos e bolor. 2.3 Uso de VANT para análise de fachadas A finalidade das técnicas de inspeção é a determinação das falhas, anomalias ou manifestações patológicas consequentes do uso, operação ou manutenção que possam afetar algum dos aspectos relevantes à vida útil de uma edificação. As inspeções podem ser classificadas como preventivas ou corretivas. As inspeções preventivas são caracterizadas por vistorias programadas e periódicas com o objetivo de evitar que as manifestações patológicas adquirem proporções que influenciam significativamente no desempenho, enquanto as inspeções corretivas caracterizam-se pela inspeção do subsistema após a instalação da manifestação patológica. Independentemente do tipo adotado, o propósito das inspeções das manifestações patológicas é identificar de modo sistemático as anomalias e suas prováveis causas com o intuito de fornecer subsídios suficientes para intervenções de reparo e manutenção que objetivam impedir a obsolescência precoce do subsistema construtivo examinado. Dentre as técnicas utilizadas para inspecionar os edifícios, a visual caracteriza-se como a mais difundida devido ao seu caráter não-destrutivo, simplicidade de execução e instantaneidade dos resultados. Lichtenstein (1986) pontua que para aplicação desta técnica, mostra-se essencial que o pesquisador utilize os cinco sentidos, em especial a visão, aliados aos equipamentos disponíveis. Para este autor, os equipamentos, quando bem utilizados, funcionam como uma espécie de prolongamento da capacidade do técnico de apreender a realidade. No que tange os equipamentos, inúmeros são os instrumentos tecnológicos que 12 podem ser utilizados para auxiliar as inspeções visuais, tais como o uso de máquinas fotográficas tradicionais ou instrumentos específicos, como as câmeras termográficas, os lasers, os scanners e atualmente os Veículos Aéreos Não Tripulados. Como é possível visualizar na Figura 3, com a inspeção visual do drone é possível identificar a presença de fissuras, deslocamentos, manchamentos, eflorescência e gretamento, como manifestações patológicas que estão presentes em fachada. Figura 3: Vistoria de fachada com drone. Fonte: Drone Filmagem Aérea, 2016.2 2 Disponível em: https://www.dronefilmagemaerea.com/vistoria-predial-de-fachada-com-drone/. Acesso em: mar. de 2020. 13 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS A inspeção associada ao drone mostrou-se como uma técnica efetiva de estudo em fachadas de edificações, principalmente pela possibilidade de acesso a diferentes locais de forma rápida, análise de áreas maiores ao invés de pontos específicos, e sem necessitar de muito espaço para locação do equipamento, tendo em vista que os drones possuem tamanho relativamente pequeno. Além disso, é importante salientar que com essa técnica é capaz de identificar patologias constatadas visualmente (fissuras, eflorescências, manchas e deslocamentos), os resultados que conseguimos obter demonstram que o uso do VANT para auxiliar na tarefa de validação de mapeamento de áreas patológicas é uma solução viável, com custo relativamente baixo e que melhora significativamente a compreensão da análise. A utilização do VANT contribuiu de forma inovadora auxiliando na inspeção de fachada em edificações. Desta forma podemos concluir que o uso do VANT soma de maneira positiva ao mercado da construção civil, particularmente no que se refere em uma edificação funcional e durável, por indicar uma ferramenta inovadora para a realização de inspeções prediais. 14 REFERÊNCIAS ANTUNES, G. R. Estudo de manifestações patológicas em revestimento de fachada em Brasília – Sistematização da incidência de casos. Dissertação de mestrado em estruturas e construção civil submetida ao departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília, UnB. Brasília, 2010. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações habitacionais – Desempenho – Parte 1: Requisitos Gerais. Rio de Janeiro, 2013. BAUER, E. Fatores de Degradação – Estudo da Vida Útil. Vida útil dos edifícios e das Construções – Fatores de Degradação (Parte 2). BLOG: Materials and Materiais, fevereiro, 2013. CONSOLI, O. J. Análise da Durabilidade dos Componentes das Fachadas de Edifícios Sob a Ótica do Projeto Arquitetônico. 2006. 208f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006. COSTA, M. S. Identificação de Danos em Fachadas de Edificações por Meio de Imagens Panorâmicas Geradas por Plataforma Robótica Fotográfica, em Estruturas e construção civil. 2014, Universidade de Brasília. LICHTENSTEIN, N. B. Patologia das construções: procedimentos para diagnóstico e recuperação. Departamento de Engenharia de Construção Civil. São Paulo, 1986. 28p. In: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia de Construção Civil. NEW YORK LANDMARKS CONSERVANCY. Historic Building Facades: The Manual for Maintenance and Rehabilitation (Preservation Press Series). New York: John Wiley & Sons, 2008. 220 p. ISBN 0471 - 144150. Fitch, James Marston. P. 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