Integração Laser Scanner

Integração Laser Scanner - BIM
Fernando Cesar Ribeiro – Toppar Engenharia de Levantamentos
Marcelo Nepomuceno
Uso da nuvem de pontos geradas em levantamentos por Laser Scanner para modelagem de geometria
e informações para construção - Estudo de caso do projeto de Revitalização/Reconstrução do Liceu de
Artes e Ofícios de São Paulo
Objetivo de aprendizado
Ao final desta palestra você terá condições de:

Entender os levantamentos de alta definição com a geração da nuvem de pontos e a sua integração
com software de suporte BIM

Acompanhar e perceber a complexidade do fluxo de dados desde o levantamento até a modelagem
geométrica e de Informações para a construção

Verificar a versatilidade do uso da nuvem de pontos na modelagem para auxílio da restauração de
esculturas
Sobre os Palestrantes
Fernando Cesar Ribeiro - Toppar Engenharia de Levantamentos. Possui graduação em
Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia São Paulo - FESP (1995) e mestrado em
Engenharia de Transportes pela Universidade de São Paulo (Poli USP - 2008). Possui MBA
Executivo em Marketing pela Fundação Getúlio Vargas (FGV - 2002) Atualmente é
colaborador no Laboratório de Topografia e Geodésia na Poli-USP, professor e coordenador
do Curso de Edificações do Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo e Professor da Faculdade
de Engenharia da FAAP. Trabalhou por 15 anos em empresas do grupo da Leica Gosystems
da Suiça, como Gerente de Aplicações Especiais.
Marcelo Nepomuceno - técnico em Edificações pela E.T.E. Getúlio Vargas - 1987 Bacharel em
Arquitetura e Urbanismo pela Universidade São Judas Tadeu - 1995 Professor de
Gerenciamento de Projetos e Desenho Técnico de Edificações - Liceu de Artes e Ofícios de
São Paulo Atualmente trabalha no desenvolvimento e gerenciamento de projetos com o
auxílio do sistema BIM, por meio do software Autodesk Revit®.
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Tecnologia 3D Laser Scanning
O uso dos levantamentos de alta definição (high definition surveying) por meio de
escaner a laser na arquitetura vem se tornando cada vez mais comum e necessário para coleta
de informações geométricas e posteriormente para geração de modelos em softwares que
suportem BIM. Os equipamentos de varredura a laser são capazes de capturar superfícies e
pontos com altas velocidade e precisão. Isso permite o detalhamento geométrico do local
levantado (externo ou interno) com riqueza de detalhes agregando ainda imagens e cores nos
produtos finais. A Figura abaixo ilustra o produto final mais básico do levantamento usando o
escaner chamado nuvem de pontos
A tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) se baseia no princípio de Detecção e
Medição por Luz, uma ultra-rápida maneira de medição de distâncias.
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Aplicações dos Levantamentos de Alta definição
Patrimônio Histórico
A nuvem de pontos nessa aplicação pode ser usada para:
Gravação detalhada preservando os monumentos, sítios arqueológicos e itens de patrimônio
cultural.
Produção de desenhos para auxílio na restauração e trabalho de reprodução
Aquisição de dados 3D para filmes e passeios virtuais para aplicações de turismo em websites
e DVD’s
Benefícios:
• Mais rápido, mais seguro, custos mais baixos, mais preciso, levantamentos mais
completos dos sites mais complexos;
• Nenhum contato, levantamento remoto reduz potenciais danos aos monumentos
aumentando a segurança do levantamento;
• Reduz o número de visitas necessárias para captura de dados;
• Opções de câmera Full-color para adicionar nível extra de informações à nuvem de
pontos visando análise mais detalhada.
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Arquitetura e Construção
•
•
•
•
Produção de desenhos 2D ou modelos 3D CAD/BIM para projetos de reforma e
restauração
Leventamentos Internos em edifícios para planejamento de Layouts
Modelos em 3D para estudos de plan. urbano
BIM (Building Information Models)
Benefícios:
•
•
•
•
Mais rápido, mais seguro, custos mais baixos, mais preciso, levantamentos mais
completos dos edifícios;
Minimiza o impacto no uso e operação do edifício durante o levantamento;
Nuvens de pontos combinadas com cores reais proporcionando visualização mais
detalhada e precisa;
Melhor Visualização em 3D para planejamento e análises e geração de modelos.
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Conceitos Fundamentais nos levantamentos de alta definição

Precisão

Resolução

Cenas e Registro
Fluxo de Dados - Levantamento de campo
Fluxo de Dados - Escritório
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O projeto da edificação e o escaneamento
Ao longo de vários anos o registro de edificações por meio de levantamentos que utilizam
técnicas tradicionais por meio de equipamentos de medição de distância e nível, sempre
resultaram em informações distintas e separadas dos planos horizontais e verticais, suficientes
e condizentes até alguns anos atrás com as formas de representação gráfica dos projetos feita
através de desenhos à mão ou sistema CAD.
No decorrer das últimas décadas os avanços tecnológicos principalmente relacionados aos
softwares gráficos vieram suprir a uma necessidade premente de representação dos projetos
de edificações em modelos tridimensionais, facilitando a percepção principalmente de clientes
e pessoas não relacionadas à construção civil que possuem maior dificuldade na leitura da
representação técnica planificada, aproximando o produto projeto do modelo real.
Avançando um pouco mais na direção de um modelo que representasse a realidade não só
visualmente, desenvolveu-se o conceito de parametria aplicado aos componentes, atrelando à
construção virtual 3D as informações físicas e quantitativas da futura edificação através do
sistema BIM. (Building Information Modeling), o que significou um enorme avanço também na
área de gestão de projetos e obra.
Todo este desenvolvimento gerou uma evidente incompatibilidade conceitual entre as formas
tradicionais de levantamento e a produção de modelos em BIM e no sentido de adequar os
processos é que surge a opção da utilização de uma tecnologia contemporânea, o
levantamento através do Laser Scanning.
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Esse processo apresenta como resultado final precisas informações dimensionais de todas as
superfícies levantadas que compõem o edifício, possíveis de serem lidas simultaneamente em
3D, além do registro iconográfico, pois o processo capta além das formas, as cores, luzes e
sombras, tudo isto passível de ser inserido e lido em softwares BIM como referência de
modelagem.
Precisão do levantamento e a modelagem
O fato do sistema de levantamento por Laser Scanning basear-se na constituição de planos
pela composição de milhares de pontos georreferenciados (nuvem de pontos) faz com que o
reconhecimento das superfícies por softwares como o Autodesk Revit ® seja feito pela média
desses pontos e não de dois pontos que constituiriam uma reta no sistema tradicional de
levantamento mais as informações de altura.
Com a aplicação deste sistema torna-se possível consultar em todas as dimensões, em
qualquer secção informações dimensionas e características físicas da edificação, uma vez que
se desenvolve o modelo com a nuvem de pontos inserida.
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Processo e Aprimoramento
Com a aplicação desta tecnologia relativamente recente percebeu-se algumas dificuldades de
leitura dos dados que foram sendo resolvidas a partir da interação entre profissionais de projeto
e levantamento, alterando-se alguns procedimentos, condições de locação e iluminação
durante o escaneamento , o que deve ser avaliado caso a caso.
A partir destas adequações o passo seguinte e não menos importante é o tratamento desta
nuvem de pontos no software Autodesk ReCap ®, afim de prepará-la para o uso no Autodesk
Revit®.
Imagem da tela software Autodesk ReCap®
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Centro Cultural Liceu de Artes e Ofício de São Paulo
Para o desenvolvimento de um estudo preliminar para este edifício percebeu-se que pela falta
de registros precisos da edificação além de suas características físicas e espaciais, com uma
grande diversidade de componentes e ornamentos inviabilizariam o processo convencional de
levantamento, sendo mais adequado o escaneamento.
A velocidade e a precisão na captação dos dados de um único item, as treliças metálicas da
cobertura que combinam diagonais e curvas, atestam a adequação inquestionável deste
processo, sem falar da combinação dos diversos sistemas estruturais em concreto, alvenaria e
madeira, além dos ornamentos das fachadas, todos referenciados com precisão.
Basta imaginar quantos pontos teriam que ser levantados para definir a curvatura da treliça a
aproximadamente 8,00m de altura.
Com o escaneamento do espaço todos os elementos físicos presentes no espaço, como as
esculturas e mobiliários acabaram sendo registrados com a mesma precisão e fidelidade da
edificação, constituindo-se assim num cadastro também do patrimônio artístico e cultural.
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Desdobramento do Processo
Devido ao incêndio que atingiu este edifício em fevereiro de 2014, e que destruiu parcialmente
a edificação e principalmente o acervo escultórico, percebeu-se que pelo fato de terem sido
escaneadas também estas peças que na ocasião eram consideradas "obstáculos" ao
levantamento da edificação, este material poderia ser fundamental ao trabalho de restauro das
peças, uma vez que através da utilização de alguns softwares possibilitou-se a reprodução em
escala real moldes esculpidos em impressoras 3D do que havia sido danificado. Percebeu-se
então que esta mesma técnica teria grande utilidade também na recuperação de ornamentos
de edificações históricas, ou mesmo como cadastramento de patrimônios afim de garantir sua
recuperação em casos de acidentes como estes.
Imagem e nuvem de pontos da escultura
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Modelo produzido a partir da nuvem de pontos do levantamento
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