A engenharia é uma área em constante evolução, e novas tecnologias têm desempenhado um papel crucial no avanço e na eficiência dos projetos. Uma dessas tecnologias é o Laser LiDAR, que tem ganhado destaque como uma ferramenta poderosa para coleta de dados e análise em diversas áreas.
Neste artigo, vamos explorar os tópicos:
- O que é o Laser LiDAR?
- Aplicações do Laser LiDAR.
- Drones e Laser LiDAR – uma combinação de tecnologias poderosas
- Produtos gerados a partir do Laser LiDAR.
- A tecnologia LiDAR em seu cotidiano.
- Projeto da Mirante Engenharia com Laser LiDAR
Vamos lá?
O que é o Laser LiDAR?
O termo “LiDAR” é uma abreviação de “Light Detection and Ranging” (Detecção e Alcance de Luz), e se refere a uma técnica que utiliza feixes de luz para medir e mapear o ambiente ao redor.
O sistema LiDAR emite pulsos de luz e mede o tempo que esses pulsos levam para retornarem após serem refletidos por objetos no ambiente. Com base nas informações de tempo e na velocidade da luz, é possível calcular a distância e a posição desses objetos com alta precisão.
Os sensores Laser Lidar são compostos por três componentes principais: o laser emissor, o sistema de recepção e o sistema de processamento de dados.
- O laser emissor emite pulsos de luz em direção ao ambiente a ser mapeado. Esses pulsos atingem objetos presentes na área e são refletidos de volta ao sensor;
- O sistema de recepção captura os pulsos refletidos e mede o tempo que eles levam para retornar ao sensor. Com base no tempo de retorno e na velocidade da luz, o sensor é capaz de calcular a distância entre o sensor e o objeto refletor;
- O sistema de processamento de dados registra as informações de distância e posição para cada ponto refletido e as combina para formar nuvens de pontos ou modelos digitais tridimensionais.
Figura 1: Sensor LiDAR em Drones. Fonte: Wingtra
O sensor LiDAR opera de maneira similar a um radar, pois ambos calculam distâncias ao emitir um sinal e medir o tempo necessário para seu retorno. A principal distinção é que o LiDAR utiliza ondas de luz, enquanto o radar emprega ondas de rádio.
Aplicações do Laser LiDAR
O Laser LiDAR oferece um amplo leque de aplicações em projetos de engenharia, proporcionando uma coleta precisa e eficiente de dados em diversas áreas. Sua capacidade avançada permite que ele seja utilizado em diferentes setores, a seguir vamos explorar algumas das principais aplicações dessa tecnologia.
Topografia e Mapeamento 3D
O Laser LiDAR é amplamente utilizado para criar Modelos Digitais de Terrenos – MDT, realizar levantamentos topográficos e gerar mapas em três dimensões. A tecnologia permite uma rápida coleta de dados de elevação e uma representação precisa do terreno, auxiliando em projetos de engenharia civil, planejamento urbano, gestão de recursos hídricos e muito mais.
Monitoramento Ambiental
O Laser LiDAR também é aplicado no monitoramento de florestas, ecossistemas costeiros e outros ambientes naturais. Ele pode ser usado para detectar mudanças na cobertura vegetal, avaliar a erosão costeira e até mesmo identificar a extensão de áreas afetadas por desastres naturais, como deslizamentos de terra ou enchentes.
Engenharia de Infraestrutura
Na engenharia de infraestrutura, o Laser LiDAR desempenha um papel fundamental no planejamento e monitoramento de obras civis. Ele pode ser usado para mapear áreas de construção, identificar interferências, analisar a estabilidade de estruturas e monitorar o deslocamento de pontos de referência ao longo do tempo.
Energia Solar
A aplicação do Laser LiDAR em projetos de energia solar tem se mostrado cada vez mais relevante. Essa tecnologia desempenha um papel fundamental na avaliação de recursos solares, permitindo a coleta de dados precisos sobre a irradiação solar, a inclinação e a orientação das superfícies.
Com essas informações em mãos, os técnicos podem realizar análises detalhadas para identificar os locais ideais para a instalação de painéis solares, maximizando a eficiência e o aproveitamento da energia solar disponível.
Além disso, também é utilizado na operação e manutenção de usinas solares, auxiliando na detecção de possíveis sombreamentos, identificação de falhas e monitoramento do desempenho dos sistemas.
Essa combinação entre a tecnologia LiDAR e a energia solar representa um avanço significativo na eficiência e na viabilidade dos projetos de energia renovável.
Drones e Laser LiDAR – uma combinação de tecnologias poderosas
O levantamento com LiDAR em drones, tem se tornado uma opção cada vez mais popular e eficiente para realizar levantamentos topográficos e mapeamento aéreos.
A combinação das capacidades de voo dos drones com a tecnologia LiDAR proporciona uma solução poderosa para coleta de dados geoespaciais de alta precisão.
Uma das principais vantagens do levantamento com LiDAR em drones é a capacidade de coletar uma grande quantidade de dados em um curto período de tempo.
Os drones podem voar em altitudes variadas, permitindo uma cobertura eficiente de áreas extensas.
Além disso, os sensores LiDAR têm a capacidade de capturar milhões de pontos de dados, gerando informações detalhadas e precisas sobre o terreno e as estruturas presentes na área mapeada.
A combinação da tecnologia LiDAR com as capacidades de voo dos drones permite a obtenção de dados detalhados, acelerando o processo de coleta e aumentando a precisão nos produtos gerados.
A combinação da tecnologia LiDAR com as capacidades de voo dos drones permite a obtenção de dados detalhados, acelerando o processo de coleta e aumentando a precisão nos produtos gerados.
Falando em produtos gerados, vamos entender um pouco mais quais soluções são fornecidas a partir do uso dessa tecnologia? Confira no próximo tópico.
Quais produtos são gerados a partir do mapeamento utilizando a tecnologia LiDAR?
Diversos produtos podem ser gerados a partir dos dados coletados pelo Laser LiDAR. Alguns exemplos incluem:
- Modelos Digitais de Terreno (MDT): os MDTs são representações digitais das características do terreno, como elevações e declives. Esses modelos são essenciais para estudos de planejamento urbano, engenharia civil e análise de impactos ambientais;
- Nuvens de Pontos: as nuvens de pontos são conjuntos de coordenadas tridimensionais que representam os objetos e superfícies capturados pelo Laser LiDAR. Elas podem ser processadas para extrair informações sobre estruturas, vegetação, edifícios e outros elementos presentes na área mapeada;
- Modelos Digitais de Superfície (MDS): os MDSs são representações tridimensionais das superfícies. Eles podem ser utilizados para análise de estruturas, levantamento de barragens e maciços e planejamento de obras civis.
A tecnologia LiDAR em seu cotidiano
Você pode não ter imaginado, mas o LiDAR já está presente em sua vida de diversas formas…
Essa tecnologia tem se tornado cada vez mais presente em nosso cotidiano, sendo incorporada em diversos equipamentos e dispositivos que utilizamos diariamente. Ao longo dos anos, ela tem sido aplicada em uma ampla gama de equipamentos, desde smartphones e veículos automotivos até drones e máquinas industriais, confira:
Smartphones
Alguns modelos recentes de smartphones estão incorporando sensores LiDAR em suas câmeras. Estes sensores permitem recursos avançados de mapeamento 3D, realidade aumentada e melhorias na qualidade das fotos, especialmente em ambientes com pouca luz.
Veículos Automotivos
Alguns carros modernos estão sendo equipados com sistemas de assistência ao motorista que utilizam sensores LiDAR para detecção de obstáculos e veículos ao redor. Esses sistemas ajudam na prevenção de colisões e no desenvolvimento de recursos de direção autônoma.
Sensor LiDAR em veículos automotivos. Fonte: Ico Maker/Shutterstock
Sistemas de Segurança
Sensores LiDAR são usados para detecção de intrusão em perímetros e monitoramento de áreas críticas. Esses sensores podem detectar movimentos e variações no ambiente em tempo real.
Drones
Muitos drones modernos estão sendo equipados com sensores LiDAR para melhorar sua capacidade de navegação e evitar colisões. Esses sensores permitem que os drones realizem voos mais seguros e precisos em áreas com obstáculos.
Máquinas Industriais
Algumas máquinas e equipamentos industriais, como guindastes e empilhadeiras, estão sendo equipados com sensores LiDAR para melhorar a detecção e prevenção de acidentes. Esses sensores podem ajudar a evitar colisões com objetos e pessoas nas proximidades.
À medida que a tecnologia evolui e se torna mais acessível, é possível que sua presença se torne ainda mais comum em uma variedade de dispositivos e aplicativos que usamos em nosso dia a dia.
A Mirante Engenharia é uma empresa especializada no fornecimento de soluções avançadas que utilizam a tecnologia LiDAR. Com uma vasta experiência e conhecimento nessa área, a empresa está preparada para atender projetos em todo o Brasil.
Conheça alguns projetos realizados pelo time da Mirante Engenharia:
Drone LiDAR aplicado ao levantamento topográfico de ZAS de barragem a montante
Drone LiDAR aplicado ao
cadastro de ponte ferroviária
Referências
INPE. Disponível em http://www.dsr.inpe.br/DSR/areas-de-atuacao/sensores-plataformas/lidar. Acesso em 23 de maio de 2023.
Geoslam: Disponível em https://geoslam.com/what-is-lidar/. Acesso em 23 de maio de 2023.
NOAA. Disponível em https://oceanservice.noaa.gov/facts/lidar.html#:~:text=Lidar%2C%20which%20stands%20for%20Light,variable%20distances)%20to%20the%20Earth. Acesso em 23 de maio de 2023.
