Prof. Paulo Augusto Ferreira Borges

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Prof. Paulo Augusto Ferreira Borges"

Elisa Avelar Philippi
6 Há anos
Visualizações:

1 Uso de Laser Scanner Terrestre para Modelagem de Estruturas Metálicas: Aplicação na Inspeção de Empilhadeiras de Minério Utilizando a Técnica de Varredura por Ultrassom Prof. Paulo Augusto Ferreira Borges

2 INTRODUÇÃO A importância do As-Built 3D com a utilização de Laser Scanner, no que tange a engenharia, visa tornar sua documentação atualizada com relação à instalação existente de forma rápida e eficiente, associada ou não a um banco de dados. Atualmente têm-se empregado ferramentas de maquete eletrônica 3D, que apresentam melhor qualidade de visualização e permite melhor planejamento de manutenção, simulação de risco, ampliações do projeto, etc.

3 VANTAGENS DO LASER SCANNER TERRESTRE Medição sem contato Acesso Reduzido nas Áreas de Risco / Perigosas Segurança Fácil captura de dados Captura da integridade das cenas críticas Eficiências Operacionais Redução do risco de retrabalho, tempo de parada, paralização do cronograma, redução da contingência. Reaproveitamento dos dados para responder a futuras solicitações do mesmo cliente.

4 VANTAGENS DO LASER SCANNER TERRESTRE Custos operacionais reduzidos Sem necessidade de retorno de visitas no site. Sem espera para permissões Redução no tempo de projeto Confiança nos dados Obtenção de informações dimensionais (nuvem de pontos). Certeza de abrangência integral no levantamento Compreensão fácil da cena (imagens calibradas) Detalhes ricos dos dados = entregas compiladas Ricos conjuntos de dados = compilando resultados = Precisão

5 PRINCÍPIO DE MEDIÇÃO Em geral, um TLS emite um pulso laser, o qual é desviado por um pequeno dispositivo de rotação (espelho ou prisma) em direção ao objeto. Este dispositivo que permite desviar o feixe laser em duas direções (horizontal e vertical) é considerado o segundo componente mais importante de um TLS. O laser é refletido e retorna ao sistema no qual são registradas as distâncias entre o dispositivo laser e o objeto, além da refletância (intensidade da energia refletida) e os ângulos de elevação e azimute, a partir dos quais é possível obter as coordenadas tridimensionais dos pontos que definem os objetos escaneados

3D SCANNER METODOLOGIA DE TRABALHO O CAE está sustentado em ferramentas de CAD avançadas, as quais permitem não apenas definir as dimensões do produto concebido, como

6 3D SCANNER METODOLOGIA DE TRABALHO O CAE está sustentado em ferramentas de CAD avançadas, as quais permitem não apenas definir as dimensões do produto concebido, como também outras características, como materiais, acabamentos, processos de fabricação e de montagem e até interações com elementos externos, como forças aplicadas, temperatura, etc.

7 MATERIAIS 1. O LASER SCANNER FARO PHOTON 80 Alcance m com incidência normal em superfícies com 90% de refletância; Erro Padrão ± 2mm até 25m; Velocidade de Medição até pontos/segundo; Campo de Visada Horizontal 360º; Campo de Visada Vertical 320º; Laser 20 mw (Laser Classe 3R); Comprimento de Onda 785nm; Tamanho da Projeção do Laser 3.3mm (circular). Desvio Padrão 10m dados brutos 0.8mm a 90% refl. / 1.4mm a 10% refl.; 10m supressão de ruídos 0.4mm a 90% refl. / 0.7mm a 10% refl.; 25m dados brutos 1.0mm a 90% refl. / 2.7mm a 10% refl.; 25m supressão de ruídos 0.5mm a 90% refl. / 1.35mm a 10% refl.;

8 MATERIAIS 1. O LASER SCANNER FARO PHOTON 80

9 MATERIAIS 2. O LASER SCANNER FARO FOCUS 3D X330

10 MATERIAIS 2. O LASER SCANNER FARO FOCUS 3D X330 Alcance m com incidência normal em superfícies com 90% de refletância Erro Padrão ± 2mm até 25m Velocidade de Medição 122,000 / 244,000 / 488,000 / 976,000 pontos/s Campo de Visada Horizontal/Vertical 360º / 300º Res. Angular Horizontal/Vertical ± 0,009º Laser Laser Classe 1 Divergência do Feixe Laser 0.19 mrad Comprimento de Onda 1550nm Tamanho da Projeção do Laser 2.25mm (circular) Desvio Padrão 10m dados brutos 0.3mm a 90% refl. / 0.4mm a 10% refl. 10m supressão de ruídos 0.15mm a 90% refl. / 0.2mm a 10% refl. 25m dados brutos 0.3mm a 90% refl. / 0.5mm a 10% refl. 25m supressão de ruídos 0.15mm a 90% refl. / 0.25mm a 10% refl.

11 MATERIAIS 2. O LASER SCANNER STONEX X300

12 MATERIAIS 2. O LASER SCANNER STONEX X300 Alcance m com 100% de refletância (superfície branca) Erro Padrão < 6mm até 50m e < 40mm até 300m Velocidade de Medição até 40,000 pontos/s Campo de Visada Horizontal 360º Campo de Visada Vertical 90º (-25º a 65º) Laser Classe 1M (IEC ) Divergência do Feixe Laser 0.37 mrad Comprimento de Onda 905nm Resolução Angular Horizontal/Vertical ± 0,0225º

13 MATERIAIS 3. ALVOS PLANOS E ESFÉRICOS

14 APLICAÇÃO NA INSPEÇÃO DE EMPILHADEIRAS DE MINÉRIO

15 ENSAIO NÃO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM O ensaio por ultrassom caracteriza-se num método não destrutivo que tem por objetivo a detecção de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou não ferrosos (ANDREUCCI, R. 2011). O sinal de ultrassom é composto de ondas sonoras com frequência acima de 20 khz geradas por um aparelho eletrônico. No ensaio as ondas se propagam em um meio elástico em direção à peça a ser ensaiada e, se for encontrado algum tipo de descontinuidade, é gerado um eco de reflexo na tela do aparelho de ultrassom, caracterizando uma peça não conforme

16 ENSAIO NÃO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM As figuras 01 e 02 mostram o princípio básico do ultrassom em ensaios não destrutivos utilizando a técnica pulso-eco. O aparelho produz um pulso no instante (T1), esse se propaga pela peça, e neste instante (T1) o circuito de controle do aparelho inicia a contagem do tempo.

17 ENSAIO NÃO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM Ao incidir numa descontinuidade (interface), figura 02, que se encontra na distância (S), ocorre a reflexão da onda emitida pelo cristal que é representado pelo eco de reflexão na tela do aparelho de ultrassom. (ANDREUCCI, R., 2011)

18 ENSAIO NÃO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM

19 ENSAIO NÃO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM

extremamente direccionadas para medições da espessura não destrutivas ou detecção de

20 ULTRASSOM CONVENCIONAL O teste ultra-sónico convencional, ou UT, utiliza transdutores de elemento único ou duplo para gerarem ondas sonoras de altas frequências e extremamente direccionadas para medições da espessura não destrutivas ou detecção de falhas ocultas existentes no interior de materiais como metais, plásticos, cerâmicas e compostos.

21 ULTRASSOM POR PHASED ARRAY O teste de Phased Array, ou PA, é um tipo especializado de teste ultra-sónico que utiliza transdutores de matriz de múltiplos elementos e um software completo para conduzir feixes sonoros de alta frequência através de um elemento de teste.

22 DETECÇÃO DE PROFUNDIDADE

23 DEGRADAÇÃO A degradação de um material depende de vários fatores: Fatores de degradação que agem no local onde o material está empregado; Da natureza físico química do material De detalhes de projeto, dispositivos de proteção Eficiência da manutenção (preventiva e corretivas).

24 DEGRADAÇÃO

TRABALHO DE CAMPO Etapa 1: Definição do Sistemas de Coordenadas Para definir o sistema de referência foram materializados pontos de apoio no entorno do

25 TRABALHO DE CAMPO Etapa 1: Definição do Sistemas de Coordenadas Para definir o sistema de referência foram materializados pontos de apoio no entorno do local onde se encontrava a empilhadeira de minério. Em seguida, as coordenadas destes pontos de apoio foram determinadas utilizando-se uma estação total.

TRABALHO DE CAMPO Etapa 2: Transporte de Coordenadas para os alvos do Scanner Utilizando a função de interseção a ré disponível na Estação Total possibilitou-se transportar as coordenadas dos marcos

26 TRABALHO DE CAMPO Etapa 2: Transporte de Coordenadas para os alvos do Scanner Utilizando a função de interseção a ré disponível na Estação Total possibilitou-se transportar as coordenadas dos marcos conhecidos para os targuets utilizados pelo Laser Scanner 3D, assim, possibilitando a rotação e translação da nuvem de pontos para sua posição correta, ou seja, para o mesmo sistema de referência dos marcos de apoio.

27 TRABALHO DE CAMPO Etapa 3: Varredura Laser Scanner Terrestre Esta etapa normalmente é realizada concomitante à etapa 2, uma vez que o LST levava em torno de 7 minutos para uma varredura completa.

28 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 4: Consolidação e Registro da Nuvem de Pontos O processo de consolidação consiste na transformação de toda a nuvem de pontos num sistema único de coordenadas através de transformações matemáticas, fazendo com que se tenha ao final, uma nuvem de pontos única e precisa, com detalhes de toda a área levantada e pronta para o processo de modelagem ou até mesmo para análise de interferência. Esse processo pode ser feito de modo automático, deixando a cargo do operador responsável, validar a nuvem de pontos consolidada e, se necessário, refinar o processo através de processos semi-automáticos.

29 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 5: Segmentação da Nuvem de Pontos Consiste em separar a nuvem de pontos conforme a estrutura a ser modelada.

30 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras Trabalho integrado com Plataformas CAD e Softwares de Plant Design. Auto Desk AutoCAD Bentley MicroStation Integra CAST3D Aveva PDMS Intergraph PDS

31 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

32 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

33 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

34 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

35 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

36 TRABALHO DE ESCRITÓRIO Etapa 6: Modelagem das diferentes estruras

37 PELA ATENÇÃO

Documentos relacionados

USO DA TECNOLOGIA LASER SCANNER NA MENSURAÇÃO DE DISTÂNCIAS

USO DA TECNOLOGIA LASER SCANNER NA MENSURAÇÃO DE DISTÂNCIAS Allan W. F. N. da SILVEIRA 1 ; Fabio L. ALBARICI 2 ; Paulo A. F. BORGES 3 RESUMO A tecnologia Laser Scanner facilita a aquisição de dados espaciais,