Proposta de metodologia para a automação do monitoramento geodésico de estruturas

Abstract

Resumo: Este trabalho buscou propor uma metodologia para o monitoramento geodésico das estruturas a partir do desenvolvimento de um software livre. Para tal, primeiramente foi analisado os fatores que influenciam no monitoramento geodésico de estruturas onde constatou-se que os resultados obtidos com uma das campanhas de levantamento com o vertedor aberto apresentaram valores incompatíveis com as forças exercidas na barragem. Paralelamente, verificou-se que dependendo do marco utilizado para a obtenção das coordenadas à montante, os resultados são significativamente diferentes. Este fato indicou a possibilidade de que a refração atmosférica, causada pelo reservatório de água, influencie no valor das coordenadas dos pontos de monitoramento à montante. Para minimização destes fatores foi desenvolvido um dispositivo que coleta e envia os parâmetros ambientais (temperatura, pressão atmosférica e umidade relativa do ar) ao sistema em tempo real para realização das devidas correções em tempo real. Com os fatores analisados, explorou-se o entendimento dos princípios de comunicação, transmissão de dados e funcionamento dos equipamentos através do desenvolvimento de um aplicativo de celular que foi capaz de estabelecer a comunicação com o instrumento de medição, comandar a movimentação do instrumento e executar as principais funções da estação total para o levantamento do monitoramento geodésico. Com a verificação da potencialidade de controlar remotamente a estação total robotizada, foi desenvolvido um sistema para computador que permite a automação da coleta e do processamento dos dados oriundos do levantamento por irradiação no monitoramento geodésico de estruturas. Este sistema é capaz de: controlar e operar estações totais robotizadas; medir direções, ângulos zenitais e distâncias inclinadas dos pontos pré-determinados; incluir automaticamente as correções atmosféricas do ambiente no valor da distância inclinada; processar em tempo real os dados coletados; determinar as coordenadas tridimensionais dos pontos; e comparar com as coordenadas de campanhas anteriores. Por fim constatou-se a validação deste sistema com testes estatísticos através da comparação dos resultados com outro software comercial já consolidado no mercado de trabalho.

Abstract: This work sought to propose a methodology for the geodetic monitoring of structures based on the development of free software. To this end, the factors that influence the geodetic monitoring of structures were first analyzed, where it was found that the results obtained with one of the survey campaigns with the open spillway showed values incompatible with the forces exerted on the dam. At the same time, it was found that depending on the frame used to obtain the upstream coordinates, the results are significantly different. This fact indicated the possibility that atmospheric refraction, caused by the water reservoir, influences the value of the coordinates of the upstream monitoring points. To minimize these factors, a device was developed that collects and sends the environmental parameters (temperature, atmospheric pressure and relative humidity) to the system in real time to carry out the necessary corrections in real time. With the factors analyzed, an understanding of the principles of communication, data transmission and equipment operation was explored through the development of a cell phone application that was able to establish communication with the measuring instrument, command the movement of the instrument and execute the main functions of the total station for surveying geodetic monitoring. With the verification of the potential to remotely control the robotic total station, a computer system was developed that allows the automation of the collection and processing of data from the survey by irradiation in the geodetic monitoring of structures. This system is capable of: controlling and operating robotic total stations; measure directions, zenith angles and inclined distances of predetermined points; automatically include ambient atmospheric corrections in the sloped distance value; process the collected data in real time; determine the three-dimensional coordinates of the points; and compare with the coordinates of previous campaigns. Finally, this system was validated with statistical tests by comparing the results with other commercial software already established in the job market.