A utilização de drones na inspeção visual de fachadas e coberturas e edifícios no âmbito da sua manutenção, monitorização e reabilitação

Abstract

Os edifícios sofrem diversos processos de deterioração ao longo do tempo, que podem comprometer a sua segurança, desempenho e aspeto. Por esse motivo, torna-se necessário implementar não só medidas de manutenção, como também inspeções periódicas que permitam detectar as patologias mais graves nas suas fases iniciais e interromper atempadamente a sua progressão, reduzindo os custos de eventuais intervenções de conservação ou reabilitação.As técnicas de inspeção tradicionais da envolvente exterior do edifício, podem envolver elevados custos e riscos relativos à segurança dos seus agentes, além de que podem não assegurar a total cobertura dessa envolvente.Nesta dissertação pretende-se avaliar uma técnica de inspeção que, embora ainda só esteja a ser utilizada de forma relativamente incipiente, tem observado um crescimento muito rápido: trata-se do levantamento fotogramétrico com o auxílio de drones, ou seja, veículos aéreos não tripulados (VANT) de pequena dimensão. Na realidade, embora o objetivo inicial se focalizasse exclusivamente na utilização de drones, acabou por também se recorrer a técnicas mais convencionais para o levantamento das fachadas.A dissertação tem como finalidade identificar, caracterizar e avaliar anomalias (manifestações patológicas) em fachadas e coberturas de edifícios com estrutura de betão armado, com o auxílio de drones. Como casos de estudo são considerados alguns edifícios da Universidade de Coimbra. No levantamento com um drone, procede-se à captura de sequências de fotografias das superfícies a inspecionar, as quais são posteriormente sujeitas a um processamento fotogramétrico digital. No caso das coberturas, são utilizados pontos de controlo na área a mapear, que terão as coordenadas definidas, em campo, por um GPS topográfico em modo NRTK, garantindo-se uma exactidão centimétrica. No caso das fachadas, os pontos de controlo são obtidos por métodos topográficos convencionais, ou seja, por intersecção de visadas. A identificação das anomalias relevantes é feita por diversos métodos. Primeiro, por ortorretificação das imagens é gerado um mosaico de ortoimagens (ortofotos), onde serão identificadas e avaliadas, visualmente, as anomalias presentes. Seguidamente, em alguns casos procede-se à inspeção visual in loco para confirmação dos resultados anteriores. Finalmente, serão identificadas as principais vantagens e inconvenientes desta técnica relativamente aos métodos tradicionais de inspeção visual.

Buildings undergo various deterioration processes over time, which can compromise their safety, performance and appearance. For this reason, it is necessary to implement not only maintenance measures, but also periodic inspections to detect the most serious pathologies in their initial phases and to interrupt their progression in a timely manner, reducing the costs of any conservation or rehabilitation interventions.The traditional inspection techniques of the building's external surroundings may involve high costs and risks related to the safety of its agents, and may not guarantee the full coverage of that building.This dissertation intends to evaluate an inspection technique that, although still only being used in a relatively incipient way, has observed a very fast growth: it is the photogrammetric survey with the aid of drones, that is, unmanned aerial vehicles (UAV). In fact, although the initial objective was focused exclusively on the use of drones, it was also possible to resort to more conventional techniques for lifting the facades.The dissertation aims to identify, characterize and evaluate anomalies (pathological manifestations) in facades and roofs of buildings with reinforced concrete structure, with the help of drones. As case studies are considered some buildings of the University of Coimbra. In the drone survey, sequences of photographs of the surfaces to be inspected are captured, which are then subjected to digital photogrammetric processing. In the case of coverings, control points are used in the area to be mapped, which will have the coordinates defined, in the field, by a topographic GPS in NRTK mode, guaranteeing a centimeter accuracy. In the case of facades, the control points are obtained by conventional topographic methods, that is, by intersecting visas. The identification of the relevant anomalies is done by several methods. First, by orthorectification of the images, a mosaic of orthoimages (orthophotos) is generated, where the present anomalies will be identified and evaluated visually. Then, in some cases, visual inspection is carried out on site to confirm previous results. Finally, the main advantages and disadvantages of this technique over traditional methods of visual inspection will be identified.