Como Transformar sua Estação Total em um Sistema de Monitoramento em tempo real 24/7

O monitoramento das deformações, que consiste  na tarefa de medir o movimento de um objeto ao longo do tempo, desempenha um papel crucial no auxílio do processo de construção e na compreensão da saúde de um ativo estrutural. Proprietários, operadores e empreiteiros contam com sistemas de monitoramento automatizados para medir e relatar o movimento desses objetos, garantindo a segurança pública, protegendo o ativo e tomando decisões informadas.

Especialistas em topografia podem facilmente aplicar os equipamentos e os princípios de levantamento existentes em projetos de monitoramento automatizado. As estações totais fornecem medidas precisas e repetíveis para compreender esse movimento fundamental, e as plataformas de software acompanham a visualização e relatório dos dados de maneiras significativas.

Este artigo explica as diferenças entre sistemas de monitoramento automatizado e semi-automatizado (ou manual), onde e quando um sistema automatizado é benéfico, e os passos para transformar uma estação total robótica existente em um sistema de monitoramento automatizado usando o Trimble 4D Control (T4D).

Sistemas de Monitoramento Semi-Automatizados e Automatizados

Sistemas Semi-Automatizados

Os sistemas de monitoramento semi-automatizados (também conhecidos como manuais, periódicos ou baseados em campanhas) não são novos na indústria. Geralmente, esses são utilizados quando há uma baixa frequência de medição (por exemplo, uma vez por semana ou mês) e a instalação de instrumentos no local não são necessárias (por exemplo, tripé, estação total e coletor de dados). Essas operações são usadas para detectar movimentos sutis, lentos, como o deslocamento natural do solo. O monitoramento semi-automatizado também é útil para monitorar um objeto durante uma operação específica, como a movimentação de uma grande carga sobre uma ponte, onde a duração do projeto é inferior a um dia e uma equipe pode estar no local o tempo todo.

Imagem 1: Um exemplo de sistema para realizar monitoramento semi-automatizado usando o software de campo Trimble Access e estação total da série S para medir os dados, além de um pacote de relatórios como o Microsoft Excel para exibir os dados.

Sistemas Automatizados

Sistemas automatizados de monitoramento tornaram-se a norma nas indústrias de construção e estruturas. Quando é necessária segurança de vida e tempos rápidos de reação após a detecção de movimento, um sistema automatizado de monitoramento é necessário. Eles permitem a medição e análise contínuas de dados de sensores geodésicos (por exemplo, GNSS e estações totais) e geotécnicos (por exemplo, sensores de fissuras e inclinômetros). Os dispositivos são instalados permanentemente ou semi-permanentemente no local (por exemplo, pilar de concreto no local para o suporte da estação total conectado à infraestrutura permanente) para reduzir visitas ao local e a capacidade de coletar dados de forma contínua. Para garantir que proprietários e empreiteiros possam reagir a movimentos súbitos, os dados são coletados com alta frequência (por exemplo, a cada minuto ou uma vez por dia).

Os sistemas de monitoramento automatizados estão sendo utilizados em uma variedade de estruturas, sejam elas naturais ou feitas pelo homem. A construção de infraestruturas de transporte requer uma análise da infraestrutura circundante para garantir que as atividades de construção não perturbem ou ameacem a segurança pública. Edifícios e elementos históricos, como estátuas e monumentos, são monitorados para detectar a ocorrência de defeitos ou falhas, informando ocupantes e proprietários para que possam tomar decisões. Minas a céu aberto e subterrâneas se beneficiam de sistemas de monitoramento para garantir a segurança dos trabalhadores e a estabilidade das paredes da mina durante a escavação e operações. Barragens de todos os tipos, como concreto, terra ou rejeitos, podem ser catastróficas para a segurança dos ocupantes a jusante quando ocorre uma falha. Com sistemas automatizados de monitoramento, engenheiros e proprietários podem detectar movimentos e alertar antes que uma falha ocorra. Para perigos ambientais, os sistemas proporcionam visibilidade da mudança da paisagem terrestre, oferecendo insights sobre a geodinâmica e os riscos que representam para a área circundante.

Imagem 2: Um sistema de monitoramento automatizado coletando dados na Mina Frontier, na República Democrática do Congo.

Imagem 3: Uma estação total da série S da Trimble mantém um olhar constante sobre os trilhos da Ferrovia Biel, na Suíça, à medida que a carga é transportada sobre eles. O sistema de monitoramento em tempo real pode alertar as partes interessadas e os operadores de trilhos sobre movimentos significativos para garantir a segurança da carga e dos passageiros.

Componentes do Sistema de Monitoramento Automatizado

Um sistema de monitoramento automatizado é composto por quatro componentes:

Infraestrutura e instalação do sistema: Este é o objeto que está sendo monitorado, como um pilar da ponte, a fachada de um edifício, a parede da barragem, etc.

Sensores com alimentação e comunicação: O sensor/dispositivo que está medindo o estado da infraestrutura, como uma estação total, GNSS ou sensor geotécnico. 

Configuração, armazenamento e gerenciamento de dados: Software implantado localmente em um servidor (local) que se comunica com o sensor para receber e processar os dados para um valor significativo, bem como armazená-los em um local apropriado.

Visualização, relatórios e alarmes: Software usado para compartilhamento dos dados coletados, como alarmes de limite e relatórios sobre o movimento da estrutura conforme medido pelo sensor. 

Imagem 4: Componentes do sistema que compõem um sistema de monitoramento automatizado.

Configuração de um Sistema de Monitoramento Automatizado

Para configurar seu primeiro sistema de monitoramento automatizado usando uma estação total, você precisará dos seguintes itens:

1. Estação total Trimble S-series: Os instrumentos S5, S7, S9 ou S9HP podem ser utilizados. O T4D também oferece suporte a fabricantes de estações totais que não sejam da Trimble.
2. Controlador de estação total Settop M1: Este dispositivo alimenta, programa e controla as observações da estação total, além de enviar dados para o banco de dados T4D. Também possui armazenamento a bordo caso haja falhas na comunicação de dados, evitando a perda de informações. Cabo USB para conectar a estação total ao controlador Settop M1.
3. Cabo de alimentação para Settop M1: Este cabo fornece energia ao dispositivo Settop M1 a partir de uma fonte de energia local.
4. Comunicação entre Settop M1 e T4D: via conexão celular (cartão SIM) usando o serviço IST Connect ou cabo Ethernet para configuração em Rede Local (LAN).
5. Licença ou assinatura para a edição avançada do Trimble 4D Control: Disponível em termos de assinatura de 3 e 12 meses, bem como uma licença perpétua. Isso deve ser instalado no computador que hospeda os dados.

Imagem 5: Configuração de hardware para um sistema de monitoramento em tempo real usando o Settop M1 e a estação total da série S da Trimble.

Configurando um Sistema de Monitoramento Automatizado

Com o hardware configurado e instalado, a próxima etapa é configurar a comunicação e o armazenamento de dados. Isso começa com o aplicativo da Web Settop M1 para configurar metas e a programação da coleta de dados e termina com o T4D Control Server para receber, processar, armazenar e visualizar os dados.

Imagem 6: Uma visão geral do sistema de monitoramento automatizado usando o software Trimble 4D Control, a estação total da série S e o controlador Settop M1.

Para obter uma lista detalhada das etapas para configurar um sistema de monitoramento em tempo real, consulte este artigo.