Um novo método baseado em câmera para medir deformações de edifícios pode detectar pequenos deslocamentos a uma distância de 10 metros. O método pode ser útil para detectar continuamente deformações rápidas em edifícios altos, pontes e outras grandes estruturas com o objetivo de adaptar essas estruturas às forças externas.

"Nossa nova abordagem para detectar deformações de edifícios pode ser usada para monitorar continuamente os movimentos. Para pontes, as deformações medidas podem ser usadas para neutralizar cargas externas, como um caminhão atravessando a ponte, aumentando assim a vida útil da ponte, "disse Flavio Guerra, da Universidade de Stuttgart, um membro da equipe de pesquisa. “Porque funciona em tempo real, pode ser usado para disparar um alerta no momento em que quaisquer novas deformações - que podem levar a rachaduras - forem detectadas. "

Pesquisadores liderados por Tobias Haist descrevem a nova técnica no jornal The Optical Society (OSA) Óptica Aplicada . A pesquisa foi realizada como parte de um projeto que visa desenvolver a tecnologia necessária para a criação de edifícios que se adaptem às condições ambientais, como a luz solar, temperatura do ar, vento e terremotos.

"Um dia poderíamos ter edifícios leves que mudam de forma em resposta a forças complexas do vento e podem ficar parados durante um terremoto, ", disse Guerra." Este tipo de adaptação requer uma medição extremamente precisa da deformação do edifício para que o estado atual do edifício seja estimado e a direção em que ele provavelmente se moverá pode ser prevista. "

Um método baseado na visão

O novo método envolve fixar uma câmera em um tripé a uma pequena distância da frente do prédio e conectar pequenos emissores de luz ao prédio. A câmera então detecta se as fontes de luz se movem em relação umas às outras. Um holograma gerado por computador é usado para criar várias cópias de cada imagem da fonte de luz no sensor de imagem. A média do movimento de várias cópias do ponto de laser ajuda a diminuir os erros de medição, como ruído, gerando incertezas de medição abaixo de um centésimo de pixel. O uso de várias câmeras melhoraria ainda mais a precisão e permitiria que a técnica fosse usada em estruturas muito grandes.

Embora sensores de fibra óptica possam ser usados ​​para monitoramento de integridade estrutural, eles devem ser instalados quando o edifício é construído. O novo sistema baseado em câmera pode ser conectado após a construção e usa hardware mais barato do que os sistemas de fibra óptica.

"A abordagem de medição multiponto que usamos é baseada em um método relativamente simples desenvolvido para o controle de máquinas de medição por coordenadas, "disse Guerra." No entanto, aplicamos o método multiponto pela primeira vez em grandes objetos ao ar livre sob condições ambientais variáveis ​​em tempo real. "

Os pesquisadores apontam que a maioria dos sistemas de inspeção de câmera ilumina o objeto - um edifício neste caso - e então o imagina com uma câmera. Eles adotaram uma abordagem diferente, conectando emissores de luz ao prédio e direcionando a luz diretamente para a câmera. Esta configuração permite medições mais rápidas e precisas porque a câmera recebe mais luz.

Monitorando um protótipo de estrutura adaptativa

Os pesquisadores usaram seu novo método para monitorar movimentos muito pequenos de uma estrutura de protótipo de edifício adaptável de 9 metros de altura. Suas medições combinaram bem com os dados do sensor do vibrômetro e do medidor de tensão obtidos para o protótipo.

Próximo, os pesquisadores planejam usar o sistema para medir o movimento em edifícios reais. Eles também planejam tornar o software mais robusto e redundante para que seja confiável para medições contínuas 24 horas por dia.