Contribuição na acurácia de observações em ensaios controlados de uma estação total robótica para fins de monitoramento de estrutura - Ferreira, Nemer Ricardo Amaral [UNESP] (2016)
Seja por ação da natureza ou ação humana, estruturas artificiais (pontes, edifícios, barragens, etc.) ou naturais (placas litosféricas, superfícies com risco de desmoronamento, vulcões, etc.) sempre estarão sujeitas a mudanças em suas dimensões, tanto na forma, como no tamanho ou na posição, por isso estas estruturas merecem acompanhamento ao longo do tempo para que acidentes possam ser evitados. No monitoramento de estruturas, a utilização de instrumentos de medição dos mais variados tipos podem ser empregados: teodolito, nível, estação total e, mais recentemente, a tecnologia GNSS (Global Navigation Satellite System), o laser scanner e a ETR (estação total robótica). Para Kuang (1996) qualquer medida, mesmo aquelas com instrumentos de tecnologias mais recentes, há de se considerar erros inerentes ao processo de medição, os quais são causados por fatores instrumental, do meio ambiente ou de limitação humana. Estes erros, portanto, devem ser eliminados ou minimizados, para que se tenha maior confiabilidade nos dados coletados em campo e que servirão de análise para estudo das variações dimensionais de uma estrutura. Analisar a acurácia das observações com o equipamento que se está trabalhando, portanto, é fundamental no controle de estruturas. Esta pesquisa tem o objetivo de apresentar a acurácia de observações coletadas com uma estação total robótica modelo IS 203 da marca Topcon, com a finalidade de modelar possíveis erros que comprometam a investigação de variações na geometria de uma estrutura. Uma importante revisão das definições de acurácia e precisão é apresentada. As especificações informadas pelo fabricante do equipamento foram a base para o chamado processo de análise de acurácia das observações a priori. Nesta fase, equacionou-se todos os erros, de acordo com suas fontes. No caso da estação total, suas observáveis (direções e distâncias) têm suas fontes de erros. As direções sofrem influências dos erros de pontaria, de nivelamento e de leitura, ou seja, os chamados erros internos (relativo ao instrumento ou ao observador) e, também, dos erros externos (relativo aos fatores ambientais) que são o erro de centragem e da refração atmosférica. Os erros que afetam a medida linear também são divididos em componentes internos (o erro zero, o erro cíclico e o erro de medida da fase) e externos (refração atmosférica). Na sequência, aplicou-se a análise de acurácia das observações a posteriori para a determinação da variância em função do erro verdadeiro e modelada de todos os erros vistos anteriormente. Alguns experimentos foram realizados para analisar os resultados à luz dos procedimentos de modelagem executados. No experimento 1, realizado no laboratório de geodésia, a busca para identificar erro no comportamento espectral da ETR, relacionando este com a grandeza observada, não teve êxito, pois uma metodologia diferente deve ser empregada. Recomendam-se estudos mais aprofundados à respeito da instabilidade na taxa de coleta desse tipo de sensor, relacionando inclusive esses efeitos ao erro cíclico (σci) aqui abordado. No experimento 2, realizado num campo de calibração para estudos fotogramétricos, o deslocamento simulado foi detectado pelo sensor da ETR com diferença na ordem do décimo do milímetro em relação aos equipamentos que foram considerados como referência, e na ordem do milímetro para um deslocamento simulado na dezena do centímetro. O tratamento das observações mostrou ser eficaz quando comparado às observações com equipamentos considerados de referência. Recomendado analisar a capacidade de dilatação do material que compõe a estrutura ou objeto que é fonte de observação (monitoramento) e assim conhecer o impacto desse fenômeno na medida final. No experimento 3, com observações em alvos posicionados na parede de um prédio, as épocas de observação foram muito próximas, o que não possibilitou verificar algum tipo de deformação, sendo recomendado períodos mais espaçados, ou em diferentes condições, tais como época seca e úmida, ou fria e de calor. Importante enfatizar que a essência deste estudo vale para qualquer tipo de sensor em qualquer trabalho que se busque acurácia das observações. Assim, nesse trabalho entende-se ter elencado as influências dos erros, sistemáticos e aleatórios, nas observações coletadas com o sensor utilizado, visando a acurácia destas observações.