Monitoramento de Estruturas Complexas para Controle Estrutural Usando Digitalização a Laser Terrestre (TLS) e Fotogrametria

A demanda por levantamentos em alta definição em projetos relacionados ao patrimônio cultural representa um dos principais fatores que promoveram o uso da tecnologia de digitalização a laser e da fotogrametria. Ao medir milhões de pontos em períodos de tempo relativamente curtos, os scanners a laser terrestres (TLS) permitem que os pesquisadores derivem modelos tridimensionais (3D) completos e muito detalhados de objetos reais a partir de nuvens de pontos adquiridas. Essas características atraíram, nos últimos anos, o interesse de agrimensores, engenheiros, arquitetos e arqueólogos para a técnica de digitalização a laser como uma ferramenta de levantamento inestimável para modelagem 3D de locais e artefatos do patrimônio cultural. Uma ampla variedade de objetos, como pequenos fragmentos de cerâmica, estátuas, edifícios e grandes áreas de sítios arqueológicos, foram digitalizados e modelados para vários propósitos, como preservação, reconstrução, estudo e exposições em museus. No entanto, o uso de sistemas TLS para controle de estabilidade ainda é um campo de pesquisa pouco investigado. Com vista a uma investigação aprofundada sobre este tema, um projeto de 3 anos foi estabelecido para avaliar o uso de múltiplas técnicas de levantamento para o controle de estabilidade de uma estrutura histórica complexa. Para isso, estão sendo empregados TLS, estação total (TS) e fotogrametria para monitoramento de controle de estabilidade com análise de modelo de elementos finitos (FEM) aplicada a um edifício histórico, o Teatro Olímpico, em Vicenza, Itália. O principal objetivo deste trabalho é analisar e verificar a estabilidade ao longo do tempo desse tipo de estrutura aplicando a análise de FEM a um modelo 3D altamente detalhado do teatro. Até o momento, três levantamentos consecutivos do teatro foram realizados com uma câmera digital reflex de consumo Nikon D200, um Scanner a Laser Leica (HDS 3000) e uma Estação Total Leica (TCR 705). O primeiro levantamento compreendeu aproximadamente 250 fotos para derivar um modelo 3D global e completo do teatro com um software de fotogrametria de medição e modelagem acessível (Photomodeler). No segundo estudo, a estrutura histórica foi totalmente levantada com um TLS, a Leica HDS 3000, para produzir um modelo 3D completo. Um conjunto de escaneamentos de elementos complexos, como a trompe l'oeil de madeira na cena do palco, estátuas e detalhes finos, foram adquiridos nesta fase. Este artigo apresenta os resultados dos levantamentos repetidos e destaca as questões e dificuldades relacionadas à digitalização a laser e fotogrametria de uma geometria incomum e complexa, como a fornecida pelo Teatro Olímpico em Vicenza.