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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-18112020-102555
Document
Author
Full name
Renan Pereira de Andrade
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Maranhão, Flávio Leal (President)
Franco, Luiz Sergio
Póvoas, Yêda Vieira
Title in Portuguese
Uso da termografia infravermelha embarcada em drone como ferramenta para a inspeção de patologias em revestimentos aderidos de fachada.
Keywords in Portuguese
Destacamento
Drone
Inspeção
Patologia
Revestimentos de fachadas
Técnicas Não Destrutivas (TND)
Termografia
Abstract in Portuguese
A Câmara Brasileira da Indústria da Construção tem evidenciado grande incidência de casos de destacamento de fachadas em todo o Brasil. Diversos estados e municípios têm tomado medidas como a elaboração de leis com obrigação de inspeções periódicas e emissão de certificados de inspeção predial com o objetivo de minorar esses indicadores. Os processos hoje utilizados para a realização destas inspeções necessitam muitas vezes de elevados investimentos e demandam tempo. Neste cenário, a busca por técnicas inovadoras, que aliem agilidade de execução, baixo custo e flexibilidade são cada vez mais cogitadas. Assim este trabalho objetiva investigar o uso da termografia como método não destrutivo para a detecção de manifestações patológicas em revestimentos aderidos de fachada, de maneira a tornar o processo de inspeção de fachadas mais seguro, econômico, ágil e com menor transtorno para os usuários das edificações. Caso embarcada em drones, é possível inspecionar fachadas de edifícios multipavimentos em pequeno espaço de tempo se comparado aos métodos convencionais de investigação e eliminar interferências de medição por termografia infravermelha como angulação e distância. Para isso, é proposto um programa experimental composto por fase laboratorial com avaliações em ambiente interno, fase de campo com avaliação em ambiente externo e avaliação com casos reais. Nas fases de laboratório interna e externa, são investidas as variáveis: câmeras termográficas; tipo de superfícies revestidas; diferentes dimensões de falhas; diferentes profundidades de falhas e; diferentes distâncias de análise. É proposta ainda, a avaliação da influência das condições climáticas na fase externa. Na fase de estudos de casos, as diretrizes traçadas nas fases laboratoriais são validadas em ambiente real e os resultados obtidos são comparados com processos de diagnóstico tradicionalmente executados. Dentre os resultados, é observado que a câmera de menor IFOV possibilitou a detecção de maior quantidade de falhas em VIII maiores profundidas, no entanto quantidades similares para as falhas mais próximas da superfície simuladas. A câmera de maior IFOV apresentou maior dificuldade de detectar pequenas variações térmica além de falhas pequenas como a 10x10 cm. Ainda, as falhas pequenas quando detectadas apresentavam erros na delimitação das áreas detectadas quando comparada a de menor IFOV. A técnica demonstrou a possibilidade de detecção de falhas até a profundidade de 8 centímetros quando garantida condições específicas de indução térmica sendo muito comum a detecção de falhas nas profundidades de 1 e 4cm. Na etapa de campo, os resultados obtidos demonstraram maior possibilidade de detecção das falhas simuladas em dia ensolarado com presença de grandes amplitudes térmicas e incidência solar. O período do dia entre as 9h e 16h se apresentaram o intervalo ideal para a realização do procedimento com maior possibilidade de detecção de anomalias. Protocolo é proposto para a aplicação da técnica com drone e contempla diretrizes sobre condições seguras de aplicação e maior confiabilidade e os resultados demonstram a potencialidade de aplicação da técnica. Uma vez atendidas as características e diretrizes propostas modo a garantir maior confiabilidade para a aplicação da termografia, a técnica quando embarcada em drone se apresentou bastante útil para a detecção de falhas em sistemas aderidos.
Title in English
Use of infrared thermography loaded on drones as a tool for the inspection of pathologies in adhered facade coatings.
Keywords in English
Detachment
Drone
Infrared thermography
Inspection
Non Destructive Techniques (NDT)
Abstract in English
Câmara Brasileira da Indústria da Construção (CBIC) has shown a high incidence of cases of detachment of façades throughout Brazil. Several states and municipalities have taken measures such as the drafting of laws requiring periodic inspections and the issuance of building inspection certificates in order to reduce these indicators. The processes used today to carry out these inspections often require high investments and are time consuming. In this way, the search for innovative techniques, which combine agility of execution, low cost and flexibility are increasingly considered. Thus, this work aims to investigate the use of thermography as a non-destructive method for the detection of pathological manifestations in adhered facade coverings, in order to make the façade inspection process safer, economical, agile and with less inconvenience for building users. . If loaded on drones, it is possible to inspect facades of multi-floor buildings in a short time compared to conventional methods of investigation and to eliminate measurement interferences by infrared thermography such as angulation and distance. For this, an experimental program is proposed, consisting of a laboratory phase with evaluations in an internal environment, a field phase with an evaluation in an external environment and evaluation with real cases. In the internal and external laboratory phases, the variables are invested: thermographic cameras; type of coated surfaces; different dimensions of failures; different failure depths and; different analysis distances. It is also proposed to assess the influence of climatic conditions in the external phase. In the case study phase, the guidelines outlined in the laboratory phases are validated in a real environment and the results obtained are compared with traditionally performed diagnostic processes. Among the results, it is observed that the smaller IFOV camera enabled the detection of a greater number of faults at greater depths, however similar amounts for faults closer to the simulated surface. The larger IFOV camera showed greater difficulty in detecting small thermal variations in addition to small flaws such as 10x10 cm. Still, the small flaws when detected had errors in the delimitation of the detected areas when compared to the smaller IFOV. The technique demonstrated the possibility of detecting failures up to a depth of 8 centimeters when specific conditions of thermal induction are guaranteed, with failure detection at depths of 1 and 4 cm being very common. In the field stage, the results obtained demonstrated a greater possibility of detecting the simulated failures on a sunny day with the presence of large thermal amplitudes and solar incidence. The period of the day between 9 am and 4 pm was the ideal interval for performing the procedure with a greater possibility of detecting anomalies. Protocol is proposed for the application of the technique with drone and includes guidelines on safe conditions of application and greater reliability and the results demonstrate the potential of application of the technique. Once the proposed characteristics and guidelines have been met in order to ensure greater reliability for the application of thermography, the technique when shipped on a drone proved to be very useful for detecting flaws in attached systems.
 
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Publishing Date
2020-11-18
 
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