A inspeção regular das linhas de transmissão pode eliminar eficazmente perigos ocultos potenciais ou perdas e garantir a operação segura da linha elétrica. Contudo, a inspeção manual das linhas de transmissão exige grande esforço físico e apresenta baixa eficiência; além disso, há riscos inerentes ao trabalho de inspeção em linhas de alta tensão, e não existe até o momento nenhuma solução adequada para linhas que atravessam colinas áridas e vales profundos. Nesse contexto, o LiDAR aerotransportado revelou-se extremamente útil, demonstrando plenamente suas capacidades. Nos últimos anos, tem sido progressivamente aceito e difundido pelo setor elétrico. O que é o LiDAR embarcado em drones? Qual é o princípio de funcionamento e o processo de inspeção de linhas de transmissão com drones equipados com LiDAR? Em quais áreas ele pode desempenhar um papel relevante?
O que é um LiDAR?
LiDAR (Light Detection and Ranging — Detecção e Medição da Distância por Luz) combina detecção a laser e medição de distância, integrando tecnologia a laser com tecnologia moderna de detecção fotônica. Utiliza um feixe laser como fonte emissora, transmitindo pulsos laser de alta frequência ao alvo de detecção para obter sua posição espacial. Sistemas LiDAR normalmente integram tecnologia de telemetria a laser, tecnologia de posicionamento global (GPS) e tecnologia de medição inercial (IMU), permitindo capturar informações tridimensionais do alvo de forma direta, rápida, ativa e precisa, com elevada densidade e resolução de dados. Graças a essas vantagens na aquisição de dados, o LiDAR, juntamente com a espectroscopia de imagem e a tecnologia de radar de imagem, é considerado uma das três tecnologias de ponta no campo da observação da Terra.
O LiDAR pode ser classificado, conforme a plataforma utilizada, em orbital, aerotransportado e terrestre.
O LiDAR orbital é empregado principalmente em aplicações aeroespaciais e experimentos científicos. Por exemplo, a NASA lançou, em 2003, o sistema GLAS (Geoscience Laser Altimeter System) no satélite ICESat-1, e, em 2007, instalou um altímetro a laser na sonda Chang’e-1.
O LiDAR terrestre é utilizado principalmente para modelagem tridimensional detalhada de características, sendo adequado para aplicações em pequena escala.
O radar a laser aerotransportado utiliza plataformas como drones (veículos aéreos não tripulados) e helicópteros. O pulso laser de alta frequência possui certa capacidade de penetração, permitindo atravessar densas copas vegetais e obter informações sobre a camada inferior da floresta. É particularmente adequado para áreas estreitas, com cobertura vegetal densa e terrenos complexos, fornecendo suporte técnico robusto à construção de redes elétricas digitais e à inspeção de segurança das linhas de transmissão. Suas aplicações abrangem desde o planejamento inicial das rotas da rede, levantamentos topográficos, projeto e construção, até a gestão digital posterior, operação segura e manutenção. .
Vamos analisar como o LiDAR aerotransportado fornece suporte técnico à construção digital de linhas de transmissão e à inspeção de segurança das linhas de transmissão.
Qual é o princípio de funcionamento e o processo do LiDAR?
Tomando como exemplo os resultados da pesquisa de Wang Cheng, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Sensoriamento Remoto e Terra Digital da Academia Chinesa de Ciências mostra a aplicação do LiDAR aerotransportado na construção de redes elétricas digitais e na inspeção de segurança de linhas de transmissão, além de apresentar o primeiro módulo de inspeção de energia a laser desenvolvido pela equipe, integrado ao software de processamento de dados de nuvem de pontos de radar denominado “Cubo Mágico de Nuvem de Pontos”.
- Princípio de funcionamento do LiDAR aerotransportado
O modo de operação e o princípio do LiDAR aerotransportado (Fig. 1): ou seja, o sistema de medição por laser emite ativamente pulsos laser de alta frequência para o alvo de detecção e obtém diretamente a distância, inclinação, rugosidade e refletividade da superfície do objeto terrestre. O processamento gera coordenadas espaciais tridimensionais de alta densidade, ou seja, nuvens de pontos. Cada ponto dos dados de nuvem de pontos laser não só possui informações de coordenadas planas x e y, mas também informação de altitude, isto é, valor z; além disso, essas nuvens de pontos podem ser visualizadas e medidas sob diferentes perspectivas, permitindo ainda calcular áreas de superfície, volumes, etc., do alvo representado pela nuvem de pontos — sendo essa a maior vantagem do radar a laser em comparação com os dados tradicionais de sensoriamento remoto óptico e de micro-ondas. A Fig. 2 mostra os dados originais de nuvem de pontos laser de um corredor de linha de transmissão de alta tensão.
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