5 áreas revolucionadas por um sensor 3D


Como o LiDAR pode transformar a maneira como o ser humano realiza medições

Sigla para “light detection and ranging” (detecção de luz e alcance), o LiDAR é um sensor 3D que mede a distância entre objetos através de um laser que atinge o objeto-alvo e analisa a luz refletida. Por meio desse sistema, cientistas e profissionais podem investigar ambientes naturais e artificiais com precisão e flexibilidade. 


O LiDAR consiste em um sistema de sensoriamento remoto que manda feixes de luz infravermelha para um alvo determinado. A partir disso, interpreta os sinais luminosos rebatidos pelos objetos próximos, formando uma imagem pixelizada chamada de nuvem de pontos. O objetivo é representar de maneira fidedigna a superfície de um objeto, porém o nível de precisão pode variar de sensor para sensor, a depender da potência, configuração e resolução de cada unidade. 


Como isso funciona?

Sinais luminosos em alta velocidade são disparados para uma superfície próxima – cerca de 150.000 pulsos por segundo. O sensor mede quanto tempo leva para esses sinais luminosos ricochetearem, possibilitando a medição da distância entre os objetos. Esse cálculo permite que o sensor 3D leia precisamente a distância entre o emissor e o alvo.


A partir dessa sequência de tarefas, executadas repetidas vezes e muito rapidamente, a unidade cria uma imagem detalhada do ambiente próximo. Um sistema de visão baseado em câmeras depende que imagens bidimensionais sejam processadas e interpretadas, já os sensores LiDAR aceleram as coisas fazendo milhões de medições em tempo real e em todas as direções.


Diante disso, a principal limitação do LiDAR ainda é a impossibilidade de enxergar além de objetos sólidos e a medição sofrerá interferência se o feixe luminoso do sensor for bloqueado por alguma outra coisa sólida, condições climáticas adversas e sinais de outros sensores. Apesar disso, superar essas limitações é possível e é um desafio constante para os desenvolvedores do LiDAR. 


Como e onde o LiDAR pode ser revolucionário?

Existem infinitos exemplos de aplicação para os sensores poderosos do LiDAR, sendo ele um dos muitos frutos da 4ª Revolução Industrial. Basicamente, o LiDAR pode impactar e beneficiar qualquer área de interesse humano, das mais básicas e cotidianas às mais complexas, burocráticas e até mesmo controversas, como o polêmico tema do reconhecimento facial.


O LiDAR pode ser usado para mapear planetas e satélites naturais; pode ser utilizado para melhorar as ciências meteorológicas e gerar previsões climáticas mais precisas e velozes; monitora remotamente áreas de preservação como santuários naturais e áreas de risco e acompanha mudanças em geleiras e no oceano; ajuda a antecipar a ocorrência de desastres naturais como tsunamis e deslizamentos de terra; pode ser aplicado em inúmeras operações para monitorar e inspecionar terrenos e estruturas, de micropartículas invisíveis a olho nu até edifícios gigantescos; pode (e deve!) ser bastante usado nas ciências médicas, como análises de tecidos e de tumores. 

Porém, existem algumas áreas específicas onde o uso do LiDAR pode ser realmente revolucionário e transformar definitivamente como o ser humano realiza certas tarefas, eliminando riscos e erros ou simplesmente facilitando e acelerando a execução dessas ditas tarefas. São áreas essenciais para o futuro e para a sociedade, garantindo ao LiDAR uma posição de destaque nas principais inovações tecnológicas para a Indústria 4.0.

AGRICULTURA

Viabilidade de colheita

O crescimento exponencial da população mundial trouxe de volta à tona uma discussão sobre os modos de alimentação e gerou uma certa pressão na produção agrícola, além da exigência de redução de desperdício de alimentos e de estatísticas confiáveis sobre colheitas e safras por todo o mundo. Para melhores resultados na safra e na colheita, cada estágio do plantio precisa vir acompanhado de um relatório com dados exatos e transparentes. O sensor 3D pode solucionar esse problema e servir como uma ferramenta de gestão territorial.


O sensoriamento pode ser aplicado em análises topográficas e de propriedades do solo para, a partir daí, permitir que os produtores criem melhores modelos de plantação em quaisquer pontos do campo. As áreas de plantio são mapeadas e classificadas a partir das necessidades de cada espécie: mais umidade, menos iluminação, etc. Essa solução economiza o uso de fertilizantes e, de quebra, contribui para melhorar a qualidade do solo e dos alimentos.


VEÍCULOS AUTÔNOMOS

Navegação

Não é surpresa para quem acompanha os avanços na tecnologia de veículos autônomos que o LiDAR está cada vez mais se tornando popular como um sistema de guia para viabilizar esses tipos de veículos em um futuro muito mais próximo do que imaginamos, graças ao seu sistema veloz e preciso que permite que o processador do veículo enxergue obstáculos e atualize sua trajetória em segundos. 


A partir da posição exata dos obstáculos em volta, o sensor 3D guia o veículo na direção certa e evita colisões. Em caso de contato iminente, o sistema recalcula a rota para minimizar ao máximo os danos.


ENERGIA VERDE

Aerogeradores

Cada lufada de vento é escaneada antes de atingir as hélices. A eficiência é maximizada ao calcular a direção e a intensidade do vento e, se necessário, a direção da lâmina muda para gerar mais potência.


Medição da velocidade do vento

Um sistema de medição exato para a velocidade do vento é crucial para a instalação eficiente de parques eólicos. O LiDAR consegue medir a velocidade do vento em alturas maiores, mais longe e mais rápido do que os mastros meteorológicos tradicionais. O sensor 3D pode ser instalado no topo de uma das turbinas para medir as condições do vento diariamente por todas as direções. 


Planejamento de energia solar

A utilização da energia solar está cada vez mais popular e o LiDAR ajuda a identificar alguns requisitos básicos para a instalação de painéis solares, como áreas mínimas exigidas e posição do teto em relação aos pontos cardeais.  


Mineração

Pedreiras e minerais

O sensor também pode ser utilizado para a extração de rochas e minerais e para detectar poluentes. Também pode ser utilizado para fazer avaliações topográficas e geoprocessamento de ambientes, conferindo os efeitos ambientais de cada projeto. 


Cálculo de volume de minério

Na mineração, os riscos são grandes devido ao uso de maquinário pesado e terrenos de difícil acesso. Graças à sua capacidade de coletar dados sobre o minério diretamente da fonte, o LiDAR elimina a necessidade da presença humana, reduzindo os riscos. O escaneamento das áreas normalmente é feito com drones.


INDÚSTRIA FLORESTAL

Administração florestal

Esse sistema consegue medir de maneira exata tanto a estrutura da cobertura florestal (copas das árvores) quanto o terreno abaixo. Essa solução é muito mais rentável e permite avaliações em grande escala. Em áreas com muitos quilômetros de extensão, essa tarefa é extremamente difícil e custosa.


Silvicultura de precisão

Silvicultura é a ciência dedicada a estudar métodos, naturais e artificiais, para regenerar e melhorar as condições das florestas. Seu objetivo é providenciar um uso mais racional dos povoamento florestais. Isto posto, a silvicultura de precisão desenvolve o uso inteligente dos sistemas florestais a partir de decisões tomadas baseadas em dados exatos. O LiDAR fornece uma leitura detalhada das dinâmicas florestais, capacitando as organizações a recolher dados significativos e mais relevantes. 


Desmatamento

Um dos maiores problemas ambientais, atualmente, é o desmatamento, um evento que não é novidade, porém vem tomando maiores proporções a cada ano. A tecnologia do LiDAR pode ajudar muito nesse tema ao identificar as áreas de floresta afetadas pela ação humana. É possível utilizá-lo para medir tridimensionalmente a estrutura da copa das árvores, incluindo sua altura e diversidade, como folhas e galhos. Os dados podem até mesmo impactar nos projetos de proteção à Amazônia, maior floresta tropical do planeta, transformando por completo as soluções florestais.


Administração de incêndios

Por todo o mundo, bombeiros estão descobrindo os potenciais da tecnologia do LiDAR para prevenir e monitorar incêndios em florestas. Pode-se observar padrões na ocorrência de incêndios e classificar áreas pelo nível de risco. Dessa forma, medidas de prevenção e manutenção eficientes podem ser tomadas mais rápido. Para saber mais ainda sobre o futuro do sensoriamento remoto e dos potenciais do LiDAR, clique aqui!


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