O sistema criado na UnB é capaz de criar representações tridimensionais de qualquer objeto. No alto, o modelo em tamanho real de uma mão humana (Fotos: Departamento de Engenharia Mecânica / Faculdade de Tecnologia / UnB).

Um sensor capaz de gerar modelos digitais em três dimensões acaba de ser desenvolvido no Brasil. Com uma arquitetura simples e fácil de transportar, o equipamento cria no computador uma representação tridimensional em tamanho real de qualquer objeto – desde uma mão humana até uma asa de avião.

O sistema foi desenvolvido para ajudar na manutenção de turbinas em usinas hidrelétricas, mas tem inúmeras outras aplicações potenciais. “Ele pode digitalizar obras de arte tridimensionais, fazer moldes dentários, construir membros do corpo humano para pesquisa, fazer vestimentas sob medida ou até um calçado que encaixe exatamente nos pés”, enumera o engenheiro mecatrônico Luciano Ginani, da Universidade de Brasília (UnB), responsável pela criação do sistema.

O sistema é composto por um laser, um motor elétrico e uma câmera simples, parecida com uma webcam, mas com melhores filtros e jogo de lentes. O laser emite um único feixe de luz de baixa potência (2,5 miliwatts) que, ao ser projetado sobre um objeto, forma uma linha sobre o seu contorno. A imagem formada é capturada pela câmera.

O motor move o laser por diferentes posições, até que ele faça a varredura de toda a superfície do objeto. Para cada novo ponto, um registro é feito pela câmera. As informações são transmitidas a cabo para um computador e o resultado é um modelo em três dimensões formado por essas linhas.

Aplicação em hidrelétricas
Para ser usado na manutenção de turbinas, o sistema será acoplado ao braço de um robô de soldagem, que também está sendo desenvolvido pela UnB. O sensor fará o modelo das pás das turbinas e o próprio robô consertará as falhas detectadas em sua superfície a partir da reprodução tridimensional.

Uma varredura de toda a superfície de um objeto – um mouse de computador, no exemplo acima – por laser permite recriar suas linhas de contorno. O modelo preenchido a partir dessas linhas permite visualizar detalhes da superfície que não são visíveis no objeto original.

Assim que o desenvolvimento do robô for concluído, o que está previsto para o início de 2009, o sistema entrará na fase de testes para ser aplicado nas usinas hidrelétricas de uma empresa de energia parceira no projeto.

“Além de proporcionar medidas muito mais precisas e impossíveis de ser obtidas por um equipamento comum, o sistema evitará a necessidade da presença humana no ambiente insalubre da turbina”, explica Ginani. “A manutenção também ganha agilidade: uma turbina parada gera um prejuízo muito grande para a hidrelétrica.”

Existem outros equipamentos do mesmo tipo no mercado, mas os pesquisadores da UnB não têm conhecimento de nenhum que tenha sido desenvolvido no Brasil. Além disso, a redução de custos foi significativa: enquanto os sensores estrangeiros chegam a ser vendidos por 15 mil dólares, o desenvolvido por Ginani custou apenas US$ 3 mil. “Uma ferramenta desse nível com custo reduzido abre horizontes para a pesquisa”, afirma. Já para o usuário comum, a utilização não é simples, o que faz com que o sistema não tenha ainda um objetivo comercial.

Como a modelagem tridimensional permite uma comparação precisa do objeto representado com o original, uma aplicação possível do sensor é no controle de qualidade das indústrias. “A digitalização tridimensional de objetos chegou com muita força na área da metrologia. Sistemas tradicionais, como paquímetros e micrômetros, não conseguem medir uma série de produtos fabricados industrialmente, como carros de alto desempenho”, explica Ginani. “Já a medição em 3D oferece medidas precisas e proporciona melhores condições de observar falhas e diferenças, o que faz com que o controle de qualidade tenha condições de ser mais preciso.”

Tatiane Leal
Ciência Hoje On-line
13/08/2008