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Seja qual for o tipo de dados coletados em um projeto de infraestrutura, quase sempre você enfrentará um obstáculo comum, ou seja, dados distintos.

Os dados são essenciais em cada fase dos projetos, mas gerenciar conjuntos de dados que variam em formato, precisão e cobertura espacial é um grande desafio para os engenheiros. Dominar esses dados distintos é fundamental para tomar decisões baseadas em informações detalhadas e gerar melhores resultados para os projetos.

O nosso artigo anterior mostra quando as equipes de engenharia de solos devem escolher a modelagem em 3D e como a combinação de modelagem em 1D, 2D e 3D ajuda a fornecer melhor compreensão e solução de problemas em projetos de infraestrutura.

Esse artigo analisa os desafios de gerenciar dados que mudam com o tempo, além de estratégias e ferramentas digitais que tornam a integração e as atualizações em tempo real mais gerenciáveis e eficientes. Além disso, ele apresenta insights dos seguintes profissionais:

  • Fiamma Giovacchini, especialista em soluções para clientes da Seequent
  • Peter Fair, especialista em modelagem de solo em 3D da Mott MacDonald
  • Jonas Weil, geólogo e parceiro associado do iC Group

Quais tipos de dados são usados em projetos de infraestrutura?

Seja qual for o projeto de infraestrutura em andamento, é provável que você encontre uma enorme variedade de tipos de dados, todos essenciais para embasar as suas decisões e estratégias de engenharia.

No entanto, esses tipos de dados geralmente são distintos, ou seja, eles diferem em estrutura, métodos de coleta, atributos espaciais e características temporais.

Compreender os diferentes tipos de dados normalmente usados nesses projetos, e o que os torna distintos, é o primeiro passo para gerenciá-los e integrá-los de forma eficaz em todo o ciclo de vida de cada projeto.

Soil sampling in the production of engineering-geological surveys.

Amostragem de solo na execução de levantamentos geológicos de engenharia.

Estes são alguns dos tipos de dados que você normalmente usará em projetos de engenharia:

Dados geológicos

  • Registros de furos de sondagem
  • Amostras de rocha e solo
  • Mapeamento de frentes de lavra e afloramentos
  • Mapas geológicos
  • Medições estruturais
  • Seções transversais

Dados geotécnicos

  • Testes no local, como tipos de comportamento do solo a partir de ensaios de penetração de cone
  • Resultados de testes laboratoriais, como resistência a cisalhamento a partir de testes triaxiais
  • Designação da qualidade da rocha (RQD, Rock Quality Designation) a partir de registros de furos de sondagem

Meio ambiente

  • Monitoramento de águas subterrâneas e gás além de testes de amostras
  • Dados sobre impacto ambiental, como mapas de contorno de contaminantes

Dados geofísicos

  • Refração sísmica
  • Perfis de resistividade
  • Suscetibilidade magnética
  • Radar de penetração no solo (GPR, Ground Penetrating Radar)
  • Levantamentos de material bélico não detonado

Dados geoespaciais

  • Dados de modelos digitais de elevação, levantamento, fotogrametria, tecnologia LiDAR, imagens aéreas ou satélite
  • Dados do sistema de informações geográficas (GIS, Geographic Information System), como uso do solo, instalações subterrâneas, mapas de solo ou informações sobre propriedades (cadastro)

Engenharia

  • Planos e desenhos
  • Modelos de informações de construção
  • Modelos de desenvolvimento de projetos de engenharia em 3D

O que torna esses tipos de dados distintos?

  • Estrutura — alguns dados podem ser estruturados como pontos, linhas, áreas, volumes ou como malhas em 2D ou 3D, e, portanto, causam incompatibilidade que torna a análise mais desafiadora.
  • Métodos de coleta de dados — diferentes instrumentos ou técnicas geram dados em várias resoluções. Por exemplo, levantamentos sísmicos geram formas de onda, a tecnologia LiDAR gera nuvens de pontos e a perfuração de furos de sondagem fornece registros detalhados.
  • Formatos de arquivos — a forma como os dados são coletados determina os formatos de arquivo usados. Geralmente, dados sísmicos, dados de saída da tecnologia LiDAR ou registros de furos de sondagem são fornecidos em formatos distintos e incompatíveis. Portanto, eles podem dificultar a integração dos dados em conjuntos de dados e prolongar significativamente a transformação de dados em informações.

Peter Fair3D Ground Modelling Specialist, Mott MacDonald
  • Cobertura espacial — levantamentos sísmicos e a tecnologia LiDAR podem cobrir grandes áreas, já os dados de furos de sondagem são relativamente dispersos com pontos de dados normalmente espalhados por grandes distâncias. A combinação de conjuntos de dados contínuos e amplos com dados descontínuos altamente localizados é complexa por causa das variações de densidade e cobertura.
  • Precisão de posicionamento — ela depende do método de coleta e dos instrumentos usados. Por exemplo, a tecnologia LiDAR alinhada ao GPS será mais precisa em relação a posicionamento do que os dados de furos de sondagem coletados usando marcadores de localização menos precisos. Qualquer desalinhamento cria discrepâncias na integração de conjuntos de dados.
  • Variabilidade temporal — os conjuntos de dados geralmente são coletados em diferentes fases de um projeto. Os dados sísmicos em fase inicial, por exemplo, podem ser coletados vários meses ou até anos antes dos dados de amostragem de furos de sondagem. Portanto, os pontos de dados talvez não representem mais as mesmas condições em um ambiente em rápida evolução.

Jonas WeilGeologist and Associate Partner, iC Group

Quais desafios surgem ao usar conjuntos de dados distintos?

Dados distintos geram desafios difíceis para engenheiros geotécnicos, especialmente quando as equipes de projeto tentam consolidar diferentes conjuntos de dados em um modelo único e utilizável.

Um dos principais desafios associados a conjuntos de dados distintos são os problemas de integração. Combinar dados de várias fontes em um modelo unificado requer muito tempo e é suscetível a erros. Formatos de dados incompatíveis, resoluções espaciais e níveis de precisão exigem processamento extra, e qualquer desalinhamento pode distorcer o modelo final.

Outro desafio está relacionado à visualização de dados distintos. Normalmente, os dados de sondagem são verticais e descontínuos, mas os dados de levantamentos geofísicos, como os sísmicos, são contínuos e em 2D ou 3D. Alinhar esses vários tipos de dados para apresentar uma representação realista das condições de uma subsuperfície é incrivelmente difícil sem as ferramentas adequadas.

Hydraulic rock drill works during a highway / road construction project

A perfuratriz hidráulica funciona durante a execução de um projeto de construção de rodovia/estrada

A quarta dimensão — Como os dados mudam com o tempo?

Os dados não permanecem estáticos — eles evoluem à medida que os projetos avançam, pois cada fase inclui novas informações e complexidades.

As fases iniciais de projetos, como planejamento e pré-licitação, geralmente têm dados limitados. No entanto, à medida que os projetos passam para fases detalhadas de licitação e desenvolvimento de projeto, os volumes de dados aumentam quase exponencialmente.

Campanhas complementares de levantamento, testes e sensoriamento remoto, como novos furos de sondagem ou estudos da tecnologia LiDAR, apresentam novos insights que fazem com que o conjunto de dados evolua.

Esse acúmulo de dados, que é continuamente atualizado e refinado ao longo do tempo, é um desafio. Embora as atualizações contínuas ajudem a manter um modelo preciso e em tempo real, ele também pode se tornar complexo sem as ferramentas adequadas para gerenciamento de dados.

Fiamma GiovacchiniCustomer Solutions Specialist, Seequent

Estudo de caso — o projeto da ferrovia HS2

Projetos de grande escala, como o projeto da ferrovia HS2 no Reino Unido, mostram como os dados evoluem com o tempo. Novos dados de furos de sondagem, avaliações do ambiente e outros estudos foram incluídos continuamente ao longo da vida útil do projeto e, portanto, o modelo foi atualizado regularmente com descobertas em tempo real.

Em vez de um único conjunto de dados estático, o modelo do projeto se tornou um recurso dinâmico e iterativo que se adaptou à medida que novas informações foram incluídas.

Lidar com a dimensão de tempo dos dados exige uma abordagem ágil para que novos dados sejam integrados sem problemas. Dessa forma, as equipes podem manter os modelos atualizados, refinar os projetos e responder às crescentes demandas do projeto mantendo uma visão geral abrangente das condições da subsuperfície que abrange todo o cronograma do projeto.

Existem diretrizes para lidar com esse tipo de dados?

As diretrizes para gerenciar e usar dados de levantamento no campo são essenciais para garantir uniformidade, qualidade e conformidade em todos os projetos, especialmente ao lidar com conjuntos de dados complexos e em evolução. Essas diretrizes variam de estruturas reconhecidas internacionalmente a normas específicas de cada país e até às práticas recomendadas de cada empresa.

Diretrizes internacionais

As normas internacionais criam uma estrutura ampla que pode ser adaptada para vários tipos de projeto e região, e, dessa forma, ajudam a tornar o gerenciamento de dados geotécnicos mais coeso.

Por exemplo, em 2023, a Associação internacional de geologia de engenharia e meio ambiente (IAEG, The International Association for Engineering Geology and the Environment) divulgou diretrizes para desenvolvimento e aplicação de modelos geológicos de engenharia — uma estrutura de conhecimento abrangente para consideração de todas as condições geológicas e suas características de engenharia relevantes para um projeto. As diretrizes foram elaboradas para fornecer orientações práticas sobre o uso efetivo de modelos geológicos de engenharia para uma variedade de aplicações, como engenharia civil.

Diretrizes específicas de cada país

Além das normas internacionais, países desenvolveram individualmente diretrizes específicas adaptadas às próprias normas regulatórias e ambientais. Essas diretrizes afetam a forma como os dados são coletados, armazenados e compartilhados em projetos geotécnicos em cada país.

No Reino Unido, por exemplo, organizações como a Associação de especialistas geotécnicos e geoambientais (AGS, Association of Geotechnical and Geoenvironmental Specialists) e projetos como o DIGGS nos EUA fornecem normas que ajudam engenheiros a otimizar a forma como compartilham dados e os mantêm compatíveis em diferentes plataformas e ferramentas.

Práticas recomendadas específicas de empresas

Muitas organizações e empresas do setor de infraestrutura também desenvolvem as próprias diretrizes internas, especialmente quando trabalham em vários países com regulamentações variadas.

Essas práticas específicas de cada empresa ajudam a padronizar o gerenciamento de dados e, ao mesmo tempo, mantêm a conformidade com as estruturas internacionais e as diretrizes locais para se adaptar às demandas do local de cada projeto.

Organizações públicas e proprietários de infraestrutura também estão se tornando cada vez mais conscientes de que as informações sobre a subsuperfície são um ativo.

Jonas WeiliC Group

O Leapfrog Works da Seequent foi usado para criar um modelo geoestatístico dos níveis estimados de acetona em uma pluma contaminante.

Como as ferramentas digitais podem facilitar o gerenciamento de dados distintos?

Ao lidar com inúmeros conjuntos de dados distintos, que podem variar em tipo, formato e fonte, as ferramentas digitais oferecem uma maneira mais fácil de integrar, visualizar e gerenciar dados.

As ferramentas de visualização em 3D transformaram a forma como os engenheiros interagem com os dados de subsuperfície. Com os programas baseados em desenho assistido por computador (CAD, Computer-Aided Design), por exemplo, as equipes podem manipular conjuntos de dados complexos em formatos visuais e, consequentemente, criar modelos detalhados de projetos para estruturas projetadas. No entanto, esses programas geralmente são inadequados para trabalhar com dados de uma subsuperfície a fim de criar modelos de geologia de engenharia. Ferramentas como o Leapfrog Works oferecem opções de modelagem em 3D projetadas especificamente para dados sobre subsuperfícies, pois ajudam os engenheiros na integração de dados de várias fontes para que compreendam mais rapidamente as condições de campos e os riscos.

O foco do conjunto de ferramentas da Seequent para dados geotécnicos, como o OpenGround, o Central, o GeoStudio e o PLAXIS, é gerenciar e integrar vários dados geotécnicos. Ao oferecerem compatibilidade com vários formatos padrão do setor, eles facilitam mais do que nunca a conformidade com as regulamentações internacionais e específicas de cada país.

Aumento da produtividade

As ferramentas digitais ajudam a tornar o fluxo de dados mais contínuo, com atualizações dinâmicas entre plataformas de software, para garantir que cada componente do projeto esteja atualizado com os dados mais recentes.

Eliminar as tarefas manuais e repetitivas, como reformatar dados e atualizar modelos, libera tempo para tarefas mais valiosas, como testes de hipóteses e tomada de decisões baseadas em informações. Em resumo, isso reduz os atrasos em projetos e os engenheiros podem tomar decisões mais rapidamente e baseadas em informações mais detalhadas, que podem significar a diferença entre o fracasso e o sucesso dos projetos.

Fiamma GiovacchiniSeequent

Ao permitirem que diferentes equipes acessem dados e modelos compartilhados simultaneamente, as ferramentas digitais também permitem a colaboração em tempo real e, portanto, melhoram a comunicação e garantem que as equipes sempre tenham acesso às informações mais recentes sobre os projetos.

Redução de erros

As ferramentas digitais também ajudam a reduzir os erros, pois melhoram o controle de qualidade e a precisão dos dados. Mecanismos automatizados de integração e controle de qualidade reduzem o erro humano no tratamento de dados, e a capacidade de atualizar regularmente um modelo dinâmico com novos dados garante que os dados estejam sempre atualizados e confiáveis.

Plataformas de visualização, como o Leapfrog, ajudam usuários a explorar diferentes tipos de dados em um ambiente unificado em 3D, pois melhoram a compreensão para identificar possíveis erros logo no início, antes que eles possam afetar o desenvolvimento dos projetos.

Fiamma GiovacchiniSeequent

Uma série complexa de falhas ao longo de uma nova via de túneis paralelos. Criado no Leapfrog Works da Seequent a partir de dados limitados de furos de sondagem com base em mapas históricos do túnel original.

Os recursos de auditabilidade em ferramentas digitais também ajudam equipes a acompanhar as mudanças de dados ao longo do tempo, pois permitem total rastreabilidade e transparência ao tomarem decisões. Esse rastreamento ajuda equipes a gerenciar incertezas e permite projetos menos conservadores gerando, potencialmente, economia nos custos desses projetos.

Peter FairMott MacDonald

De dados distintos a insights acessíveis

Em projetos de infraestrutura, gerenciar dados que são distintos, em expansão e variados nas fases dos projetos pode ser uma tarefa complexa para engenheiros. Diferenças em cobertura espacial, precisão e formatos de dados geram desafios na integração de dados que podem afetar os cronogramas e os resultados dos projetos.

Ferramentas como a da Seequent são projetadas para simplificar esse processo de integração ao permitirem uma integração perfeita e dinâmica a fim de aumentar a produtividade e, ao mesmo tempo, reduzir os erros. Por meio de visualização em tempo real, auditabilidade e controle de qualidade, as ferramentas digitais transformam dados distintos em insights acessíveis.

Fluxos de trabalho confiáveis e iterativos ajudam equipes de engenharia a tomar decisões baseadas em informações detalhadas, pois garantem que cada fase de um projeto seja baseada em informações precisas, confiáveis e atualizadas.

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