Como se mede o volume de pilhas de estoque? LiDAR, fotogrametria com drone e superfície de base
O volume de uma pilha depende menos do seu topo do que da superfície que não se vê embaixo dela.
Pontos-chave em campo
- O volume é a diferença entre a superfície superior e a base; a forma de definir a base é o que mais muda o resultado.
- Em uma pilha de 10 m de raio e 6 m de altura, errar a base em 5 cm muda o volume em cerca de 2,5%.
- A fotogrametria funciona bem em pilhas com textura ao ar livre; em armazéns cobertos e na sombra, o escaneamento a laser vem primeiro.
- O limite entre pilhas vizinhas é definido antes da medição e mantido igual em todas as vezes.
- A tonelagem é calculada com uma densidade medida; qualquer erro na densidade passa direto para a tonelagem.
O volume é a diferença entre duas superfícies
O volume de uma pilha de estoque é o volume entre a superfície superior da pilha e a base embaixo dela. A superfície superior vem de LiDAR, fotogrametria com drone, escaneamento a laser terrestre ou medição GNSS densa; a base não é visível e precisa ser definida. O método de cálculo (grade, rede de triângulos ou seções) vem em segundo lugar; se as duas superfícies estiverem certas, os métodos dão resultados próximos. Por isso todo relatório de volume deve informar como a base foi definida, além da data e do método do levantamento da superfície superior.
Como a base é definida?
Há várias maneiras de definir a base. A melhor é uma superfície de base medida antes de o material ser descarregado, como um piso de concreto ou uma plataforma preparada. Sem ela, constrói-se uma superfície a partir de pontos medidos ao longo do pé da pilha: um plano horizontal, um plano inclinado ajustado ao pé ou uma superfície triangulada a partir dos pontos do pé. Um plano horizontal que passa pelo ponto mais baixo do pé aumenta sistematicamente o volume em terrenos inclinados. Qualquer que seja a escolha, use a mesma definição de base nos levantamentos sucessivos da mesma pilha; caso contrário, a diferença vem da definição, e não do material.
Quanto valem 5 cm na base?
O efeito de um erro na base depende mais da área da base do que da altura da pilha. Por exemplo, uma pilha cônica com 10 m de raio e 6 m de altura contém π × 10² × 6 ÷ 3 ≈ 628 m³, sobre uma base de cerca de 314 m². Se a base for definida com 5 cm de erro, o volume muda 314 × 0,05 ≈ 15,7 m³, ou cerca de 2,5%. Em uma pilha baixa e espalhada, o mesmo erro de 5 cm pesa ainda mais em proporção. Erros aleatórios na superfície superior se compensam em parte sobre uma área grande; um erro sistemático na base soma-se diretamente ao volume.
LiDAR ou fotogrametria?
Em pilhas com textura, bem iluminadas e ao ar livre, a fotogrametria com drone costuma bastar; um único voo mede muitas pilhas e ainda gera um ortofoto. As dificuldades são previsíveis: material fino e uniforme, como areia e cimento, superfícies molhadas e brilhantes, sombras profundas e armazéns cobertos. O LiDAR leva a própria luz, por isso sofre menos com sombra e falta de textura; em galpões cobertos e silos em domo, o escaneamento a laser terrestre ou móvel vem primeiro. Seja qual for a escolha, o levantamento é amarrado às coordenadas por pontos de controle; em áreas cobertas onde o GNSS não funciona, essa amarração é feita com uma estação total.
Pilhas vizinhas e limites
Onde as pilhas se encostam, as imagens não mostram exatamente onde um material termina e o outro começa. Defina a linha divisória e o limite de cálculo de cada pilha antes da medição, use os mesmos limites todas as vezes e guarde-os com o relatório. Retire do cálculo máquinas, correias transportadoras e veículos que estejam sobre a pilha; se houver entrada ou saída de material durante o levantamento, anote o horário. Quando a contagem de estoque tem valor financeiro, até um deslocamento de um metro em um limite vira motivo de disputa.
Do volume à tonelagem
A maior parte dos estoques é gerida em toneladas, enquanto o levantamento fornece metros cúbicos. Para converter, é preciso a densidade do material na pilha, que varia com o material, a umidade e a compactação. Por exemplo, com densidade de 1,6 t/m³, 628 m³ correspondem a cerca de 1.005 t; um erro de 5% na densidade passa para a tonelagem como os mesmos 5%. Determine a densidade medindo o material daquele local, e não por tabelas, e registre no relatório o valor usado. Escolha a frequência das medições conforme o ciclo de inventário e faça cada levantamento com o mesmo método, a mesma base e os mesmos limites.
Meça a pilha e calcule o volume a partir da superfície.
O MapLab Survey 3D gera nuvens de pontos a partir de fotos e abre arquivos LAS e LAZ; sugere uma classificação do terreno que você pode corrigir à mão, calcula uma superfície do terreno e o volume de corte e aterro, e exporta curvas de nível em DXF. Windows, sob consulta.
Perguntas frequentes
E se a superfície de base não for conhecida?
Medem-se pontos ao longo do pé da pilha e, com eles, constrói-se uma superfície de base. O método usado é registrado no relatório e aplicado de novo nos levantamentos seguintes.
A fotogrametria com drone é suficiente para pilhas de estoque?
Em pilhas com textura ao ar livre, muitas vezes é. Em material fino e uniforme, superfícies brilhantes, sombra profunda e armazéns cobertos, o escaneamento a laser dá resultados mais confiáveis.
Como converter o volume em toneladas?
Multiplique o volume pela densidade do material na pilha. Meça a densidade com o material daquele local; qualquer erro nela passa direto para a tonelagem.
O que o MapLab Survey 3D faz no volume de pilhas?
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Referências técnicas
As recomendações de campo deste artigo se apoiam nos padrões técnicos e fontes oficiais listados abaixo.
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