Como escolher o laser scanner ideal para projetos de Óleo e Gás

A adoção do laser scanner vem transformando projetos industriais que exigem alta precisão, especialmente em setores como Óleo e Gás.

Embora o mercado ofereça diferentes equipamentos com especificações avançadas, escolher a tecnologia mais adequada nem sempre é simples, já que cada solução apresenta características próprias de desempenho.

Para compreender esses diferenciais na prática, a CERTI, em parceria com a Petrobras, realizou um benchmark no Centro de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES). Os testes avaliaram diferentes sistemas em condições reais de operação, identificando quais critérios devem orientar essa decisão.

Neste artigo, entenda como o laser scanner transformou os projetos de engenharia, o funcionamento da Captura da Realidade e quais resultados do benchmark ajudam a interpretar o desempenho dos diferentes sistemas para aplicações industriais. Confira!

Como o laser scanner transformou os projetos de Óleo e Gás

Quem trabalha com engenharia no setor de Óleo e Gás sabe o tamanho do desafio que é atuar em uma instalação antiga ou planejar a ampliação de um pipe rack¹.

Projetos brownfield² carregam um histórico complexo, como plantas desatualizadas, modificações realizadas ao longo de décadas e espaços mínimos para manobra de novas estruturas.

No modelo tradicional, os projetos dependem de medições manuais e trenas, mas a margem de erro é alta. Isso pode resultar, por exemplo, em uma peça estrutural ou uma tubulação fabricada em terra firme chegar de navio à plataforma em alto-mar e não se encaixar no local previsto.

O custo desse tipo de retrabalho e o tempo de plataforma parada na tentativa de ajuste são inviáveis para a operação.

Esse cenário ganhou uma nova dinâmica com a Captura da Realidade, conceito que eleva a confiabilidade dos levantamentos e traz novas possibilidades para projetos industriais.

Como funciona a Captura da Realidade com laser scanner

A Captura da Realidade é o processo de digitalizar um ambiente físico com precisão matemática.

Por meio do Laser Scanning Terrestre (TLS), um equipamento emite milhões de feixes de laser por segundo em 360 graus. Esses feixes colidem com  superfícies como tubulações, tanques e válvulas e retornam ao sensor, calculando a distância exata de cada ponto no espaço.

O resultado é um modelo tridimensional composto por bilhões de coordenadas espaciais precisas, chamado Nuvem de Pontos.

Essa base de dados é utilizada para projetar, simular e verificar interferências diretamente do escritório (onshore), além de reduzir riscos de segurança e paradas não planejadas.

Por que comparar diferentes tecnologias de laser scanner?

O mercado atual oferece equipamentos avançados de fabricantes como FARO, Leica, Z+F e Trimble. Porém, comparar soluções apenas pelas especificações apresentadas nos catálogos pode não revelar como cada tecnologia se comporta em condições reais de operação.

Para avaliar esse desempenho na prática, a  CERTI coordenou um trabalho independente de qualificação tecnológica nas instalações do CENPES/Petrobras, realizado em parceria com a equipe Petrobras e com acompanhamento dos profissionais das indústrias envolvidas.

Como o benchmark foi estruturado

O estudo avaliou quatro sistemas TLS de última geração em dois cenários representativos da indústria:

• Planta Piloto (ambiente interno): alta densidade de tubulações e estruturas espremidas, simulando o aperto típico de um módulo de plataforma.
• Duto de Tubulações (ambiente externo): corredor de tubulações sujeito à luz solar direta e variações de temperatura do dia a dia.

Como referência metrológica, foram utilizados um Laser Tracker⁴ e esferas de aço de alta precisão calibradas nos laboratórios da própria  CERTI,  comparando os dados dos scanners com uma medição de elevada confiabilidade.

O que o benchmark revelou sobre o desempenho dos equipamentos

Os testes mostraram que a escolha do hardware ideal depende da prioridade de cada projeto. Para garantir a imparcialidade da avaliação, os quatro fabricantes foram identificados como Equipamentos A, B, C e D:

• A distância não penalizou a precisão: na faixa avaliada (até 10 metros), os desvios de medição permaneceram independentes da distância para os quatro sistemas, validando a captura em posições mais próximas e o tratamento da nuvem de pontos no pós-processamento.
• Produtividade em campo: em cenários com janelas restritas, como paradas de produção, a velocidade de captura é determinante. Os Equipamentos A e B apresentaram os menores tempos médios por varredura.
• Nitidez dos dados para modelagem (as-built): o Equipamento C entregou a nuvem de pontos mais limpa, com menor dispersão na superfície dos alvos, favorecendo a modelagem de tubulações complexas.
• Confiabilidade e robustez: O Equipamento D apresentou estabilidade nos diferentes cenários. Ainda assim, todos estavam dentro dos limites de erro estabelecidos pelos fabricantes, mesmo sob variações térmicas e de iluminação.

A validação matemática utilizou o Erro Normalizado (EN), como métrica principal. Esse cálculo considera as incertezas do scanner e do Laser Tracker empregado como referência.

Todos os sistemas obtiveram valor absoluto de EN inferior a 1, comprovando conformidade com os requisitos da metrologia industrial para aplicações em Óleo e Gás.

Mais do que um “selo de aprovação” geral, o benchmark funciona como um mapa estratégico que decifra qual hardware performa melhor em cenários específicos de óleo e gás, seja quando a prioridade for a velocidade ou quando o projeto exigir dados mais limpos e sem ruídos.

Como interpretar esses resultados na escolha de um laser scanner

O benchmark demonstrou que a escolha do laser scanner não deve se basear apenas nas especificações dos fabricantes, mas nas necessidades do projeto e nas condições de operação.

Além da precisão, há outros fatores que influenciam diretamente a eficiência e as atividades de campo, como: 

• Produtividade na captura: Fator crítico para mapear o ativo no menor tempo possível, ideal para paradas de produção onde cada hora conta. 
• Robustez mecânica: Comportamento estável e consistente para suportar as severidades do ambiente industrial real. 
• Ergonomia no uso: Um ponto vital em campo, garantindo que a equipe consiga operar o equipamento com segurança, agilidade e menor desgaste físico em posições complexas
• Facilidade na interface gráfica: Softwares de bordo mais intuitivos que facilitam a operação, minimizam erros humanos na coleta e aceleram o trabalho.

Os resultados obtidos pela CERTI e pela Petrobras mostram que todos os equipamentos avaliados atendem aos requisitos técnicos, mas respondem de forma diferente a cada aplicação.

Por isso, compreender essas características permite selecionar a solução mais adequada para reduzir retrabalhos, aumentar a confiabilidade dos levantamentos e apoiar decisões de engenharia com maior assertividade e segurança.

Mini Glossário Técnico do Artigo

[1] Pipe rack: Estrutura metálica ou de concreto em formato de pórtico usada para suportar e organizar conjuntos de tubulações industriais.

[2] Brownfield: Termo usado para projetos realizados em instalações industriais que já existem e estão operando (em oposição a Greenfield, que são projetos começados do zero).

[3] Gêmeo Digital (Digital Twin): Uma réplica virtual idêntica e dinâmica de um ativo físico, usada para simulações, monitoramento e análises de engenharia.

[4] Laser Tracker: Um equipamento de medição portátil de altíssima precisão que acompanha um alvo refletor para determinar coordenadas tridimensionais em escala submilimétrica.

[5] Ruído visual (na nuvem de pontos): Pequenas variações ou “pequenos pontos flutuantes” indesejados nos dados capturados pelo laser que não representam a geometria real da peça, causados por interferências ambientais ou limitações do próprio sensor.