Use of Augmented Reality in the Design of Land Facilities Supporting Nuclear-Powered Submarines

Cristiane Lopes Canuto; Rodrigo Toth Reis; Paulo Caixeta de Oliveira; Douglas Brandão Baroni; Thiago Rampim de Marcos; Sad Sandrini Borsoi; Gabriel Nóbile Diniz

doi:10.15392/2319-0612.2024.2714

Autores

Cristiane Lopes Canuto Fundação para Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia - FDTE
Rodrigo Toth Reis Fundação para Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia - FDTE
Paulo Caixeta de Oliveira Fundação para Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia - FDTE
Douglas Brandão Baroni Amazul
Thiago Rampim de Marcos BK Consultoria e Serviços Ltda
Sad Sandrini Borsoi Diretoria de Desenvolvimento Nuclear da Marinha - DDNM
Gabriel Nóbile Diniz Diretoria de Desenvolvimento Nuclear da Marinha - DDNM

DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2024.2714

Palavras-chave:

nuclear-powered submarines, augmented reality, nuclear licensing

Resumo

Este artigo aborda as possibilidades de aplicação da Realidade Aumentada (RA) na concepção e operação de instalações nucleares, com foco em instalações terrestres de apoio a submarinos com propulsão nuclear. A complexidade inerente ao desenvolvimento desses submarinos demanda inovações contínuas, incluindo a concepção de suas instalações terrestres de suporte. A RA surge como uma perspectiva promissora, permitindo abordagens de alta tecnologia para desafios específicos no projeto e operação dessas instalações. O estudo apresenta uma aplicação inicial de RA com o propósito de avaliar a integração e funcionalidade do arranjo proposto (computador, óculos de AR, aplicativo, processos de conversão e transferência de arquivos etc). Validada a operabilidade deste arranjo, propõe-se uma lista de aplicações (em desenvolvimento), visando elencar as possíveis contribuições da RA no âmbito do desenvolvimento de suporte em terra a submarinos com propulsão nuclear. Para validar a metodologia de abordagem exploratória, a aplicação inicial de AR proposta inclui a demonstração e exibição de modelos tridimensionais e sua integração ao ambiente físico utilizando um óculos e aplicativo comercial para RA. Os resultados desta aplicação inicial permitem vislumbrar o emprego em aplicações futuras. A lista de aplicações de AR em desenvolvimento compreende desde a fase de projeto até a operação, incluindo licenciamento nuclear, fase de construção, operação, salvaguardas, proteção física e garantia de qualidade. Conclui-se que a utilização da RA tem potencial para contribuir com o desenvolvimento de instalações terrestres de apoio a submarinos com propulsão nuclear, embora sejam necessários estudos adicionais para confirmar sua aplicação prática e efetividade.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Referências

[1] Stephanie Overby. Augmented Reality (AR): 4 enterprise use cases – What are companies doing with augmented reality? Available at: https://enterprisersproject.com/article/2019/10/ar-augmented-reality-4-use-cases Acessed on: 9 Aug. 2024.

[2] Baroni, D. B., Borsoi, S. S., Mattar Neto, M., Oliveira, P. S. P., & Maturana, M. C. (2022). Licensing Approach Applicable to Land Facilities Supporting Nuclear-Powered Submarines. Brazilian Journal of Radiation Sciences, 10(3A (Suppl.). Available at: https://doi.org/10.15392/2319-0612.2022.2083. Acessed on: 10 Fev. 2024. DOI: https://doi.org/10.15392/2319-0612.2022.2083

[3] M. A. Talrico, P. F. Frutuoso e Melo. Considerations About The Licensing Process of Special Nuclear Industrial Facilities. 2015. International Nuclear Atlantic Conference - INAC, 2015.

[4] Malcolm Smith. The D154 Project - Redevelopment of the Submarine Support Facilities at Devonport Royal Dockyard. Available at: https://www.ingenia.org.uk/getattachment/50b6ddf0-8f43-4e14-b3b5-b26bdf551ef4/Smith.pdf. Acessed on: 10 Fev. 2024.

[5] C. Marriot, P. Bate. Dependent Failure Assessment in the Development of a Defuelling Facility for Nuclear Submarines. 5th IET International Conference on System Safety 2010. DOI: https://doi.org/10.1049/cp.2010.0820

[6] Carmigniani, J., Furht, B., Anisetti, M. et al. Augmented reality technologies, systems and applications. Multimed Tools Appl 51, 341–377 (2011). Available at: https://doi.org/10.1007/s11042-010-0660-6. Acessed on: 15 Fev. 2024. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-010-0660-6

[7] Arena, F.; Collotta, M.; Pau, G.; Termine, F. An Overview of Augmented Reality. Computers 2022. Available on: https://doi.org/10.3390/computers11020028. Acessed at: 15 Fev. 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/computers11020028

[8] Sarmento, M. F.; Farias Segundo, M. B. Desenho arquitetônico com BIM e Realidade Aumentada na Engenharia Civil. Encontro Nacional Sobre o Ensino de BIM, 2023. Porto Alegre. p. 1–1. Available at: https://eventos.antac.org.br/index.php/enebim/article/view/3399. Acessed on: 15 Fev. 2024. DOI: https://doi.org/10.46421/enebim.v5i00.3399

[9] Introdução de Realidade Aumentada para Aplicação de Treinamento em Radioproteção e Dosimetria na Área Acadêmica do IRD”. Available at: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/49/025/49025707.pdf. Acessed on: 20 Fev. 2024.

[10] Mascareñas D. et al, Augmented Reality for Enabling Smart Nuclear Infrastructure. Front. Built Environ. 5:82. 2019. doi: 10.3389/fbuil.2019.00082. Available at: https://www.frontiersin.org/journals/built-environment/articles/10.3389/fbuil.2019.00082 Acessed on: 18 Fev. 2024.

[11] Pakarinen Satu, Laarni Jari, Koskinen Hanna, Passi Tomi, Liinasuo Marja, Salonen Tuisku-Tuuli, Virtual-Reality training solutions for nuclear power plant field operators: A scoping review, Progress in Nuclear Energy, Volume 169, 2024, 105104, ISSN 0149-1970, Available at: https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2024.105104 Acessed on: 20 Fev. 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2024.105104

[12] Arowoiya, V. A., Oke, A. E., Akanni, P. O., Kwofie, T. E., & Enih, P. I. (2023). Augmented reality for construction revolution–analysis of critical success factors. International journal of construction management, 23(11), 1867-1874. DOI: https://doi.org/10.1080/15623599.2021.2017542

[13] Nassereddine, H., Veeramani, D., & Hanna, A. S. (2022). Design, development, and validation of an augmented reality-enabled production strategy process. Frontiers in Built Environment, 8, 730098. DOI: https://doi.org/10.3389/fbuil.2022.730098

[14] Safikhani, S., Keller, S., Schweiger, G., & Pirker, J. (2022). Immersive virtual reality for extending the potential of building information modeling in architecture, engineering, and construction sector: systematic review. International Journal of Digital Earth, 15(1), 503-526. DOI: https://doi.org/10.1080/17538947.2022.2038291

[15] C. Botto et al. Augmented Reality for the Manufacturing Industry: The Case of an Assembly Assistant. 2020 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW), Atlanta, GA, USA, 2020, pp. 299-304. DOI: https://doi.org/10.1109/VRW50115.2020.00068

[16] Deloitte. Augmented reality applications In nuclear power plants. Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/us/Documents/process-and-operations/us-cons-augmented-reality-applications-in-nuclear-power-plants.pdf Acessed on: 02 Aug. 2024.

[17] Sébastien Philippe – “Safeguarding the Military Naval Nuclear Fuel Cycle”. Journal of Nuclear Materials Management. Spring 2014 Volume XLII, No. 3.

[18] Eugenio Pacelli Lazzarotti Diniz Costa - “Brazil’s Nuclear Submarine: A Broader Approach to the Safeguards Issue”. Rev. Bras. Polít. Int., 60(2): e005, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/0034-7329201700205

[19] Sébastien Philippe – “All at Sea? A Safeguards Approach for the Military Naval Nuclear Fuel Cycle”.

[20] Laura Rockwood – “Naval Nuclear Propulsion and IAEA Safeguards”. Federation of American Scientists, August 2017.

[21] Westphal G, Garner J, McGirl N. Leveraging Industrial Mixed Reality Sucesses for Safeguards. Proceedings of the INMM & ESARDA Joint Virtual Annual Meeting, 2021. Available at: https://www.osti.gov/servlets/purl/1836444 Acessed on: 12 Aug. 2024.

[22] Augmented Reality: The Real Deal in Security. ONCAM. Available at: https://blog.oncamgrandeye.com/featured/augmented-reality-the-real-deal-in-security Acessed on: 8 Jul. 2024.

[23] Fortuna, S. et al. (2024). A comparative study of Augmented Reality rendering techniques for industrial assembly inspection. Computers in Industry, 155, 104057. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compind.2023.104057

[24] Alves, J.B., Marques, B., Dias, P. et al. Using augmented reality for industrial quality assurance: a shop floor user study. Int J Adv Manuf Technol 115, 105–116 (2021). Available at: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-021-07049-8 Acessed on: 12 Aug. 2024. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-021-07049-8

[25] Hiren Kanani. Augmented Reality for Quality Inspection: A Comprehensive Overview. Plutomen, 2024. Available at: https://pluto-men.com/augmented-reality-for-quality-inspection/ Acessed on: 12 Aug. 2024.