¿Qué es una nube de puntos en 3D?

Una nube de puntos es un sistema de representación de cualquier superficie a través de un conjunto de vértices (X,Y,Z) en un sistema tridimensional.

En la industria AEC, resulta de gran utilidad para la toma de datos, para realizar mediciones, para la creación de mapas topográficos o para el estudio de deformaciones en rehabilitación, por ejemplo. Aplicado al mundo BIM, la nube de datos constituye el punto inicial para la innovación en este sector, por su precisión, rapidez y por favorecer los sistemas de trabajo colaborativos, tan identificativos del BIM.

¿Cómo se genera la nube de puntos con escáner láser?

Las nubes de puntos se pueden generar con diferentes herramientas, en nuestro caso, se crean a partir del escáner láser terrestre 3D.  Desde BIMnD, apostamos por la tecnología de Faro, por ser una marca muy competitiva y en constante innovación.  Las nuevas versiones incluyen la integración de las nubes de puntos en el motor de la malla 3D, eliminando la necesidad de software de terceros para su manipulación.

Utilizar un escáner láser 3D como herramienta para la toma de datos, permite medir multitud de puntos con muy poco tiempo (incluso en entornos complejos o en ausencia total de luz) y generar un fichero de datos, que es lo que llamamos nube de puntos y que es la representación del conjunto de puntos captados por el dispositivo de escáner láser 3D.

El modo de generar dicha nube de puntos se efectúa mediante un barrido circular del cabezal que dispone el escáner que mediante la emisión de un haz de láser permanente, lo que hace es proyectarlo con aquellas superficies que estén dentro de su alcance.  Durante ese barrido se va almacenando la información en valores XYZ y de color RGB de cada punto registrado. La tasa de muestreo que se puede alcanzar en un barrido puede alcanzar el millón de puntos por segundo. De manera que al final de una sesión de toma de datos, podemos hablar de varios miles de millones de puntos registrados.

Los datos almacenados en el dispositivo de los distintos escaneos realizados son procesados en potentes estaciones de trabajo para obtener como resultado una nube de puntos a la medida de las necesidades de la parte interesada.

En el siguiente vídeo se muestra un breve resumen del proceso:

¿Para qué sirve la nube de puntos?

Las aplicaciones de las nubes de puntos son diversas, obtención de gemelo digital, documentación as built, levantamientos topográficos, levantamiento de infraestructuras de gran dimensionado, inspección y control de instalaciones industriales y en la detención de interferencias. La nube de puntos nos ayuda a crear y obtener recreaciones en 3D de espacios y volúmenes arquitectónicos. Si quieres ver algunos ejemplos de proyectos reales y sus nubes de puntos, visita el portfolio de proyectos BIMnD.

Las principales funciones de una nube de puntos aplicadas a arquitectura y patrimonio

• Representación de forma completa la digitalización del entorno o edificación
• Documentación para la preservación, restauración de bienes de interés histórico cultural
• Detección de deformaciones en edificios e instalaciones
• Levantamientos topográficos
• Inspección y Control de instalaciones
• Identificación de interferencias

¿cuál es el formato de archivo de la nube de puntos?

El formato de archivo de la nube de puntos puede tener diferentes extensiones. Algunas de estas extensiones serán compatibles directamente, mientras que otras, necesitarán de ser convertidas en formatos compatibles (según el software) antes de ser indexadas.

Aunque vamos a destacar los formatos útiles principalmente para CAD y BIM, con sus dos programas más popular (ArchiCAD y Revit, aunque no son los únicos), existen multitud de formatos, los mencionaremos sin entrar en detalle, sólo por si son de tu interés.

Formatos de archivo y software compatibles para importar nubes de puntos

– Formato E57 (.e57 )

El archivo de formato E57 un formato compacto y neutral para almacenar nubes de puntos, imágenes y metadatos producidos por sistemas de imágenes en 3D, como los escáneres láser (en nuestro caso del escáner Faro). El formato de archivo está especificado por la ASTM, una organización de estándares internacionales, documentado en la norma ASTM E2807. Los archivos de esta extensión son aptos para el renderizado de objetos reales, como edificios y superficies geológicas, resultando de gran utilidad en el sector de la construcción, ingeniería, investigación y topografía.

El software SCENE de FARO,  puede realizar mediciones simples, crear visualizaciones 3D o exportar datos a varios formatos de nubes de puntos y CAD.

El formato E57 es el nativo del escáner láser 3D Faro, y una de sus grandes ventajas es que puede ser importado directamente en Archicad.

– Formato RCS/RCP(.rcs/.rcp)

ReCap es el software inteligente para crear modelos 3D con los programas del grupo Autodesk.  Convierte los archivos .e57  en .rcs. Y varios archivos .rcs, se agrupan en un único archivo .rcp.

Las acciones que el programa puede desarrollar son: Se puede importar a cualquier software de Autodesk para el diseño, como Revit , AutoCAD , Navisworks , Civil 3d o InfraWorks 

– Formato LAS ( .las )

LAS permite la compresión de archivos LAS voluminosos en archivos LAZ compactos que son solo del 10 al 20 por ciento del tamaño original, preservando con precisión cada bit y sin pérdidas.  LIDAR. Global Mapper v13.01 y posteriores pueden importar y exportar archivos en formato LAZ.

– Formato CSV (.csv)

Un CSV (Comma-separated values) representa datos en forma de tabla. Para ello, almacena la información alfanumérica, para que podamos crear capas.

  ¿Qué productos adicionales puedo obtener con la nube de puntos?

Lo más inmediato que podemos hacer con una nube de puntos es gestionarla directamente con nuestro software de modelado, pero a veces puede resultar interesante conocer otros caminos que nos aporten otro punto de vista o incluso ahorro de tiempo.  A partir de una nube de puntos y mediante el uso de software específico podemos extraer los siguientes productos:

– Ortofotografías en alta resolución de cualquier vista, proyección o sección.

Pueden resultar interesantes cuando necesitamos documentar zonas concretas de nuestro levantamiento como puede ser un alzado, una planta o una sección.

Ortofoto Planta Proyecto de Patrimonio

Malla 3D de elemento decorativo. Palacete de la Najarra

– Recorridos virtuales por la escena del levantamiento.

En ocasiones tenemos la necesidad de divulgar y dar a conocer de forma sencilla y clara el motivo del levantamiento y qué mejor opción que recreando un recorrido virtual a través de una cámara virtual.

– Mallas tridimensionales.

La complejidad geométrica de elementos concretos de nuestro levantamiento requeriría largos procesos de modelado que podrían resolverse inmediatamente con la generación de una malla extraída de la nube de puntos.

¿Cuáles son las ventajas o beneficios de la nube de puntos?

• Veracidad y coherencia en la toma de datos
• Rapidez en el levantamiento
• Informe de datos que puede acompaña al objeto/edificación durante todo el ciclo de vida
• Réplica digitalizada de la realidad, o lo que es lo mismo un gemelo digital del estado presente que puede ser repasado sin tener que volver al levantamiento de datos para su revisión o modificación.
• Accesibilidad a la información a todos los agentes intervinientes mediante alojamiento en servidores online.
• Facilita enormemente el trabajo de arquitectos, diseñadores, ingenieros, constructores o entidades que preservan diversos bienes de interés histórico-cultural

¿cuáles son las limitaciones de la nube de puntos?

Principalmente el gran tamaño de la nube de puntos, debido al almacenaje de sus millones de punto, requieren de software y hardware específicos, así como del know how para saber gestionarla, importarla y convertirla a otros formatos, según las necesidades.

Así que la clave está en las necesidades técnicas y de manejo principalmente. Confíe su levantamiento a especialistas con amplia experiencia ya que sabrán encontrar el equilibrio óptimo entre calidad/tamaño.

Qué problemas puede dar el trabajo con nubes de puntos y algunas soluciones

El principal miedo al trabajar con nubes de puntos, es debido al gran tamaño ligado a la potencia del ordenador de trabajo. En ocasiones nos encontramos con comentarios como

“recibí una nube de puntos y el ordenador no podía gestionarla”.

Aquí el consejo estrella, es divide y vencerás.

Cuando hablamos de división, nos referimos a dos posibles opciones:

• determina las áreas necesarias para la toma de datos y ajusta el tamaño de la nube de puntos según su utilidad (durante la captura de datos, como en el trabajo de procesado)
• divide el tamaño de la nube de puntos por plantas, o por trozos parciales del total.

Archicad por ejemplo aconseja que el tamaño de la nube de puntos máximo no supere los 4GB, aunque con ordenadores con procesadores eficientes, en nuestra experiencia, hemos indexado nubes de puntos con tamaños superiores (de hasta 10GB).  Si no es tu caso, simplemente reduce el tamaño de datos para su mejor procesado.

Programas como CloudCompare, Scene o Autodesk Recap,nos permite editar, modificar y convertir nubes de puntos a otros formatos compatibles o reducir el número de puntos para reducir el tamaño y hacerla más manejable en su manipulación.

Al realizar las importaciones parciales, se podrá trabajar de una manera más ágil, si lo haces con ArchiCAD con el uso de capas, y si trabajar con Revit por sus cajas de sección o enlaces.

Hoy nos centraremos en el tema de la sostenibilidad y la eficiencia energética de edificios, o lo que es lo mismo el 6D de la metodología BIM, donde podemos realizar el modelo energético del edificio. Este modelo no sólo nos será útil en fase de diseño, sino también en la fase de rehabilitación y demás fases del proyecto. Si quieres saber más sobre las 7Dimensiones de BIM.

¿De qué manera nos ayuda BIM 6D durante la fase de proyecto?

En fase de proyecto nos ayudará a determinar si el edificio es eficiente o cumple los requisitos necesarios para un determinado sello o certificación energética.

Realizaremos las simulaciones energéticas para obtener una previsión futura del coste energético del edificio (lo que gasta en ventilación, aire acondicionado, calefacción) y los KG CO2 /m2 año (calificación energética), ayudándonos así a escoger la solución que consideremos más óptima.

¿Para qué se utiliza el análisis energético durante la fase de rehabilitación?

El modelo energético para rehabilitación nos permitirá evaluar el impacto de esta acometida. Podremos comparar el estado actual con el estado futuro, obteniendo datos del ahorro energético y económico que supondrá realizar las diferentes actuaciones, por tanto, nos ayudará a escoger la solución más adecuada ya que nos permite comparar distintas alternativas.

Una excesiva esquematización y simplicidad de la representación digital del edificio da lugar, en ocasiones, a resultados alejados de la realidad, por lo que se requiere que el modelo 3D refleje lo más fielmente posible el emplazamiento original, los elementos de sombra, la envolvente del edificio, estructura, entre otras cosas, siendo útil para ello el escáner laser.

¿Cuáles son las Herramientas BIM  de las que disponemos para realizar el análisis energético de edificaciones?

Las plataformas de los softwares BIM tienen sus propias herramientas para realizar el análisis energético en el propio modelo. Insight y Green Building Studio, en Autodesk Revit, nos permite realizar un análisis energético preliminar de volúmenes, estudio solar, evaluación de las cargas energéticas del edificio, análisis de la insolación solar, etc.

Fuente: Autodesk, Introducción a la herramienta Insight

Ecodesigner, en Archicad, tiene la opción básica y la opción de pago con más funcionalidades. Nos permite realizar la evaluación del rendimiento energético del edificio y un análisis de los puentes térmicos, entre otras cosas.

Captura Green Building Studio

Captura Green Building Studio

Ecodesigner ArchiCAD

¿Pueden utilizarse otras herramientas externas para la certificación energética de edificios?

Si , otra opción sería exportar la información de nuestro modelo a otras herramientas externas específicas para realizar el certificado energético del edificios, como por ejemplo a la Herramienta unificada LIDER-CALENER (HULC) o a CYPECAD MEP.

Otras Certificaciones para promover buenas prácticas medioambientales:

CERTIFICACIONES LEED, GREED, PASSIVHAUS

Estas certificaciones, de carácter voluntario, promueven la sostenibilidad y las buenas prácticas medioambientales, comprendiendo todo el ciclo de vida del edificio, desde su construcción hasta la demolición. Se consigue así un valor añadido para diseñadores, constructores, promotores y usuarios.

Un modelo BIM certificado contiene la geometría, resultados de simulaciones energéticas, cálculos, especificaciones de los materiales y toda aquella información que justifique el cumplimiento de los requisitos de un sello o certificación.

La metodología BIM, va mucho más allá del modelado 3D.

En la actualidad su utilidad se extiende a lo largo de todas las fases  de una edificación, desde la del diseño y concepción del proyecto, pasando por la de construcción y mantenimiento hasta su demolición o reciclado.

Aunque para sacar el modelo tridimensional es suficiente con 3 dimensiones, cuando hablamos de sacar todo el rendimiento a BIM, a lo que nos referimos es, a toda la posibilidad de información que podemos adjuntarle.

En la era de la digitalización y  las recientes normativas de obligatoriedad en BIM, diversas fuentes (Transparency Market Research y Allied Market Research) realizan estudios para lanzar sus previsiones globales de crecimiento de la metodología BIM para el 2022 se prevee que alcance entre 11.5-11.7 billones US$, lo que establece el  crecimiento anual de éste sistema por encima del 20%.

En la actualidad, aunque en constante actualización, se hablan de 7 dimensiones BIM, aunque algunas fuentes llegan incluso a especificar los requerimientos y beneficios de hasta 10 dimensiones.  Así que el futuro es BIM y el momento de implantarlo es ahora.

Las Dimensiones en BIM:

–  1D Concepto, establecimiento de las bases para los proyectos colaborativos, como el Mandato BIM que realizó Cataluña.

– 2D Vectorización del Boceto, establecer el flujo de trabajo y los procedimientos organizacionales (plantillas) en torno a BIM de las distintas áreas de trabajo implicadas.

– 3D Modelado, requisitos paramétricos y espaciales para la construcción del gemelo digital del elemento con el software elegido. Coordinación de las distintas disciplinas (arquitectura, estructura e instalaciones), control de calidad y viabilidad constructiva y la preparación de la documentación para la comercialización.

– 4D Planificación, hace referencia a la dimensión temporal con el objetivo de establecer los plazos de ejecución y lograr que se cumplan. A menudo tiene en cuenta la logística de obra, planificando qué y cuándo se necesitan los medios auxiliares, definiendo el tiempo, duración y la fase determinada de utilización.  La utilidad del 4D es su dinamismo y la capacitación de anticiparse a los posibles conflictos, clash detection, que puedan surgir en obra, para ser subsanados en la fase de diseño, donde el coste es notablemente inferior que en la fase de ejecución.

– 5D Costes, la estimación y control de costes afecta sobre la rentabilidad del proyecto. En la quinta dimensión BIM, se generan presupuestos, se realizan los estudios de viabilidad económica, se gestionan las ofertas y contrataciones, así como lo relacionado con el retorno de la inversión y beneficios en general.

– 6D Sostenibilidad Energética. Hace referencia a todo lo relacionado con ecoeficiencia, certificaciones en sostenibilidad (Leed, Breeam, Passivhaus…), simulaciones sobre el comportamiento energético, o el llamado BIM verde. 

–7D Seguimiento/ Mantenimiento. Define la guía para alargar y mantener la calidad del proyecto una vez construido, incluye lo referente a  las inspecciones, reparaciones, etc. Para los propietarios es una de las dimensiones BIM más importante, ya que repercute en su utilidad y la gestión de los costes de conservación. Debe documentar todo lo necesario para la gestión del espacio y su mantenimiento. Aquí el objetivo es saber qué, cuándo y cuánto.

Fuente Imagen: Editeca

El mundo cambia rápido y es necesario la actualización de los profesionales para encarar las nuevas realidades con eficiencia.

En el sector de la construcción la aparición de algunas normativas, como por ejemplo la obligatoriedad de trabajar en BIM en determinados proyectos, empuja a los profesionales del gremio de la arquitectura y construcción a dar un paso más allá y profesionalizarse, especializarse, en la metodología BIM.

La implantación de BIM requiere de la adaptación profesional al entorno digital de los diferentes perfiles profesionales.  Eso repercute desde en la manera de trabajar, mucho más colaborativa, y la modificación de flujos de trabajo, permitiendo el desarrollo de nuevas funciones, habilidades y conocimientos específicos dentro del área BIM.

En el mundo BIM cuando hablamos de roles, no nos referimos a los títulos profesionales, sino más bien a las funciones asignadas a las personas o equipos, que pueden ser fijas o temporales. De hecho, no es extraño encontrar en el mundillo BIM a una misma persona con varios roles asignados. No todos los roles son iguales, aquellos con un nivel de especialización alto, a veces pueden ser subcontratados a profesionales externos, como en el caso del implementador BIM.

En ocasiones encontramos roles similares con distintos nombres, esto es habitual porque un rol de por sí, no dice nada, sino que un rol resulta relevante cuando está enmarcado e integrado en un proyecto, detallando unas funciones, habilidades o conocimientos técnicos u organizativos específicos.

Por ello, en BIM, no tiene tanta importancia los niveles jerárquicos, sino la contribución específica y colaborativa de los distintos agentes.

Pero, ¿cómo tener una idea sobre las diferencias entre los roles BIM? ¿de qué manera se puede adaptar mi perfil profesional a BIM?

A continuación, vamos a hacer un recorrido por los distintos roles relacionado con BIM, destacando los que, en nuestra opinión, nos parecen más relevantes.

Antes que nada, lo que debe quedar claro según la web de es.bim son las siguientes aclaraciones:

• La gestión de un proyecto BIM es llevada a cabo por todo el equipo de trabajo.

• Los roles de un proyecto BIM no son cargos en la empresa, son funciones y responsabilidades asignados en el equipo de trabajo.

• Un rol puede ser realizado por más de un miembro del equipo de trabajo.

• Cualquier miembro puede asumir más de un rol.

• Para que un rol pueda ser asignado a cualquier miembro del equipo, deberá ser competente para desempeñarlo.

• Los roles pueden pasar de una actividad a otra durante el ciclo de vida de un proyecto BIM.

Los Principales Roles de cualquier Proyecto BIM

Todo proyecto BIM contará con algunos roles fundamentales que se repetirán a lo largo del ciclo de vida, por supuesto no son los únicos roles que se pueden asignar a este tipo de proyectos, pero sí los más fundamentales.

1. BIM Manager o Director BIM 

El rol principal de un BIM Manager es el de coordinar y liderar la buena implantación de la metodología BIM en todo el proceso. Asegurando un buen flujo de comunicación, participación y distribución de recursos entre todas las partes involucradas y el modelaje del proyecto, compartiendo los beneficios y buscando soluciones ante las dificultades.

Las funciones, responsabilidades y competencias de un BIM Manager:

• Elaboración e implementación del BEP (BIM Execution Plan)
• Definir los estándares BIM durante todo el ciclo de vida del proyecto
• Definir los cronogramas, hacer su seguimiento y favorecer la buena comunicación entre las partes.
• Coordinar la asignación de funciones del resto de roles BIM del proyecto.
• Organizar y garantizar la formación necesaria, así como las condiciones contractuales y operacionales para las personas involucradas.
• Definir cómo realizar el intercambio de documentos entre programas, el más popular es IFC.
• Servir de nexo de unión entre las distintas especialidades para garantizar la coordinación del modelo colaborativo y anticiparse a las posibles interferencias.
• Planificar y hacer seguimiento de las acciones o estrategias necesarias para adecuar los procesos con los objetivos de dirección.
• Establece protocolos y estándares de uso para los diferentes agentes durante el ciclo de vida del proyecto en función de la orden de los cambios de información.
• Especificar los controles de calidad a efectuar a nivel de proyecto y hacer el seguimiento.
• Reportar sobre los resultados del proyecto

2. Facility Manager o Gestor de Servicios

El volumen de negocio del Facility Management en España supera los 70.000 millones de euros (Fuente: IFMA International Facility Management Association)

 Es una figura que va ganando notoriedad en el desarrollo de las estrategias de grandes corporaciones con gran dotación en recursos inmobiliarios.  El rol fundamental de Facility Manager abarca desde la optimización de los recursos destinado a renovación, reubicación de oficinas, conservación y/o reparación de las instalaciones y edificios.  El valor estimado que un buen facility management puede lograr, se enmarca en torno un 30%-35% del ahorro total de mantenimiento.

Hasta hace muy poco, no era una figura destacable, debido en parte a que no estaba bien definido su rol y el beneficio que puede aportar. A menudo encontramos empresas de servicios que se definen a sí mismas como “facility management”. Pero la gestión de servicios no es la única finalidad de un Facility Manager, en los últimos años ha ganado notoriedad, siguiendo la tendencia internacional de otros países donde la implantación de esta metodología nos lleva algunos años de ventaja.

Entre las funciones, responsabilidades y competencias del Facility Manager (gestor de servicios) destacan:

• Asegurar el buen funcionamiento y mantenimiento de todos los servicios de manera que satisfagan las necesidades organizativas, las de sus empleados y la de los clientes de una manera eficiente.
• Supervisión, Contratación y Gestión vinculada a los proveedores de servicios (desde la seguridad, limpieza, jardinería, recepción, catering, tecnología, mantenimiento, vigilancia, suministros, gestión de residuos y eficiencia energética, inspecciones y auditorías…)
• Controlar que toda la edificación y el espacio exterior cumpla con las normativas reguladoras de salud, seguridad y medioambiente.
• Planificar e Implementar acciones estratégicas cuya meta sea la optimización de recursos y la mejora en temas de eficiencia energética.
• Negociar y llevar a cabo nuevos proyectos de construcción, renovación o recolocación de edificios.
• Elaboración de informes y recomendaciones de mejora sobre cómo generar más valor añadido

3. Project Manager o Jefe de Proyecto

Un Project manager es la persona encargada de conseguir resultados estratégicos para negocios. Sus funciones por tanto están encaminadas a que los objetivos se cumplan, con los recursos asignados

Por lo tanto, las funciones y tareas del Director de Proyectos están relacionadas con:

• Liderarel equipo responsable de alcanzar los objetivos del proyecto.
• Coordinartodas las partes interesadas del proyecto.
• Controlarlos recursos asignados al proyecto con el fin de cumplir con los objetivos marcados.
• Gestionarlas restricciones (alcance, cronograma, costo, calidad, etc.) del proyecto.
• Aplicarun estándar para dirigir los proyectos, que en el caso de la Guía del PMBOK implica áreas de conocimiento como: integración, alcance, calendario, costes, calidad, personas, comunicaciones, riesgos y compras.

4. Modelador BIM

El modelador de BIM se encarga de representar el modelo en 3D, para ello debe estar especializado en construcción, ya que se modela, como se construye. El trabajo del modelador es fundamental para dar soporte a todas las disciplinas, ya que marca las bases del modelo sobre el que todo el mundo hará su colaboración según el nivel de detalle acordado (LOD), de forma constructiva y gráfica.

El modelador BIM, además de controlar la delineación en 3D, es el encargado de asignar la información a los elementos del modelo.

Las funciones principales de un modelador BIM van desde la creación y distribución de los modelos digitales hasta la resolución de los problemas de diseño de documentación y los detalles.

• Exportar del modelo 2D
• Creación de visualizaciones 3D, de los elementos de construcción y enlazar los datos al modelo
• Coordinación simultánea con todos los agentes intervinientes (arquitectos, ingenieros, contratistas, proveedores…)
• Conocimiento amplio de TIC, estándares abiertos y bibliotecas de objetos

5. Implementador BIM o Consultoría BIM

EL implementador o consultor BIM es un rol que a menudo se encuentra externalizado, ya que es la figura que ayuda a implantar la metodología BIM en una empresa. Su grado de especialización o habilidad a menuda se enmarca en tres grandes áreas: implementación estratégica, funcional u operativo.

Entre las Funciones de un Implementador BIM encontramos:

• Vincular la BIM en el ámbito estratégico, con
• el modelo de negocio de la empresa y con el funcionamiento interno.
• Dirigir las tareas de investigación y planificación implementación de futuras implementaciones.
• Buscar soluciones tecnológicas para implementar nuevos usos del BIM.
• Dirigir estudios de viabilidad o prototipos que permitan evaluar el éxito de futuras implementaciones.
• Traducir sus necesidades o requerimientos al lenguaje del BIM. Redacta los requisitos de
• información del contratante (Employer Information Requeriments – EIR).
• Redactar el Plan estratégico de implementación del BIM en un proyecto.
• Coordinarse con el BIM Manager o Director de proyecto para la consecución de objetivos.

Puede que también te interesen…

La herramienta definitiva para Arquitectura

En qué proyectos es útil el escaneado láser

BIM 4D y 5D Simulación Constructiva

Con demasiada frecuencia, los diseños se realizan sobre decisiones basadas en información incorrecta, debido principalmente a fallos en la toma de datos. Esto tiene fácil solución, la medición con escáner láser 3D permite hacer un levantamiento de datos preciso, fiable y rápido. El resultado es la denominada nube de puntos que puede ser gestionada directamente en CAD ó BIM.

Esto permite obtener un gemelo digital, tanto en la fase de diseño, construcción y mantenimiento obteniendo un fiel reflejo con la realidad. En BIM se habla mucho del ahorro y mejora: de reducir los costes por detección anticipada de errores, del incremento y mejora de la comunicación entre las partes involucradas, de contar con información consistente, veraz y actualizada. Todo el diseño de ese gemelo digital permite su verificación de las distintas disciplinas que lo integra y la identificación de conflictos a cualquier nivel.

El problema puede venir, cuando la rehabilitación o reforma de un inmueble se basa exclusivamente en la información (más o menos coincidente con la realidad) de planos de archivo existentes.

Caso Real de BIMnD: Diferencia entre escáner láser versus medición manual

Pero, ¿hasta qué punto tenemos certeza de que la información reflejada en esos planos es veraz y coincide con la realidad? Difícil de responder, sobre todo si tenemos en cuenta que muchas veces esas mediciones han sido tomadas de forma manual, con cinta métrica o puntero láser. y casi todos tenemos algún ejemplo, sobre todo en edificaciones antiguas y complejas, donde obtener una medición veraz y fiable ha sido difícil por la complejidad de la edificación, sino una epopeya épica por la limitación humana.

En el caso de los proyectos realizados en BIM, donde el objetivo es obtener una réplica virtual, del edificio en cuestión, la medición con escáner láser cobra más sentido y valor. Primero por su precisión y rapidez, frente a la comprobación de los planos existentes, para configurar el modelo BIM.

El punto de salida, al ser un reflejo fiel y real, ayuda a tomar decisiones desde el conocimiento y la confianza que solo nos da el escáner laser. Y no está de más recordar que, si las mediciones son la base de nuestro diseño de transformación o renovación, a más precisión en su cálculo, mejores decisiones podremos tomar. Tomar buenas decisiones tiene una influencia directa en todas las fases de proyecto.

ESCÁNER LÁSER VERSUS FOTOGRAMETRÍA

Con los avances tecnológicos y con las nuevas normativas, aplicables desde 2018 a los proyectos públicos de más 2 millones de euros, cada vez más profesionales del sector de la arquitectura y construcción, empiezan a considerar opciones más avanzadas, precisas y rápidas para el levantamiento de datos, mediciones, modelos en 3d y cálculos de volúmenes.

Tanto el escáner como la fotogrametría tienen usos similares, ambos persiguen el levantamiento de datos para su documentación y construcción del modelo tridimensional.  Las aplicaciones de ambos son extensas, desde la preservación del patrimonio, hasta acciones de documentación, conservación, rehabilitación y la creación de cartografías del territorio.

La gran pregunta que muchos profesionales, incluso puede que tú mismo, se hacen es para conseguir mediciones fiables y precisas. 

¿cuál es el mejor procedimiento?

Las principales variables a la alternativa tradicional para obtener mediciones y construir modelos tridimensionales, son la fotogrametría y el escáner láser 3d.

Aunque es habitual encontrar defensores de ambas modalidades, lo que es seguro es que todos los caminos pueden llevar a Roma, con mayor o menor esfuerzo.

A continuación, analizamos las ventajas y desventajas de estas dos técnicas con el objetivo de que puedas aplicarlos a tus propios proyectos y tomar la decisión que más te convenga según cada caso.

Fotogrametría vs escáner laser: qué son y para qué se utilizan

Pros y Contras de la Fotogrametría

La fotogrametría es una técnica para obtener mediciones, planos o incluso mapas a través de la realización y superposición de fotografías aéreas y/o terrestres desde diferentes puntos y ángulos que permiten sacar el modelo 3d de cualquier terreno, objeto o elemento.

Esta técnica consiste en la toma de fotogramas cuyas características son que tiene una distancia fija preestablecida y constante entre el plano negativo y las lentes. Para conseguir el modelo 3d a través de la fotogrametría se necesita hacer una comparación de las imágenes, de los pixeles, sombras, colores y coincidencias de los ángulos para después ser procesadas por el software necesario en la conversión del modelo tridimensional.

Aunque la fotogrametría puede ser útil para la preconcepción de los modelos 3d, especialmente en aquellos casos donde las texturas sean muy relevantes (como por ejemplo en el caso de algunas esculturas o fachadas muy ornamentadas). Como contraposición decir que la fotogrametría funciona bien en elemento planos o aquellos que permitan la captura de imágenes en 360º (de interior y exterior), ya que necesitamos el acceso a todos los ángulos del objeto para sacar el modelo en 3d, aunque en determinadas edificaciones o rehabilitaciones esto no es del todo posible, ni accesible. Al trabajar mediante imágenes, fotogramas, es capaz de obtener en detalle las texturas.

Para ir directamente al grano, veamos los más relevantes pros y contras.

Ventajas de la fotogrametría

• Ofrece una representación gráfica del terreno en forma actualizada
• Es fácil de obtener y tiene precios asequibles, una buena cámara y un software para el procesamiento de las imágenes y conversión al 3d es suficiente.
• Permite obtener información de zonas de difícil acceso (mediante drones, fotogrametría aérea)
• Útil en la representación de elementos con texturas características

Desventajas de la fotogrametría

• La dificultad de clasificación de algunos elementos (vegetación, la inaccesibilidad a todos los ángulos del elemento…)
• No permite efectuar mediciones con tanta exactitud
• La calidad de la cámara influye en el resultado. Así que, si los relieves son importantes en la documentación, habrá que invertir en buenos equipos y personal cualificado que pueda realizar la postproducción de los fotogramas
• Carece o no tiene demasiada información marginal
• Gran cantidad de trabajo en oficina de post-producción durante el proceso de elaboración de la nube de puntos

Pros y Contras del Escáner Láser:

El escaneado láser terrestre es un sensor activo de naturaleza topográfica que barre un área definida previamente por el software asociado, enviando ondas electromagnéticas al objeto. Se trata por tanto de un dispositivo de adquisición de datos masivos mediante rayos láser, los cuales permiten la obtención de la nube de puntos de forma tridimensional sobre la que poder empezar a dibujar. Es utilizado para capturar de forma rápida (hasta 10 veces más frente a otras formas tradicionales) las mediciones de objetos, edificios o vías urbanas y sirve de base para construir los modelos 3d de dichos elementos a alta definición.  Se caracteriza por su alta precisión +/- 2mm de margen de error y puede trabajar en condiciones climatológica adversas, incluso en ausencia total de luz.

El escáner láser actúa escaneando la superficie , horizontalmente abarca los 360º, mientras que la verticalidad alcanza solo 320º (no es posible abarcar el área de pie del escáner, a menos que se varíe de posición). La calidad de la resolución y la concentración de puntos en la nube variará en función del tiempo seleccionado de rango para dar una vuelta completa, en función de las necesidades de cada proyecto y del nivel de detalle requerido.

La nube de puntos puede obtenerse en color o en blanco y negro, sin afectar en número o forma a la cantidad de información y puntos recogidos en la nube.

Ortofoto Muralla

“El color, o la ausencia del mismo no influye en la calidad de la nube de puntos.”

Ventajas del Escáner Láser 3D

• Rapidez en la captura y procesamiento de datos ( hasta 10 veces más rápido)
• Seguridad en la recolecta de información necesaria, permitiendo reducir los tiempos de documentación y evitando volver a tomar los datos por ausencia de información durante la primera toma
• Exactitud en las medidas con un margen de error +/- 2mm
• Máxima Precisión
• Alta funcionalidad en el levantamiento, incluso ante la ausencia total de luz
• Documentación 360º en horizontal y 320º en vertical

Desventajas del Escáner Láser 3D

• Planificación previa de las posiciones de escaneado y de la resolución deseada para el nivel de detalle
• La nube de puntos de alta resolución requiere de equipos potentes para su procesamiento
• Alto coste de adquisición de equipos
• La compra de software específico y el tiempo de inversión en formación

Los usos más comunes del escaneado láser son versátiles, satisfaciendo desde a la industria de la construcción, arquitectos e ingenieros durante la fase de diseño (por ejemplo cuando se trabaja con partes o formas complejas) hasta otros que apoyan a la difusión, comunicación y rentabilidad. Desde apoyo a las campañas de promoción y venta en inmobiliarias, o la conservación y difusión de patrimonio u otros activos de interés cultural.

Aunque en la gran mayoría de los casos se pueden realizar la toma de datos con ambas técnicas,  encontraras defensores de ambas,  así que te animamos a testar la que mejor te encaje según el proyecto, el presupuesto, la urgencia de entrega o la dificultad/ accesibilidad.

Sección Galería

Algunas preguntas que pueden ayudarte a decidir la técnica más apropiada:

1. ¿ El tamaño del objeto a documentar influye en la elección del método?

En determinados elementos donde la textura o el nivel de detalle sea importante, la fotogrametría, al ser imágenes, puede darnos mejor resultado. La fotogrametría aérea puede obtener gran cantidad de datos y permite medir, con bastante precisión (dependerá de la calidad de la cámara ) grandes extensiones, en contraposición , la legislación no permite sobrevolar núcleos urbanos, por lo que su uso puede estar limitado.

EN el caso del escáner, tiene un alcance más limitado que el Drone , requiriendo por tanto mas posiciones para barrer la misma cantidad basta de superficie (sobretodo aplicado a grandes extensiones).

2. ¿ En qué casos y de que forma se recomienda el trabajo combinado de los dos métodos?

Cuando se necesita documentar gran volumen de datos (volúmenes, relieve, mediciones) y combinarlo con el gran detalle de las texturas de fotogrametría o incluso con la opción de fotogramas aéreos.

Para la toma de datos de grandes extensiones, donde el nivel de detalle de la nube de puntos, no es tan relevante, se aconsejaría fotogrametría. Por otro lado, hemos hablado que el margen de error del escáner láser es +/-2mm, por lo que  en el caso de elementos con detalles inferiores a 2mm, también recomendaríamos la combinación de ambos. Se trata de combinar lo mejor de cada uno, el escáner láser por su rápida toma de datos y su rápidez de procesamiento de la nube de puntos, y la fotogrametría para el trabajo de los detalles de las texturas.

2. ¿La iluminación influye en la elección de la técnica para el levantamiento?

Ya hemos resaltado que el escáner láser trabaja bien incluso en situaciones adversas como la ausencia total de luz. La fotogrametría, en cambio, requiere de ciertas condiciones de luminosidad para obtener una buena calidad. Es cierto que la calidad de la cámara a veces puede solventar ciertos problemas lumínicos, pero siempre será necesario algo de luz, ya que en el proceso de yuxtaposición de los fotogramas, las sombras son importantes para hacer coincidir las imágenes.

3. ¿ existen superficies más o menos amigables con cada técnica?

La fotogrametría no funciona demasiado bien en superficies lisas, metálicas o de plástico, mientras el escáner láser no da lo mejor de sí en superficies muy reflectantes (espejos y superficies muy brillantes). Ninguna es imposible para ninguno de los métodos, todo se puede hacer aunque requerirá de mayor recursos de personal o mayor inversión de tiempo de edición y producción.