Escaneo Láser: Cuando 5 Centímetros Importan

Introducción

Cuando un proyecto complejo de reconstrucción del gobierno requirió un modelo 3D completo, Terra Modus, una empresa pionera en captura de Lituania, utilizó una combinación de tecnologías de escaneo láser de Trimble para ahorrar un tiempo valioso.

El modelo 3D previo y posterior a la construcción resultante fue fundamental para ayudar a identificar los problemas de diseño y las discrepancias significativas en cómo se construyó, y también proporcionó una versión sobre cómo se construyó el nuevo exterior para usar en tareas de mantenimiento y operaciones futuras.

Antecedentes

La sede anterior del Instituto de Geología en Vilna, Lituania, se transformó para  responder a las necesidades únicas del Servicio de Protección de Dignatarios (DPS) del país que brinda protección a los Jefes de Estado de la República de Lituania, a los visitantes dignatarios extranjeros y a importantes eventos públicos.

El edificio necesitaba acomodar una variedad de actividades, desde el entrenamiento con armas hasta el almacenamiento de información confidencial y clasificada. El plan de renovación incluyó agregar una planta de energía solar en el techo y una ampliación de edificio, hacer adaptaciones para las necesidades de las personas con discapacidad, actualizar oficinas y salas de reuniones, además de agregar un campo de tiro y archivos seguros.

Como uno de los primeros usuarios de tecnología de escaneo en Lituania, se contrató a Terra Modus en 2019 para escanear el interior y el exterior completos de la estructura existente de 6,310 metros cuadrados antes de que comenzara la construcción, mientras que los planos de planta 2D existentes se usaron para determinar las alturas y distancias para el rediseño inicial.

^{El edificio existente se escaneó antes de la construcción con los escáneres láser Trimble X7 y TX8; se construyó un modelo 3D utilizando los datos escaneados.}

La solución

El escaneo láser es un método rápido y altamente preciso para recopilar datos completos para interiores y exteriores de edificios. La nube de puntos resultante se utiliza para crear un modelo 3D, útil para identificar posibles problemas de diseño y exponer las discrepancias en la construcción según obra.

“Los modelos 3D brindan información valiosa a lo largo de la duración de los proyectos de construcción, desde el diseño hasta la construcción, y ayudan a mantener la construcción a tiempo, dentro del presupuesto y fiel a la forma”.

— Martynas Valauskis, Jefe del Centro de Inspección, Terra Modus

Como su primer gran trabajo BIM, el edificio DPS representó una oportunidad para que Terra Modus realizara la recopilación de datos con un escáner láser en lugar de utilizar técnicas de topografía tradicional, proporcionando un ahorro de tiempo exponencial en un proyecto tan grande y complejo.

Terra Modus utilizó los escáneres láser Trimble^® X7 y TX8 para escanear el exterior del edificio en el otoño de 2020. El TX8 fue el escáner principal para el exterior debido a su precisión y alcance. Dado que el edificio tenía cinco pisos de altura y cubría dos bloques, las capacidades de largo alcance del TX8 ayudaron a acelerar la recopilación de datos.

“Usamos escáneres láser de Trimble debido a su precisión y velocidad”, dijo Valauskis. “El compensador vertical del X7 se asegura de que todos los puntos estén nivelados, y el TX8 recopila muy rápidamente mientras entrega datos de alta calidad”.

El X7 se utilizó para capturar detalles en superficies exteriores oscuras y brillantes, gracias a su alta sensibilidad. Entre los dos escáneres, el exterior completo del edificio fue escaneado por dos personas en solo seis horas. Todo el escaneo se logró instalando equipos en las aceras sin interferir con el tráfico en las concurridas calles que rodean la zona de construcción.

El escaneo del interior se hizo piso por piso a medida que avanzaba la construcción. Una habitación típica de 50 metros cuadrados se escaneó en 10-15 minutos y requirió configuraciones de 3-4 estaciones. Cada uno de los cinco pisos tomó cuatro horas para escanear con el X7 e incluyó colocar objetivos en paredes y columnas para un mejor registro.

Se empleó el X7 para el interior porque el software Trimble Perspective comenzó el registro en el sitio, requiriendo solo una verificación rápida en la oficina antes de enviar los datos al equipo de modelado. En total, el tiempo para completar el modelo de cada piso fue de tres días, incluida la recopilación de datos.

Una estación total mecánica Trimble M3 facilitó la transferencia de la red de control desde los puntos de control proporcionados por el cliente para conectarse a la red de control de Terra Modus. Valauskis explicó: “Un enfoque alternativo habría sido pedirle a un topógrafo que inspeccionara algunos puntos de control y nos los diera, o podríamos haber obtenido coordenadas con un GPS y compararlas con los escaneos más tarde, pero el M3 ahorró tiempo y nos dio tranquilidad de saber que nuestro control fue bueno desde el principio.”

Una vez que se completó la construcción, se volvió a escanear todo el exterior a principios de 2022 para crear un modelo 3D como referencia para el mantenimiento y las operaciones futuras. Se entregó al cliente el modelo 3D y la nube de puntos registrada para que pudiera actualizar su BIM.

^{Después de la construcción, se tomaron medidas de control adicionales utilizando tecnología de escaneo láser para detectar cualquier desviación significativa del modelo de diseño.}

El resultado

“En el proyecto DPS, nuestro modelo 3D mostró que cada piso era 5 cm más alto que el diseño indicado, lo que tuvo un impacto significativo en muchas cosas, incluidas las escaleras prefabricadas”, dijo Valauskis. “Usando nuestro modelo 3D y nuestra nube de puntos, los diseñadores ajustaron todo en el modelo BIM. Tomó tiempo, pero el problema se resolvió en la computadora y no fue necesario tratarlo en el sitio de construcción”.

Terra Modus fue uno de los primeros en adoptar el escaneo láser, comenzando en 2007 con pequeños proyectos como escanear escaleras en edificios patrimoniales en proceso de renovación. Rápidamente se dieron cuenta de que la recopilación de datos con un escáner láser es más rápida que la topografía tradicional y que el ahorro de tiempo se acumula, especialmente en proyectos grandes como el edificio DPS.

^{Una vez finalizada la construcción, el edificio se escaneó nuevamente y el modelo 3D final se transfirió a los diseñadores y se integró en el BIM.}
Además, el volumen de datos es mayor con un escáner láser y no hay lagunas de datos. Se necesitan más configuraciones con una estación total para obtener una cantidad equivalente de datos, y si falta algo, significa otro viaje de regreso al sitio. Los escaneos más rápidos también significan menos tiempo dedicado a sitios de construcción peligrosos y menos interferencia con los contratistas.

Instantánea del proyecto

• Escaneo completo interior y exterior de una estructura existente de 6,310 metros cuadrados
• El exterior del edificio fue escaneado por dos personas usando dos escáneres en solo seis horas.
• Cada modelo de piso tomó tres días en total, incluida la recopilación de datos.
• Reveló que cada uno de los cinco pisos del edificio era 5 cm más alto que el diseño indicado, impactando significativamente los elementos prefabricados
• En Lituania, todos los proyectos de construcción de más de 10 millones de euros requieren el uso de BIM y, con el tiempo, el requisito de costo se reducirá a un millón de euros.

Productos utilizados

• Escáneres láser Trimble X7/TX8
• Estación total mecánica Trimble M3
• Software Trimble Perspective