Aplicaciones de la Tecnología LiDAR en la Construcción 4.0

En mí último artículo he presentado las diez principales tecnologías que se han consolidado.

Son tecnologías que han alcanzado un grado de madurez suficiente y están listas para aplicarse en la operación de nuestras empresas. En particular, las diez tecnologías descritas son las de mayor aplicación en la industria de la construcción. La adopción de estas tecnologías son el proceso de Transformación Digital hacia una Construcción 4.0. En esta oportunidad profundizaremos sobre una de ellas como es el caso de la tecnología LiDAR.

La tecnología LiDAR no es una tecnología nueva. LiDAR proviene del acrónimo inglés Light Detection and Ranging. El principio de funcionamiento consiste en un emisor Laser cuyo haz reflejado por un objeto es capturado por un receptor.
Con este concepto existen tres aplicaciones posibles:
• Determinación de rangos (topografía y altimetría)
• Propiedades químicas del objetivo (por diferencial de absorción de frecuencias)
• velocidad del objetivo (por efecto Doppler).
La primera de las aplicaciones es la más adoptada en la industria de la construcción. La aplicación para medir distancias fue desarrollada en la década de los 60 mientras que los sistemas para topografía y altimetría comerciales recién aparecieron a principio de los años 90. Desde entonces la tecnología ha evolucionado muy rápidamente cambiando principalmente la forma de trabajo de los profesionales de la agrimensura.
La primera aplicación inmediata fue en los instrumentos de topografía y nivelación. Las estaciones totales de escaneo pasaron a tomar un rol relevante en la profesión. La posibilidad de capturar una cantidad importante de información en un tiempo reducido fue determinante para su adopción. Más aún la posibilidad de realizar altimetrías con un equipo LiDAR montado en una avioneta permitiría tener relevamientos de una alta precisión en cuestión de horas. Con la mejora y la simplificación de los dispositivos LiDAR pasaron a tener un costo, tamaño y peso reducidos. Actualmente es posible conseguir equipos LiDAR para montar en drones desde USD 100.
Quisiera comentarles dos aplicaciones muy concretas y reales de esta tecnología. Dos casos de uso que fácilmente pueden implementar en su próximo proyecto y evidenciar los resultados rápidamente para empezar a transitar el camino hacia una Construcción 4.0. En primer lugar, el Control de Movimiento de Suelos en proyectos de ingeniería y en segundo lugar, el Escaneo de Estructuras en 3D. Ambos usos están siendo adoptados rápidamente por el bajo costo de inversión y el fuerte impacto en la rentabilidad de los proyectos.
El Control de Movimiento de Suelos en obra siempre es un punto cuestionado. En una oportunidad nos solicitaron controlar el movimiento de suelos que certificaban los subcontratistas de transporte en un proyecto vial. El objetivo era controlar los volúmenes de material extraídos de la cantera próxima al proyecto y los volúmenes descargados en la progresiva correspondiente. Se decidió utilizar un dron equipado con tecnología LiDAR y un software de procesamiento de imágenes disponible en el mercado para este propósito. Luego de capacitar al personal se estableció una rutina de tres vuelos semanales de dos horas. Las imágenes y nubes de puntos obtenidas eran procesadas por el software elegido y en un promedio de cuatro horas se lograba una visión completa del terreno en 3D. Con esta información un analista de obra determinaba los volúmenes en cada sitio con ayuda del software. Así fue posible reducir las diferencias en un item muy importante de obra cuyo desvío impactaba en forma profunda en el margen del proyecto.
Otra aplicación muy interesante es el Escaneo de Estructuras en 3D. Permítame citar un ejemplo. Hace unos meses un cliente nos comisionó la inspección y el relevamiento de varios puentes vehiculares. Muchas de las estructuras tenían varias décadas y la documentación había sido extraviada. El desafío era conseguir un relevamiento rápido y detallado de las dimensiones de la estructura sin cortar el tráfico que circulaba por la carpeta superior e inferior. Con esta información nuestros equipos de trabajo debían modelar la estructura y analizar las nuevas condiciones de uso a la que estaba sometida la estructura. Recurrimos a la tecnología LiDAR a través del uso de una Estación Total de Escaneo 3D junto con un software de procesamiento de imágenes y nubes de puntos.

Vista superior con el detalle de las 36 posiciones que fueron seleccionadas para la captura de datos por la Estación Total de Escaneo 3D.

En cuatro horas pudimos realizar el escaneo de toda la estructura determinando 36 posiciones de escaneo para la Estación Total (Figura 1). Luego tomó otras 8 horas de procesamiento de las nubes de puntos obtenidas con una precisión +/-5mm. Esta información fue el punto de partida para que nuestros proyectistas puedan modelar en CAD la estructura con todos los detalles necesarios, realizando cortes y vistas según fuese requerido durante el proyecto sin necesidad de concurrir nuevamente al campo a tomar alguna medida faltante (Figura 2). Todos los detalles estaban incluidos en la nube de puntos: flecha, altura de tablero, voladizos, columnas, estribos, etc.

Vista capturada desde la Posición 32. Se observa la medición de la altura libre de paso a través del visualizador de la estructura escaneada en 3D.

Estos dos casos de uso de la tecnología LiDAR son casos concretos que impactan en la productividad y la rentabilidad de los proyectos. Como siempre la tecnología por sí misma no es suficiente. Gestionar el cambio en la empresa acompañando la introducción de esta tecnología con capacitación y una cultura de innovación y constante experimentación son fundamentales.