Cómo elegir un escáner láser 3D para tu proyecto

Nadie toma esta decisión empezando por elegir una tecnología de escaneo. Lo primero que surge es un proyecto: un edificio ocupado que hay que modelar antes de una reforma, un corredor ferroviario que hay que inspeccionar entre cierres de línea, un montón de material que hay que medir antes de que acabe el mes.

El escáner es la herramienta que permite realizar ese trabajo con la tolerancia exigida en el contrato y en el tiempo disponible.

El escáner adecuado no es necesariamente el que tiene mayor alcance, la nube de puntos más densa o la cifra de precisión más baja indicada. Es aquel sistema que genera datos fiables para el resultado requerido en las condiciones reales del proyecto.

Por eso, esta guía está organizada según el proceso real de toma de decisiones. Parte del tipo de proyecto y del resultado que este genera, orienta a cada uno hacia la solución que más le conviene y, solo entonces, compara las plataformas y las especificaciones.

Si primero quieres que te expliquemos la tecnología subyacente, nuestra guía sobre el funcionamiento de la tecnología LiDAR aborda los aspectos físicos; este artículo da por sentados dichos conocimientos y se centra en la elección.

Empieza por el resultado final, no por el escáner

Anota todo lo que sale de tu oficina al finalizar el trabajo. Un modelo «tal y como quedó» de una sala de instalaciones, un plano de planta, una cifra de volumen para una pila de material, una comprobación de conflictos con respecto a un diseño, una superficie topográfica, un registro patrimonial. Esa única frase establece la precisión que necesitas, la densidad que necesitas y, lo que es igual de importante, la densidad que no necesitas.
 

La razón por la que esto es lo primero es que las especificaciones de escaneo son abiertas. Muchos escáneres pueden generar nubes de puntos densas. Muy pocos proyectos las necesitan. Un plano de planta necesita una geometría que se mantenga tras ser aplanada en líneas bidimensionales. Una comprobación de colisiones necesita que el trazado de la tubería esté en el lugar correcto, dentro de una tolerancia que el ingeniero ya haya establecido. Decidir cuál es el resultado final convierte una comparación abierta en una delimitada, y una comparación delimitada suele tener una respuesta obvia.

La pregunta clave no es «¿Qué escáner recopila más datos?», sino «¿Qué sistema produce la información que requiere el proyecto, con la precisión necesaria y con un esfuerzo aceptable tanto sobre el terreno como en el procesamiento?».

Busca tu proyecto en esta tabla

Estos son los casos de uso que representan la mayor parte del trabajo de cartografía 3D, junto con el resultado que ofrece cada uno y la plataforma más adecuada para cada caso. Busca la fila que más se acerque a tu proyecto y la lista de opciones ya se habrá reducido a uno o dos sistemas.

La descripción completa de cada escenario, con los flujos de trabajo y el software que los sustenta, se encuentra en la página de soluciones de cartografía móvil en 3D y captura de la realidad. A continuación se explica lo que esa página no aborda: cómo saber en qué escenario te encuentras realmente y qué debes comprobar antes de dar el paso.

Cartografía de interiores y documentación de la obra terminada

Los interiores son el caso en el que el método de escaneo viene determinado por el edificio y no por las especificaciones. Hay que montar un trípode, moverlo y volver a montarlo en cada habitación, y en un edificio ocupado eso supone una semana entorpeciendo el paso a la gente. En su lugar, se recorre el espacio con un escáner SLAM portátil, por lo que un piso que normalmente requeriría un día de interrupción de las actividades se escanea en una hora, y las escaleras, los peldaños y las salas de máquinas se incluyen en el escaneo en lugar de omitirse.

El resultado suele ser un registro «tal y como está construido»: una nube de puntos para la planificación de reformas, la gestión de instalaciones o un flujo de trabajo «Scan-to-BIM». Cuando el trabajo se realiza íntegramente en interiores, el RS7 es la opción más adecuada. Cuando el mismo trabajo se realiza tanto dentro como fuera del edificio, el RS10 incorpora GNSS RTK, de modo que la trayectoria recorrida permanece vinculada a un marco de referencia conocido en el exterior y, una vez dentro, se basa únicamente en SLAM.

Digitalización hacia BIM y construcción inteligente

La cuestión aquí no es la cobertura, sino la tolerancia. Un modelo BIM creado para la detección de colisiones incorpora una tolerancia establecida por el ingeniero, y esa cifra determina si una trayectoria recorrida a pie es suficiente o si las zonas críticas también requieren mediciones estáticas. En la práctica, muchos proyectos combinan ambas técnicas: mediciones manuales para el volumen del edificio y mediciones con trípode para los pocos lugares en los que una colisión resultaría costosa.

Este enfoque híbrido suele ser más eficiente que aplicar el método de escaneo de mayor precisión a todas las partes del proyecto.

Cartografía de corredores, ferrocarriles e infraestructuras

Las obras lineales son el único caso en el que la longitud del proyecto se convierte en una ventaja en lugar de un coste, siempre que la plataforma pueda seguir avanzando. Una carretera, un corredor ferroviario o un túnel captados en una sola pasada a velocidad de circulación suponen un rendimiento que ningún otro método puede igualar, y un sistema multiplataforma como el AlphaUni 20 (AU20) está diseñado precisamente para ello, incluyendo la capacidad de alternar entre el uso en vehículo y el uso aéreo en un mismo proyecto.
 

Vale la pena conocer los límites antes de comprometerse. Se obtiene lo que es visible desde la carretera, la plataforma tiene que poder llegar hasta allí, y la precisión depende del posicionamiento y de la solución inercial, más que del escáner por sí solo. Los tramos sin acceso para vehículos suelen ser la razón por la que un proyecto de corredor acaba requiriendo también el uso aéreo en parte del recorrido.

Por lo tanto, la elección no siempre se reduce a vehículo o aerial. Muchos proyectos de corredores de gran envergadura combinan varias plataformas en función del acceso, los requisitos de seguridad y el resultado final.

Minería, terreno y silvicultura

La elección de los emplazamientos abiertos depende de la superficie y de los obstáculos que haya. En el caso de zonas abiertas más extensas, el LiDAR con UAV suele ser el método más eficaz, especialmente cuando el terreno, la vegetación o las condiciones de acceso hacen que el levantamiento topográfico sobre el terreno resulte ineficaz. Sobre la vegetación, el LiDAR tiene una ventaja, ya que los pulsos láser suelen permitir obtener información del terreno allí donde los métodos ópticos tienen dificultades. Eso es lo que hace que una misma plataforma sirva tanto para calcular los volúmenes de las reservas como para evaluar la biomasa.
 

La elección dentro de la gama aérea es una cuestión de tamaño del bloque y altura de vuelo más que de precisión: el AlphaAir 6 es adecuado para el trabajo rutinario en emplazamientos y terrenos, y el AlphaAir 15 Pro es la opción de largo alcance cuando el bloque es lo suficientemente grande como para que volar a menor altura requeriría demasiadas salidas. Ambos requieren un marco operativo: planificación de vuelos, permisos, condiciones meteorológicas y un tamaño mínimo del proyecto por debajo del cual la operación no resulta rentable.

Cuatro preguntas que reducen aún más las opciones

Una vez que sepas en qué escenario te encuentras, hay cuatro preguntas que determinan qué sistema se adapta mejor a él:

¿Qué tamaño tiene el lugar y cómo está distribuido? Lo que importa no es la superficie, sino la forma: los lugares lineales favorecen a quien ojea sin dejar de moverse, mientras que los lugares compactos favorecen a quien se queda quieto.
 

¿Cómo es el acceso? ¿ Puedes montar un trípode varias veces, o se trata de un lugar con mucha actividad, congestionado o inseguro para permanecer de pie durante mucho tiempo? ¿Hay cielo abierto para el GNSS, o estás en un interior, bajo un dosel o bajo tierra?

¿Qué tolerancia se establece en el contrato? No la tolerancia que te gustaría, sino la que se va a comprobar. Un trabajo con precisión milimétrica en los cimientos de una máquina y uno con precisión centimétrica en el trazado de una carretera son contratos diferentes.

¿Quién procesa los datos y de cuánto tiempo dispone? Esta es la pregunta que más se suele pasar por alto y, por lo general, es la que determina si la compra de un escáner ha sido una buena inversión. Un método que ahorra una hora sobre el terreno y añade un día en la oficina no supone ningún ahorro.

Las cuatro plataformas, una al lado de la otra

La misma información desde otra perspectiva, para aquellos lectores que ya saben qué plataforma están barajando y quieren saber cuánto les va a costar.

La mayoría de las organizaciones que realizan análisis periódicamente acaban optando por dos de estas opciones en lugar de una sola, ya que las compensaciones son reales y ninguna plataforma por sí sola cubre todos los escenarios de la primera tabla.

No existe una única plataforma que sea óptima para todas las combinaciones de precisión, cobertura, acceso y coste.

Precisión en la ficha técnica y precisión in situ

La precisión especificada se mide en condiciones que no se darán en tu proyecto. Se trata de una cifra real y útil a efectos comparativos, pero describe una única medición realizada sobre una superficie uniforme, a una distancia determinada y en condiciones controladas. La cifra que determina si tu producto final cumple los requisitos es diferente, y se calcula a partir de cuatro factores.

La propia medición de distancia, que es lo que recoge la especificación. El registro que vincula escaneos independientes o una trayectoria recorrida a pie en un único sistema de coordenadas, lo que en muchos proyectos aporta más error que la propia medición de distancia. La georreferenciación que vincula toda la nube de puntos a coordenadas del mundo real, que es donde la calidad del GNSS y los puntos de control cobran importancia. Y la propia superficie, ya que las superficies oscuras, húmedas, brillantes y con ángulos de incidencia rasantes devuelven menos señal que el objetivo de prueba utilizado para la especificación.

La consecuencia práctica: al comparar dos escáneres con una precisión declarada similar, la pregunta más útil es cuál de ellos te proporciona un registro justificable de los otros tres aspectos. Un sistema que informa de la calidad de su trayectoria y te permite contrastarla con puntos de control tiene más valor en un proyecto que va a ser auditado que uno con una cifra nominal ligeramente mejor.

Los gastos que no forman parte del precio de compra

Tiempo de procesamiento. Pregunta cuánto tarda un conjunto de datos representativo desde su descarga hasta que se obtiene el resultado, utilizando el equipo que ya tienes. Pide que te lo enseñen en lugar de que te lo expliquen con palabras.
 

Software. Averigua si el procesamiento está incluido o se licencia por separado, y si los formatos de exportación son compatibles con el software que utilizan realmente tus clientes sin necesidad de un paso de conversión que provoque la pérdida de información.
 

Correcciones. Cualquier método que se base en el GNSS depende de una fuente de correcciones, ya sea una estación base local, un servicio de red o correcciones transmitidas por satélite. Esto supone un coste operativo y, en algunas regiones, un problema de disponibilidad.
 

Formación y tiempo del personal. Los métodos con dispositivos portátiles son fáciles de aprender a manejar, pero lleva más tiempo aprender a utilizarlos correctamente; la diferencia se aprecia en la nube de puntos, en forma de lagunas de cobertura que se detectan una vez que el equipo ha abandonado el emplazamiento.
 

Almacenamiento de datos. Las nubes de puntos de densidad completa se acumulan rápidamente, y el archivo suele ser una obligación contractual más que una opción.

Tres proyectos y el escáner ideal para ellos

Reforma de un edificio de cuatro plantas, en uso. El resultado esperado es un modelo «tal y como está construido» para la coordinación del diseño. El recinto está delimitado, el acceso es complicado, la tolerancia es del orden de centímetros y no es posible cerrar el edificio. La tecnología SLAM portátil es la solución ideal: la cobertura es completa, el equipo no molesta a los ocupantes durante una semana y la tolerancia está perfectamente dentro de los límites.
 

Un corredor viario de 30 km para el diseño de un repavimentado. El resultado esperado es un modelo de superficie a lo largo de un activo lineal a cielo abierto. El escaneo montado en vehículo es la solución adecuada, ya que es el único método que convierte la longitud del emplazamiento en una ventaja en lugar de en un coste.
 

Un levantamiento de aceptación de los cimientos de una máquina. El resultado esperado es un pequeño número de mediciones con una tolerancia muy ajustada, que se someterán a verificación. El escaneo con trípode, o en algunos casos una estación total en lugar de un escáner, es la solución adecuada. Este es el caso en el que el método de mayor rendimiento no es la respuesta correcta.

Qué debes preguntar antes de comprometerte

Pide que te hagan una demostración en una obra similar a la tuya, en lugar de en una sala de exposición, y solicita los datos brutos de la misma, no solo la cifra final. Pregunta cuál es la precisión cuando la trayectoria es deficiente, en lugar de cuando es buena, porque ese es el caso que determinará un resultado en disputa. Pregunta cómo es el flujo de trabajo cuando algo falla en la obra y con qué rapidez se da cuenta el equipo. Pregunta quién se encarga del soporte técnico tanto del software como del hardware, y desde dónde.
 

Un escáner láser 3D es una herramienta de producción más que una simple compra, y el adecuado es aquel que se adapta al proyecto, a la obra y a la oficina que lo gestiona. Si estás sopesando sistemas concretos, la gama de LiDAR y escáneres 3D de CHC Navigation abarca plataformas portátiles, montadas en vehículos y aéreas, y nuestra nota sobre la captura de la realidad explica qué ocurre con la nube de puntos una vez finalizado el escaneo.

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Acerca de CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) desarrolla soluciones avanzadas de cartografía, navegación y posicionamiento diseñadas para aumentar la productividad y la eficiencia. CHCNAV, que presta servicio a sectores como el geoespacial, la agricultura, el control de maquinaria y la autonomía, ofrece tecnologías innovadoras que potencian a los profesionales e impulsan el avance del sector. Con una presencia global que abarca más de 140 países y un equipo de más de 2.200 profesionales, CHC Navigation es reconocida como líder en el sector geoespacial y más allá. Para obtener más información sobre CHC Navigation [300627.SZ], visite: https://geospatial.chcnav.com/about/overview