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Diccionario técnico

NUBE DE PUNTOS: Qué es y para qué sirve

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Desde hace unos años, nos encontramos en plena conversión al mundo digital. Siendo necesario realizar una Transformación Digital de los entornos analógicos cuyo primer paso es la obtención de la Nube de Puntos. Desde DRONICA llevamos a cabo este proceso con distintos dispositivos dependiendo de las necesidades del cliente: con la utilización del escáner láser terrestre o manual y/o la fotogrametría digital aérea o terrestre. A continuación vas a aprender qué es y para qué sirve la NUBE DE PUNTOS.

1. ¿Qué es una nube de puntos 3D?

Una nube de puntos 3D es el primer producto resultante del escaneo láser o la fotogrametría digital. Se compone por millones de puntos posicionados tridimensionalmente en el espacio, formando con exactitud milimétrica una entidad física y representando su superficie externa. La nube de puntos 3D contiene una amplia información métrica sobre las superficies escaneadas, así como la relativa a su color y reflectividad del material.

2. ¿Para qué sirve obtener una nube de puntos 3D a las empresas?

El objetivo principal de obtener una nube de puntos 3D es facilitar el trabajo a empresas de diferentes sectores, así como obtener productos rápidos, reducir costes, reducir tiempos de elaboración de proyecto y obtener resultados de mejor calidad, con gran nivel de detalle.

3. ¿A partir de qué tecnologías se obtiene?

  • El escáner láser 3D es un dispositivo de adquisición de datos masivos, que nos reporta una nube de puntos generada tridimensionalmente, a partir de la medición de ángulos y distancias, mediante un haz de luz láser.
  • La fotogrametría digital es aquella que utiliza múltiples imágenes de un objeto desde diferentes ángulos, para generar una nube de puntos 3D del objeto de gran calidad métrica.

4. ¿En qué sectores se utiliza? ¿Y en qué momento del proyecto?

Los sectores donde se utilizan las nubes de puntos son muy amplios, comprendiendo desde el sector industrial, hasta energía, minería, arquitectura o construcción, etc.

Utilización de nubes de puntos 3D según la fase de proyecto:

  • Etapas de estudios y planeamiento de proyectos: Donde el diseño conceptual es fundamental, así como el cálculo de estructuras, diseño de instalaciones, o la coordinación 3D para analizar interferencias antes de la ejecución.
  • Construcción: Seguimiento de la obra con la toma de medidas más precisas, mayor uniformidad y control del avance de la obra, certificaciones, etc.
  • Integración de una nueva construcción en otra antigua: La utilización de las nubes de puntos junto con la tecnología BIM, permite crear prototipos digitales de elementos físicos para coordinar diferentes trabajos en entornos ya construidos, sustitución de maquinaria, reformas, ampliaciones, etc.
  • Tras la construcción: Control de deformaciones y construcción del objeto con el paso del tiempo, comparando las nubes de puntos con el diseño original o el diseño teórico, mantenimiento, etc.

5. ¿Qué productos se generan a partir de las nubes de puntos 3D?

  • Mallas 3D: Esta malla se considera como un proceso secundario tras la nube de puntos, nos permite pasar de un modelo 3D formado únicamente por puntos, a un modelo 3D de malla formado por pequeños planos poligonales (triángulos). Esta malla se trata de un objeto cerrado que se adapta a la forma real del objeto medida en la nube de puntos.
  • Ortoimagen: Se trata de una representación bidimensional de imagen (jpg, png, bmp, etc.) de una vista ortogonal del entorno escaneado, donde cada elemento representado se encuentra en verdadera magnitud, teniendo la misma validez que una medida en un plano clásico. Por tanto, podemos tomar medidas reales sin estar en el lugar in situ. Además, podemos generar ortoimágenes por cada plano de interés, ya sean, alzados o secciones, éstas últimas muy utilizadas para análisis geométricos o de deformaciones.
  • Mapas de deformaciones: con la aplicación de patrones cromáticos a las nubes de puntos mediante software específicos, podemos detectar o resaltar deformaciones de las superficies escaneadas. Además, podemos comparar las discrepancias morfológicas entre el modelo escaneado y un modelo teórico. Estos mapas son esencial para realizar análisis de planitud, pendientes, deformaciones estructurales, desplomes, etc.
  • Recursos multimedia y realidad virtual: El nivel de realismo que graban los últimos dispositivos de escáner láser con imágenes HDR, nos permiten generar recursos multimedia de calidad para comunicar diferentes tipos de información, desde imágenes realistas del estado actual de un entorno u objeto a vídeos de recorrido virtual por las nubes de puntos.

6. ¿Cuáles son los principales beneficios de utilizar las nubes de puntos 3D?

La utilización de las nubes de puntos va a generar algunos beneficios y ahorro de tiempo, gracias necesitar menores tiempos en la toma de datos o en realizar mediciones, menos utilización de mano de obra en el diseño y generación de un proyecto, minimización de errores, etc. Lo que en general supondrá un gran ahorro económico a la empresa.

  • 60% ahorro en la toma de datos
  • 40% ahorro en el modelado y diseño
  • 25% minimizar errores
  • 20% ahorro económico

7. Ejemplos de nube de puntos 3D

  • Ayuntamiento de Cartagena 
    • Escáner láser: Faro FocusS
      • Precisión de distancias de hasta ±1mm
      • Resolución 12mm a 10m
      • Compensación in situ
      • Fotografías HD en color

  • Catedral de Murcia
    • Escáner láser: Leica RTC360
      • Resolución 12mm a 10m
      • Registro en campo VIS (Visual Alignment)
      • Compensación in situ
      • Fotografías HD en color

8. Conclusiones

La nube de puntos 3D es una herramienta con gran potencial para las empresas, que les ayudaría en diversos ámbitos de sus proyectos, mejorando sus productos finales, reduciendo costes y tiempos y finalmente obteniendo resultados de mejor calidad.