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Lo último en tecnología de drones

Conoce lo último en tecnología de drones

“Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre cómo planificar y ejecutar proyectos de construcción.” 

Según un estudio de McKinsey, el sector de la construcción se enfrenta a una gran ineficacia. Los grandes proyectos de construcción suelen tardar un 20% más de lo previsto en completarse y se salen hasta un 80% del presupuesto.

En comparación con otros sectores, la industria ha tardado en adoptar las nuevas tecnologías digitales, a pesar de que los beneficios a largo plazo son significativos. Ha llegado la hora de la disrupción. Y según el estudio, los drones comerciales -o vehículos aéreos no tripulados (VANT)- son clave para ello.

De acuerdo a un artículo de construccionlatinoamerica, los drones, también conocidos como vehículos aéreos no tripulados (UAV), han existido en la industria de la construcción durante varios años, pero solo en tiempos más recientes su uso se ha vuelto más aceptado y sus beneficios se comprenden casi universalmente.

Desde 2018 hubo mucha expectación en torno a los drones, Algunas empresas de construcción ya se han subido al carro de los drones profesionales. En 2018, este sector experimentó un aumento del 239% en la adopción de tecnología de drones. En su informe sobre el impacto de los drones, PwC afirma que el uso de drones a lo largo de un proyecto de construcción proporciona un registro inigualable de todas las actividades; reduce los costos de planificación y peritaje; aumenta la eficacia y la precisión, y elimina las disputas sobre el estado de un proyecto en un momento dado. No es de extrañar que un programa de drones sea actualmente una inversión estupenda para las empresas de construcción.

La evolución de la tecnología de drones

¿Cómo se utilizan los datos de drones en el sector de la construcción?

Los drones se utilizan principalmente en el sector de la construcción con fines topográficos y de inspección. Los drones están equipados con sensores apuntando hacia abajo, como RGB, multiespectrales, térmicos o LIDAR, y pueden captar gran cantidad de datos aéreos en poco tiempo.

Obtención de información real con fotogrametría

Durante un reconocimiento aéreo con dron y cámara RGB, el terreno, sus características y los edificios se fotografían varias veces desde distintos ángulos, y cada imagen se etiqueta con coordenadas. En primer lugar, estas imágenes geoetiquetadas de gran detalle pueden utilizarse para activos e inspecciones, por ejemplo, de tejados de edificios o zonas de difícil acceso. También pueden utilizarse para monitorear zonas a larga distancia, como hileras de vegetación, carreteras y vías férreas.

Ilustración de fotogrametría

Fuente: wingtra.com
Los drones toman imágenes desde múltiples ángulos. A partir de estas imágenes, el software de fotogrametría crea mapas en 2D y 3D con información de geolocalización.

Llevando la tecnología un paso más allá, el software de fotogrametría puede combinar las imágenes para generar mapas 2D georreferenciados, elevaciones y modelos 3D. Estos mapas pueden utilizarse para extraer información como distancias precisas, así como mediciones superficiales y volumétricas.

Este punto de vista está respaldado por Pascal Martínez, director de desarrollo de OEM en Bentley Systems. Cuando se le pregunta si los drones son más aceptados en la construcción ahora, responde enfáticamente: “Sí. Los drones han evolucionado increíblemente en los últimos diez años y, con precios más bajos y mayor facilidad de uso, se están convirtiendo en una herramienta clave para monitorear el progreso de la construcción.

“Por supuesto, se utilizan principalmente en la construcción horizontal y el trabajo estructural en la construcción vertical, pero hay nuevos drones que también pueden volar en interiores. Y su utilización se puede combinar con el escaneo láser 3D para crear un modelo real completo de un sitio de construcción. Un factor clave de esta adopción es también la autonomía, ya que elimina la necesidad de un piloto experto y permite la repetición de vuelos y la adquisición a gran velocidad”.

A medida que la tecnología se ha desarrollado, también lo ha hecho la velocidad a la que se pueden procesar los datos: los datos se pueden cargar en la nube y estar disponibles poco después para su evaluación gracias a la potencia de procesamiento fácilmente disponible. Algunos contratistas incluso vuelan varios vuelos en un día y los cargan simultáneamente.

¿Qué tipo de empresas de construcción se benefician de la tecnología de drones?

Las empresas que construyen y gestionan grandes infraestructuras como carreteras, vías férreas, puentes, presas, embalses de agua, aeropuertos, complejos industriales, explotaciones de petróleo y gas, así como complejos energéticos tienen un potencial considerable para utilizar los datos de los drones con el fin de optimizar sus operaciones.

 
Long corridor mapping

Fuente: wingtra.com

Este tramo de carretera (7 km, 4,3 millas) se capturó en un solo vuelo con el dron WingtraOne utilizando su función de mapeo de corredores.

La complejidad y envergadura de estos proyectos los expone a muchos retos que esta tecnología puede ayudar a resolver, como largos y costosos estudios, detección precoz de errores de construcción, penalizaciones por incumplimiento de plazos, falta de comunicación entre partes interesadas y contratistas, y evaluación volumétrica. También puede ayudar a las partes interesadas a realizar levantamientos topográficos eficaces para evitar responsabilidades financieras posteriores a la construcción por falta de mantenimiento y los consiguientes daños al medio ambiente.

Los drones también pueden abrir nuevas aplicaciones que antes eran muy difíciles o costosas para acceder o seguir de cerca. Piensa en el monitoreo o inspección de zonas de difícil acceso o en el análisis y optimización de entornos que cambian rápidamente, como las obras de construcción.

Ventajas de usar la tecnología de drones en construcción

1. Adquisición de imágenes rápida, reproducible y a la carta

En una obra siempre hay un contratista, una empresa de ingeniería, una empresa de movimiento de tierras y varios subcontratistas para ejecutar trabajos especializados. Además de implicar a muchos equipos, los plazos son ajustados y requieren registros actualizados con frecuencia para impulsar las decisiones y alinear a las múltiples partes interesadas.

Aquí es donde radica una de las principales ventajas de los drones para los jefes de obra. Los drones proporcionan una imagen completa de la obra a la carta y en pocas horas.

Las imágenes nítidas y detalladas producidas por los drones permiten a los responsables de la obra seguir el progreso de los trabajos y tomar decisiones precisas basadas en datos actualizados y mapas completos reconstruidos de la obra, en lugar de basarse en planos o datos incompletos que pueden no reflejar la realidad.

Las imágenes aéreas también sirven de ayuda visual a la hora de comunicarse con todas las partes, para que todos puedan ver por sí mismos lo que ya se ha hecho y lo que queda por hacer.

2. Datos precisos y completos

Además de disponer de fotografías aéreas detalladas, los mismos datos recopilados por un dron en un solo vuelo proporcionan un mapa completo del lugar con puntos GPS, en 2D y 3D. Estos mapas permiten medir con precisión distancias, superficies, elevaciones y volúmenes. A partir de ahí, el software de fotogrametría también genera modelos de elevación, como modelos digitales del terreno (MDT) y modelos digitales de superficie (MDS).

Con los drones, ya no es necesario volver al lugar de trabajo si se ha omitido un punto de datos. Bacon Farmer Workman (BFW) es una empresa de ingeniería y topografía del Medio Oeste de EE.UU. que se dedica a la elaboración de levantamientos topográficos de alta calidad para clientes del sector de la construcción: «Antes se solía pasar por alto algún punto de referencia, como una boca de alcantarilla. Y necesitaban conocer su ubicación, así que alguien tenía que conducir hasta el punto, instalar el equipo y obtener las coordenadas». explica Jacob Cash, Director del Departamento de Cartografía Móvil y LiDAR de BFW.

«Con esta tecnología [drone], ya no hacemos eso. Simplemente recibo una llamada o un correo electrónico y alguien me dice: ‘Oye, esa alcantarilla, ¿puedes darme un informe sobre x,y,z? Y en cuestión de minutos, puedo tenerlo».

Jacob Cash
Director del Departamento de Cartografía Móvil y LiDAR de BFW
 

3. Ahorro de tiempo y dinero

Los drones reducen considerablemente el tiempo dedicado a la recopilación de datos sobre el terreno y los costos de mano de obra asociados. Hades Geodeesia, una empresa de topografía de 30 años de antigüedad, utiliza drones para proporcionar datos topográficos precisos para la construcción de una gran autopista en Estonia: «No tiene sentido salir a la calle y caminar durante tres o cuatro horas para conseguir unos 500 puntos y hacer cálculos», afirma Vaiko Veeleid, Director General de Hades Geodeesia.

Point cloud of a highway construction from a drone survey

Reproducir vídeo

Recorrido aéreo por una carretera de 22 km de longitud. La nube de puntos generada contiene 1.200 millones de puntos, con una GSD de 1,2 cm/px (0,4 pulg./px), lo que permite realizar mediciones precisas.   tardó nueve horas con un dron WingtraOne el recopilar estos datos sobre el terreno.

En cambio, puedo coger el dron y volar durante media hora, procesar los datos y obtengo los mismos o mejores resultados que de la forma ordinaria.

Vaiko Veeleid
Hades Geodeesia
 

Las grandes obras públicas de Noruega también se benefician mucho de esta tecnología. La Administración de Carreteras Públicas de Noruega empezó a utilizar drones para realizar levantamientos topográficos periódicos durante la construcción de carreteras.

Tradicionalmente me llevaría unos cinco días sobre el terreno con un escáner obtener los datos que conseguimos en una hora con un dron WingtraOne, y luego tendría que editarlos después.

Gry C.S. Kjellsmoen
Ingeniero Jefe de la Administración de Carreteras Públicas de Noruega

Al final, los datos de los drones ahorran tiempo y dinero en todas las fases de un proyecto de construcción y por una serie de razones que podrían englobarse en cualquiera de las seis ventajas enumeradas.

 

4. Mejor documentación y conciliación más rápida con los subcontratistas

Un levantamiento topográfico fácil y repetido significa que el emplazamiento tendrá una documentación más completa a lo largo de su ciclo de vida.

En los casos en que un proyecto avanza sobre una construcción defectuosa, es difícil, si no imposible, rastrear dónde se cometió el error o quién lo cometió. Los datos de los drones proporcionan documentación clara, precisa y recuperable en puntos frecuentes del proceso de construcción. Esto permite a las partes interesadas revisar y señalar dónde se produjeron errores y resolver estas disputas fuera de los tribunales, ya que las pruebas son más claras.

Otra ventaja de una mejor documentación es que los datos recopilados pueden analizarse para extraer enseñanzas y compararlos con fines de evaluación comparativa.

5. Acceso remoto al estado actual de la obra

En la actualidad, los responsables del BIM, los topógrafos y los gestores de las oficinas centrales tienen que desplazarse físicamente o depender de los trabajadores en el sitio para obtener información sobre el avance de las obras. Al tener a alguien en el sitio pilotando el dron y capturando imágenes, podrás ver el progreso de los proyectos directamente en tu computadora, evaluarlo y discutirlo con los jefes de obra como si estuvieras en el sitio.

Remote access of construction survey

Las plataformas basadas en la nube, como DroneDeploy, permiten a las partes interesadas acceder al progreso de la construcción desde cualquier lugar.

De este modo, los drones permiten a los directivos tener un punto de contacto ligero sobre las actividades de sus unidades de negocio en varios países o regiones y obtener información que normalmente no podrían obtener sin viajar, o sin la buena voluntad de otras personas.

6. Aumento de la seguridad

Poder vigilar e inspeccionar lugares o zonas de difícil acceso en medio de la maquinaria sin entrar en ellos reduce obviamente la exposición de los trabajadores a los accidentes.

A esto hay que añadir que la seguridad en una obra también consiste en asegurar la zona de trabajo para que solo pueda acceder a ella el personal cualificado. Así, las imágenes de drones pueden ayudar a localizar más rápidamente una brecha en el perímetro de un lugar, evitando la entrada de civiles y posibles accidentes.

Pero las mayores mejoras de seguridad se encuentran en las inspecciones y las labores de mantenimiento. En lugar de trepar por postes eléctricos, utilizar cuerdas para inspeccionar las características de una instalación o trabajar a lo largo de carreteras muy transitadas, los trabajadores pueden volar un dron e inspeccionar imágenes sin ponerse en peligro.

Futuras aplicaciones de la tecnología de drones

El potencial de esta tecnología va incluso más allá de monitorear y optimizar un sitio de construcción. Una de las formas en que se puede usar es ayudar a crear y actualizar modelos 3D.

“Esta retroalimentación del campo aprovecha múltiples técnicas, pero las empresas ahora están haciendo del modelado y la topografía de la realidad un componente esencial de este proceso, con una adopción cada vez mayor de escáneres láser 3D, drones, cámaras de lapso y fotogrametría”, dice Martínez de Bentley.

“Además, la topografía no solo se usa para monitorear el progreso y controlar la calidad de la construcción, sino también para crear instantáneas en 3D en hitos clave del proyecto, que se pueden archivar y reutilizar durante el mantenimiento y las operaciones. También se utiliza para actualizar los modelos de diseño para mantener los gemelos digitales siempre vigentes y mejorar la comunicación entre diseñadores y constructores”.

Por el momento, en la mayoría de los países, un dron solo puede volar hasta un punto en el que permanece en la línea de visión del piloto, pero eso puede cambiar, dice McGinn de Cyberhawk. “Creo que eventualmente cambiaremos a vuelos remotos, lo que será transformador en términos de productividad para proyectos de ingeniería civil lineal como carreteras y vías férreas”, dice.

Además de esto, cree que “en los próximos cinco a diez años, veremos un uso generalizado de drones para la entrega, lo que respaldará los métodos modernos de construcción. Los datos del sitio recopilados por drones alertarán a los activos de fabricación fuera del sitio cuando se requieran instalaciones como baños o sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, y los drones se utilizarán para entregar esos materiales en el momento adecuado”.

La construcción es una industria fracturada, con un solo proyecto a gran escala que comúnmente tiene numerosos contratistas e incluso más subcontratistas trabajando en él. Múltiples partes interesadas pueden dificultar el intercambio de datos pero, dice Ruggiero de Pix4D, “las plataformas de construcción también se están volviendo más fáciles de integrar, lo que nos ayuda a apoyar a nuestros clientes que trabajan con múltiples productos y proveedores de servicios”.

Otro cambio potencial podría ser el cambio hacia LiDAR, que utiliza la luz de un láser para recopilar medidas. Por el momento, la mayoría de los drones usan fotogrametría, que proporciona modelos terrestres consistentes. Greenberg de Trimble dice que LiDar tiene ventajas, pero un cambio no ocurrirá por un tiempo todavía.

“Cuando vuelas un dron con LiDar, tiene muchas ventajas: puede penetrar el follaje, pero debes tener orientaciones realmente precisas y la precisión no es tan buena como la que podemos obtener de la fotogrametría”, dice..

“Si el precio fuera correcto y el LiDar fuera lo suficientemente bueno, estoy seguro de que tendríamos todos los drones con LiDar y fotos, así que tal vez dentro de cinco o diez años. Pero no veo que LiDar sustituya a la fotogrametría por nuestras aplicaciones en un futuro cercano”.

Sin duda, habrá cambios tanto en los drones físicos como en el software en el futuro, así como en la forma en que se utilizan los datos. Sin embargo, una cosa que permanecerá constante es que esta rama de la tecnología de la construcción se utiliza para mantener el mundo ‘real’ y el mundo digital en sintonía. Por ejemplo, el vuelo de un dron un domingo por la noche proporcionará datos precisos para todo un equipo el lunes por la mañana sobre el estado exacto de un proyecto.

Como dice Greenberg, “el mundo real y el digital se desincronizan todo el tiempo. Cuando ves que el mundo real y el digital están divergiendo, es una forma de volver a unirlos”. A medida que la influencia del mundo digital crece cada vez más en la construcción, será cada vez más importante tener la capacidad de asegurarse de que este mundo y el mundo físico “real” sean iguales.

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