Mapeo para cada tipo de proyecto de construcción
STRABAG, una importante empresa constructora austriaca, ha estado utilizando drones durante los últimos cuatro años y ha descubierto que el mapeo de drones ahorra tiempo y reduce considerablemente el riesgo. En algunos casos, la tecnología también produce resultados que nunca antes habían sido posibles con los métodos topográficos tradicionales.
Después de más de cuatro años de trabajar con Pix4D y probar otras opciones, la conclusión de STRABAG es: “Pix4D es muy fácil de usar para mapear y procesar”.
STRABAG utiliza Pix4D desde hace varios años y ha utilizado el mapeo en cientos de proyectos con tecnología de fotogrametría. En este artículo, nos enfocamos únicamente en tres:
Información sobre STRABAG
Con sede en Austria, STRABAG cuenta con más de 72,000 empleados y ofrece servicios en todo el mundo. Su división de drones tiene su sede en Regensburg, Alemania, y se enfoca en el mapeo de infraestructuras como carreteras y puentes, la medición de existencias y el monitoreo de sitios de construcción.
La división de drones está formada por un equipo de seis personas que se encargan de la gestión de proyectos de mapeo complejos y a gran escala en todo el mundo. Esta escala se logra en parte mediante la capacitación de las unidades de negocio de STRABAG para mapear proyectos con sus propios drones. Las unidades de negocio gestionan más de 40 proyectos al mes, un número que continúa creciendo.
Mapeo de drones y software de fotogrametría Pix4D
Los resultados y la compatibilidad con un flujo de trabajo existente son solo dos de los factores que se toman en cuenta en el momento de elegir una solución de software. Para el equipo de STRABAG era importante que cualquier software fuera fácil de usar, produjera resultados confiables y fuera compatible con otro software como CAD y BIM. Además de ser fácil de usar, el software tiene que integrarse perfectamente con los flujos de trabajo de construcción existentes y ampliarse para manejar el creciente número de proyectos.
Después de comparar otras soluciones de software, STRABAG elige Pix4D. "Tenemos mucha gente en nuestra empresa; la optimización del flujo de trabajo es importante para nosotros, y Pix4D es uno de los programas más fáciles de usar", comenta Thomas Groeninger, Jefe de la División de Vehículos Aéreos no Tripulados de STRABAG.
Pix4Dengine: integración optimizada para las empresas
Para proyectos complejos y a gran escala, la necesidad de acelerar los tiempos de procesamiento y de agilizar los flujos de trabajo significa que las soluciones empresariales de Pix4D se convirtieron en la elección correcta para STRABAG. El sistema de procesamiento de Pix4D se adapta a las necesidades de STRABAG y está alojado en un servidor de informática seguro en la nube. Los equipos obtienen el beneficio de una mayor flexibilidad y de una reducción en los tiempos de procesamiento.
Photogrammetric surveying in inaccessible assets for infrastructure modernization
Road construction with bridge renovation in Colombia
The state of Antioquia in northwest Colombia is a mountainous and densely forested region. STRABAG has been contracted to plan, build, finance and operate 176 kilometers of motorway winding through this difficult terrain. The Autopista al Mar 1, as the road is known, connects the state capital, Medellin, and the municipality of Bolombolo.
Project information
| Project type | Highway construction and modernization |
| Location | Columbia |
| Project size | 176 km |
| Number of images | More than 20 bridges mapped with up to 2,000 images per location |
| Resolution | GSD ~1.2 pixels per centimeter |
| Workflow | DJI Inspire 1 drone with an X3 camera operated by the Pix4Dcapture app + GCPs |
| Software | Pix4Dengine Pix4Dcapture |
La Autopista al Mar 1 consiste en la construcción de 75 kilómetros de nueva carretera, así como la renovación de 65 kilómetros de la carretera existente, un túnel y la reconstrucción de más de 20 puentes. Los puentes son la clave para el éxito del proyecto; sin embargo, los detalles técnicos eran mínimos. Para mapear todos los elementos (incluidos los cimientos, los pilares y el terreno circundante), STRABAG utilizó drones y el software Pix4D.
“Con los drones, pudimos volar alrededor de los puentes y obtener una visión completa de la infraestructura: los lados, la parte inferior y el terreno. Al final, se cuenta con muchos más datos de los que se obtendrían con los métodos tradicionales de medición, y todo se hace más rápido", dice Thomas.
La inspección de puentes puede ser un proceso complejo, costoso y largo
Con los métodos tradicionales de medición, la inspección de puentes es un proceso complicado, costoso y requiere de mucho tiempo. También es peligroso, con riesgos potenciales que incluyen el tráfico y las ubicaciones vulnerables. Thomas explica: "Si tomas los puntos con un GPS móvil tienes que caminar en el tráfico. Es muy peligroso y a veces imposible. Con los drones, puedes volar alrededor del puente mientras el tráfico sigue circulando. Por eso es mejor volar con un dron y utilizar el mapeo fotogramétrico que hacer uso de los métodos tradicionales de medición”.
Además, algunas áreas del puente son imposibles de mapear con los métodos tradicionales. Thomas agrega: "Con los métodos tradicionales, tenemos que medir cada punto del puente. Si el puente tiene 100 metros de ancho y 200 metros de largo, tenemos que medir un punto cada metro y en cada orilla. Tenemos que medir cada vez más puntos con los métodos tradicionales de la estación total. Este proceso lleva tiempo y no es suficiente porque no podemos medir puntos bajo el puente, ni la columna del puente, ni la viga debajo del puente. Solo podemos medir por donde podemos caminar, lo cual significa que únicamente obtenemos datos sobre las superficies del puente. Además de las limitaciones de los métodos tradicionales de levantamiento topográfico, el terreno demasiado escarpado donde se llevó a cabo este proyecto en Colombia también era restrictivo, ya que era inaccesible para los topógrafos convencionales. Tuvimos que recurrir a una tecnología diferente.”
Retos que se enfrentan en el mapeo de un puente en terreno escarpado
El proyecto presentó retos y se complicó debido al terreno montañoso. Los problemas que enfrentó el equipo incluyen:
- Los cimientos y pilares del puente se tuvieron que mapear en modalidad de vuelo libre con la herramienta Pix4Dcapture app.
- Debido a que tanto los cimientos como los pilares se encontraban en el área de interés,puntos de control terrestre (GCP) se tuvieron que colocar tanto en plano horizontal en la carretera como en plano vertical en los pilares del puente. Además, no había ninguna red de conexión GNSS, lo que significaba que los GCP debían medirse utilizando estaciones totales.
- El área tenía una vegetación muy densa que tenía el potencial de generar ruido y efectos inconvenientes en las nubes de puntos 3D. Sin embargo, con la solución de Pix4D’s rayCloud, es fácil editar las nubes de puntos y generar modelos precisos.
Optimización de procesos con el software de mapeo de drones Pix4D
Todas las imágenes recopiladas se procesaron con el software de mapeo Pix4D y generan modelos 3D precisos y muy detallados de los puentes existentes, así como ortofotografías con referencias geográficas del área circundante (resolución o la [distancia de muestreo del suelo (GSD)].(https://support.pix4d.com/hc/en-us/articles/202559809-Ground-sampling-distance-GSD- "Ground Sampling Distance") de 1.2 pixeles por centímetro). Los modelos 3D ayudaron al equipo a visualizar en detalle las áreas de interés y, posteriormente, planificar de manera eficiente el proyecto de construcción con mediciones precisas y cálculos de volumen. Se vectorizaron las nubes de puntos 3D para obtener las líneas del puente y se utilizaron los DTM generados para calcular volúmenes.
Para STRABAG, el software Pix4D agilizó el proceso y redujo el tiempo de mapeo que requería cada puente. "En comparación con otros programas de fotogrametría, Pix4D demostró ser más rápido. Sus características automáticas integradas, como el marcado automático de los GCP, reducen considerablemente los tiempos de procesamiento manual. Se puso a prueba otro software en proyectos anteriores, pero resultó ser más lento o tuvo problemas para alinear estructuras complejas como los puentes", confirma Thomas.
El uso de drones para este proyecto no solo se tradujo en ahorros de tiempo y dinero, sino que también midió lo que de otro modo hubiese sido imposible de medir. Como ya hemos analizado, pocas industrias son tan complejas o potencialmente riesgosas como la de la construcción.
El monitoreo de los movimientos de tierra es un 80% más rápido
Manejo de movimientos de tierra en Alemania
Cuando esté terminada la planta de investigación de iones y antiprotones en Darmstadt, Alemania, será uno de los aceleradores de partículas más grandes y complejos del mundo. La pieza central será un anillo acelerador con una circunferencia de 1,100 metros. La construcción del ‘FAIR Ring’ es solo una parte del proyecto. En este proyecto, de cuatro años de duración, intervienen diez países, por lo que es esencial efectuar un monitoreo fácil y eficiente de los movimientos de tierra.
Información del proyecto
| Tipo de proyecto | Construcción de una instalación de gran tamaño |
| Ubicación | Darmstadt |
| Tamaño del proyecto | 30km² |
| Número de imágenes | 1,800 imágenes por mes |
| Resolución | GSD ~1.3 pixeles por centímetro |
| Flujo de trabajo | Microdrones MD4-1000 drones con cámara Sony RX1 R2 42 MP + GCP en los paneles |
| Software | Pix4Dengine |
Para tener datos actualizados y poder calcular los cambios de volumen generados en el transcurso del tiempo, STRABAG vuela drones sobre el área al final de cada mes. Estos procesan las imágenes recopiladas con el software Pix4D para calcular los Modelos digitales del terreno (DTM) y calcular los volúmenes para estimar los cambios. Estos cambios se pueden compartir fácilmente con las partes interesadas, como los gerentes de proyectos y los contratistas. El software también sirve como un registro del proyecto, así como para documentar el avance del trabajo de acuerdo con el tiempo establecido y el plan.
Drones and Pix4D represent a significant time saving, delivering results up to 80% faster than traditional methods. A single survey using standard techniques would take approximately two weeks. However, with a drone, STRABAG can fly the area in one day and process images in another. “We need two days in total for flying and processing compared to two weeks — that is why we are using drone technology. We save a lot of time, and the accuracy is good,” explains Thomas.
Mayor eficiencia en la documentación de proyectos a gran escala
Construcción de una presa en Kenia
La presa de Thiba, en Kenia, cambiará la fisonomía de la región. Con un suministro de agua seguro durante todo el año, será posible lograr una segunda cosecha cada año.
Antes de que la construcción pudiera comenzar, STRABAG tuvo que mapear 8 kilómetros cuadrados del área alrededor de la presa. El uso de drones era la forma más eficiente y rentable de obtener una imagen aérea y crear modelos 3D del terreno.
Información del proyecto
| Tipo de proyecto | Construcción de la presa |
| Ubicación | Kenia, región de Nairobi |
| Tamaño del proyecto | 8km² |
| Número de imágenes | 6,500 |
| Resolución | GSD ~2.4 pixeles por centímetro |
| Flujo de trabajo | Dron Inspire II con una cámara X4S + GCP hechos de concreto |
| Software | Pix4Dengine |
STRABAG colocó una serie de GCP para mapear con precisión este proyecto de gran escala y obtener datos con referencias geográficas. Sin embargo, la medición de los GCP representó un reto inmediato. La aplicación de marcas sobre el terreno para los GCP era imposible, ya que todas las mañanas caían fuertes lluvias que borraban las marcas, lo que significaba que los datos recopilados un día no podían compararse de forma confiable con los datos recopilados al día siguiente.
El equipo encontró una solución construyendo unos GCP de concreto que finalmente les permitieron obtener las mediciones y estar seguros de su exactitud. El proceso de desarrollo y medición de los GCP duró tres semanas; sin embargo, una vez que se colocaron los GCP, solo se necesitaron tres días para volar y recopilar imágenes de toda la zona. Al equipo le tomó una semana procesar el gran número de imágenes con Pix4D.
Debido a que el proceso de marcado de los GCP resultó ser tan complicado, STRABAG decidió buscar una solución más eficiente en función del tiempo y recientemente hizo la prueba con el sistema de referencia geográfica PPK-Direct con sus drones. "Este sistema GPS es muy compatible con el software Pix4D. Lo sometimos a prueba y obtuvimos muy buenos resultados. Calcular la calibración ya no es necesario en Pix4D. Se obtiene información de los GPS integrada en el archivo de imagen con una precisión de menos de dos centímetros. Así podremos reducir nuestros GCP y ahorrar una cantidad considerable de tiempo en el futuro. Por ejemplo, en este proyecto ya no necesitaríamos 100 GCP, sino solo 20", explica Thomas.
Diferentes proyectos, una sola herramienta
A primera vista, los proyectos que se presentan aquí son muy diferentes en escala, complejidad y ubicación. Sin embargo, para mayor eficiencia en la recopilación y el procesamiento de datos, STRABAG se basa en la misma caja de herramientas: los drones y el software de mapeo de drones Pix4D.
