Gerardo Miguel Chavarri De Lemos - La realidad aumentada como medio de visualización del modelo BIM en la construcción
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Este documento describe el desarrollo de herramientas de visualización de modelos BIM mediante realidad aumentada para su uso en obras. Se exploran tres casos de uso: una maqueta virtual, un recorrido virtual y una inspección aumentada. El objetivo es permitir la exploración, visualización y superposición del modelo BIM sobre el entorno real para facilitar la comprensión, detección de conflictos y control de calidad.
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- 2. MOTIVACIÓ “La adopción de BIM en la industria tiene el potencial de cambiar significativamente el flujo de trabajo y el proceso de entrega del proyecto” Hardin & McCool Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 2
- 3. DISEÑO EJECUCIÓN TECNOLOGIA CONCLUSIONESDESARROLLOPROBLEMA 3Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 4. OBJETIVO GENERAL Estudio y desarrollo de herramientas de visualización de modelos BIM mediante tecnologías de realidad aumentada para su uso en obras TECNOLOGIA CONCLUSIONESDESARROLLOPROBLEMA 4Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 5. ‣ Explorar ‣ Visualizar ‣ Superponer ‣ Aplicar ‣ Reflexionar OBJETIVOS ESPECÍFICOS TECNOLOGIA CONCLUSIONESDESARROLLOPROBLEMA 5Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 6. TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO REALIDAD AUMENTADA 6Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 7. SOFTWARE UTILIZADO ▸ Diseño 3D fotorrealista ▸ Entornos virtuales ▸ Animación ▸ Renderizado ▸ Iluminación ▸ Herramientas preprogramadas. MOTOR DE VIDEOJUEGOS MULTIPLATAFORMA TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 7Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 8. SOFTWARE UTILIZADO SOFTWARE DE MODELADO BIM TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 8Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 9. SECUENCIA DE DESARROLLO TECNOLOGIAPROBLEMA DESARROLLO CONCLUSIONES 9Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 10. 1- MAQUETA VIRTUAL Se exploran dos tecnologías de realidad aumentada con el objetivo de introducir la información geométrica de los distintos elementos presentes en el modelo BIM. 10Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 11. 1- MAQUETA VIRTUAL 11Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 12. 1- MAQUETA VIRTUAL 12Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 13. 1- MAQUETA VIRTUAL 13Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 14. 1- MAQUETA VIRTUAL ARKit 14Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 15. 1- MAQUETA VIRTUAL ARKit 15Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 16. ARKit1- MAQUETA VIRTUAL 16Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 17. 1- MAQUETA VIRTUAL ARKit 17Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 18. 2- RECORRIDO VIRTUAL Se introduce un modelo BIM a escala real sobre un terreno libre para su exploración en detalle y experimentación del tamaño real de la obra previo a su construcción. ENTORNO REAL ENTORNO VIRTUAL 18Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 19. 2- RECORRIDO VIRTUAL 19Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 20. 2- RECORRIDO VIRTUAL 20Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 21. 2- RECORRIDO VIRTUAL 21Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 22. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA Se busca el posicionamiento y orientación de un modelo BIM sobre su contraparte real para así poder visualizar los elementos no visibles. ENTORNO REAL ENTORNO VIRTUAL 22Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 23. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 23Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 24. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 24Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 25. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 25Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 26. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 26Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 27. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 27Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 28. 3- INSPECCIÓN AUMENTADA 28Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 29. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS 29Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 30. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS “Preferiblemente antes de colocación en los moldes o encofrados y, en cualquier caso, antes del vertido del hormigón, se comprobará la geometría real de la armadura montada y su correspondencia con los planos de proyecto. Así mismo, se comprobará la disposición de los separadores, la distancia entre los mismos y sus dimensiones, de manera que garanticen que en ningún punto de la estructura existan recubrimientos reales inferiores a los mínimos establecidos por esta Instrucción” ARTÍCULO 95 - NORMA EHE Control del proceso de montaje de las armaduras pasivas 30Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 31. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS 31Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 32. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS 32Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 33. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS 33Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018 DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA
- 34. INSPECCIÓN AUMENTADA DE ARMADURAS DESARROLLO PROBLEMA TECNOLOGIA CONCLUSIONESCASO DE USO MAQUETA VIRTUAL RECORRIDO VIRTUAL INSPECCIÓN AUMENTADA 34Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 35. CONCLUSIONES • Visualización del modelo BIM • Interfaz de usuario • Definición de escala, posición y orientación DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE DESARROLLO TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 35Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 36. CONCLUSIONES • Maqueta Virtual • Recorrido Virtual • Inspección aumentada IMPLEMENTACIÓN DE LA TECNOLOGÍA. TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 36Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 37. CONCLUSIONES • Precisión de posicionamiento • Calidad del modelo BIM • Suficiente Iluminación • Información Visual FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 37Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 38. REFLEXIÓN DEL FUTURO • Detección de conflictos • Plan de ejecución • Drones • Ejecución guiada • Información georreferenciada TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 38Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
- 39. FUTURAS LINEAS DE ESTUDIO • Múltiples plataformas • Mejorar posicionamiento • Reconocimiento de imagen • Aplicación universal TECNOLOGIAPROBLEMA CONCLUSIONESDESARROLLO 39Gerardo Chavarri RA como medio de visualización del modelo BIM 2018
Notas del editor
- Buenos tardes, mi nombre es Gerardo Chavarri. Y hoy les voy a hablar sobre la realidad aumentada como medio de Visualización del modelo BIM en la construcción. Este trabajo se ha realizado en el marco del Máster de Ingeniería Estructural y de la Construcción de la Universidad Politécnica de Cataluña y el Centro Internacional de Métodos Numéricos.
- Vivimos en un tiempo de constante cambio en donde experimentamos el nacimiento y la evolución de nuevas tecnologías que impulsan el progreso de las industrias a una velocidad sin precedentes. La industria de la ingeniería, arquitectura y construcción no ha sido la excepción. La constante competencia a impulsado a las empresas a hacer uso de nuevas tecnologías como una forma de obtener una ventaja sobre las demás. Probablemente el mayor ejemplo de esto en los últimos años ha sido el establecimiento del BIM en la industria. En el libro BIM y gestión de la construcción, Brad Hardin y Dave McCool afirman que “La adopción de BIM en la industria tiene el potencial de cambiar significativamente el flujo de trabajo y el proceso de entrega del proyecto”
- Las herramientas BIM han ido evolucionando constantemente para un mejor y mas completo desarrollo de proyectos en la etapa de diseño, almacenando en un único modelo BIM gran cantidad de información. Sin embargo, su adopción en la etapa de ejecución no ha experimentado el mismo crecimiento, en donde se suele visualizar en planos una cantidad limitada de información. Esta brecha entre lo desarrollado en el despacho y lo realmente utilizado en el área de trabajo representa una gran cantidad de información útil que no es aprovechada. Por esta razón, éste trabajo busca estudiar la tecnología de realidad aumentada como alternativa para la visualización de modelos BIM en el área de trabajo y así permitir un mejor aprovechamiento de la información en la etapa de ejcución.
- Con esto se plantea el objetivo general de estudiar y herramientas de visualización de modelos BIM mediante tecnologías de realidad aumentada para su uso en obras.
- A su vez se divide en 5 objetivos específicos. • Explorar diferentes tecnologías de realidad aumentada para definir sus ventajas y limitaciones. • Crear una herramienta de realidad aumentada que permita visualizar un modelo BIM a escala real sobre el área de construcción. • Superponer información BIM de un edificio sobre su contraparte real. • Aplicar las tecnologías estudiadas de realidad aumentada sobre una obra real. • Reflexionar sobre los futuros usos de la tecnología en el sector de la construcción para la fase de ejecución.
- La realidad aumentada proporciona una experiencia enriquecida aumentando la percepción de la realidad del usuario al simular la presencia de imágenes, marcadores o información virtual sobre la imagen del entorno físico en tiempo real. Los avances tecnológicos de los dispositivos móviles han hecho posible que hoy en día se pueda disfrutar de esta tecnología con más facilidad y a menor costo, lo que a su vez ha fomentado aun más su desarrollo.
- Ademas de las plataformas ya mencionadas, fue necesario para el desarrollo de este trabajo hacer uso de un software especializada para el desarrollo de aplicaciones. Para ello se utilizó el motor de videojuegos Unity. Unity es un software que permite el desarrollo de aplicaciones mediante el diseño por escenarios 3D haciendo uso de funciones de arrastrado y scripts Csharp y Javascript. Tiene la capacidad de trabajar con objetos 3D fotorrealistas, la creación de entornos virtuales, animación, renderizado, iluminación y la implementación de herramientas preprogramadas. Ademas es compatible con las plataformas de realidad aumentada, modelos 3D en formato fbx y permite el desarrollo para gran cantidad de dispositivos.
- Por último, para el manejo de modelos BIM se utilizó el software de modelado Revit, ya que gracias a sus herramientas para planificar, diseñar, construir y gestionar edificios e infraestructuras, ha sido este el software principal en el que fueron desarrollados los modelos BIM originales utilizados en este trabajo. Ademas Revit permite la exportación de estos modelos BIM al formato fbx compatible con Unity.
- El desarrollo de esta investigación se ha dividido en 4 partes. En cada una de estas partes se crea una aplicación de realidad aumentada que hace uso de un modelo BIM para la visualización de información de utilidad en el entorno físico. Cada parte representa un aumento progresivo de la información BIM utilizada. La primera consiste en la visualización de una maqueta virtual: En esta parte se exploran las dos plataformas de realidad aumentada para visualizar la información geométrica de los elementos del modelo BIM La segunda se trata de un recorrido virtual: En esta parte se introduce un modelo BIM a escala real sobre un terreno libre para su exploración en primera persona. En la tercera parte se introduce el concepto de inspección aumentada: En ella se superpone el modelo BIM de un edificio sobre su contraparte real. Esto se aprovecha para la visualización de elementos ocultos a la vista. La cuarta parte cumple con el objetivo de aplicar las tecnologías estudiadas en un caso de uso real en obra. Para ello se desarrolla una última aplicación que permite asistir la inspección de armaduras pasivas de pilares mediante la superposición de la armadura de diseño sobre la armadura real.
- La creación de una maqueta virtual representa la primera parte del desarrollo de este trabajo y cumple con el objetivo de explorar las tecnologías de realidad aumentada para visualizar la geometría de los elementos de un modelo BIM. Para lograr el efecto de realidad aumentada es necesario posicionar el eje de coordenadas del modelo BIM en el entorno real y mantener un seguimiento del desplazamiento y cambios en la orientación del observador. Para lograr esto, se exploran las dos plataformas de realidad aumentada ya mencionadas. La primera de ellas es Vuforia. Vuforia hace uso de un marcador que se posiciona en el entorno real. Este marcador es detectado por la cámara del dispositivo e interpretado por el software para ajustar la escala y las coordenadas del modelo.
- Para el desarrollo de esta aplicación se utilizó un pasaporte como marcador. Este presenta suficientes características para poder ser detectado con facilidad por el software. Como modelo BIM utilizado, se optó por el modelo del edificio B0 de la UPC. Este modelo fue exportado desde Revit al formato fbx el cual es compatible con el motor Unity para el desarrollo de la aplicación.
- Una vez exportado las configuraciones de Vuforia, se introduce el modelo BIM ya exportado y se configura para ser visualizado sobre la imagen detectada del marcador. En en el documento de la tesis se explica este proceso con mayor detalle.
- Finalmente se exporta el proyecto de Unity para el dispositivo deseado y se realiza la instalación. Para esta investigación se ha optado por usar un iPhone 6s. La aplicación resultante tiene la capacidad de detectar el marcador y superponer el modelo BIM sobre él. La capacidad de seguimiento de Vuforia con el marcador utilizado nos permite visualizar el modelo BIM internamente y desde un amplio margen de ángulos. Con un marcador de 120x90 mm se logra un seguimiento constante hasta una distancia de metro y medio. Al aumentar esta distancia se empieza a experimentar perdidas de detección del marcador y por lo tanto la desaparición del modelo. Lo mismo ocurre al aumentar el ángulo de visualización del marcador. Este problema se ha tratado en el pasado implementando un script que se apoya en matices visuales del entorno para mantener el seguimiento. Sin embargo este no es suficientemente avanzado para trabajar por si solo y por lo tanto presenta fallas al posicionar el modelo.
- La segunda de las plataformas estudiadas se trata del ARKit desarrollado por Apple para sus dispositivos móviles. A diferencia de Vuforia, ARKit no necesita de marcadores físicos ya que este realiza el seguimiento mediante la detección de matices visuales del entorno físico y datos de movimiento del dispositivo para definir las superficies horizontales del entorno. De esta forma es posible utilizar cualquier superficie física como una mesa, y con ella posicionar el eje de coordenadas virtual.
- Para el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada con ARKit, la compañía Unity a creado una librería que contiene un conjunto de herramientas y escenarios virtuales que permiten trabajar con esta tecnología desde su motor de desarrollo de aplicaciones. Haciendo uso de esta librería y la escena virtual prefabricada. Se prepara el escenario para la incorporación del modelo BIM.
- En este caso, el modelo BIM incluye el mismo edificio B0 utilizado anteriormente, ademas de las inmediaciones de este. A pesar de que la exportación del modelo BIM desde Revit al formato fbx mantiene la información del tipo de material de cada elemento, estos no incluyen las texturas visuales. Para ello se ha asignado manualmente estas texturas a cada material de manera que se pueda apreciar mejor el modelo. Luego se configura el modelo con una escala de 1:20 y se añade al objeto que permite su posicionamiento sobre las superficies detectadas.
- Finalmente se exporta e instala en el dispositivo. La aplicación resultante detecta satisfactoriamente la superficie de una mesa haciendo uso de los patrones visuales. En este video pueden observar la nube de puntos captados por la cámara y el recuadro azul que señala la superficie determinada. Al tocar la pantalla es posible posicionar el modelo BIM sobre esta superficie y se mantiene su posición gracias al seguimiento de estos patrones visuales. Al igual que en el caso anterior es posible visualizar el modelo en su interior y desde cualquier ángulo. A diferencia de Vuforia, esta plataforma no requiere del uso de marcadores, por lo que permite mantener el seguimiento a mayor distancia y manejar modelos de mayor tamaño. Por último, al ser su posición relativa a superficies horizontales, el plano horizontal del modelo será siempre consistente con la realidad. Por estas ventajas que supone el uso de ARKit, se ha optado por su uso para el desarrollo de las siguientes aplicaciones.
- El siguiente paso para el aprovechamiento del BIM con realidad aumentada consiste en utilizar el modelo en escala real. Para ello la siguiente aplicación busca generar una experiencia de realidad aumentada que permita visualizar y recorrer el modelo BIM en espacios abiertos. El proceso de desarrollo de la aplicación es similar al caso anterior, con la excepción de que se utiliza la escala 1:1.
- La plataforma ARKit determina por si sola las dimensiones del entorno detectado por la cámara, por lo tanto el modelo introducido debería mantener visualmente la escala asignada. Para comprobar esto se realizó una prueba en la que se visualiza una regla virtual en tamaño real con realidad aumentada y se compara con las distancias reales del entorno. En este video pueden observar el resultado de esta prueba en donde se ha colacado una cinta métrica y una marca en color blanco cada 50 cm. Como pueden observar, las distancias se mantienen satisfactoriamente a 2 metros de altura.
- Para esta aplicación se uso el modelo reducido del edificio B0 y se realizaron una prueba en frente de la biblioteca del Campus Nord de la UPC.
- Pueden observar que la aplicación permite la visualización simultánea del entorno físico y del modelo BIM en su totalidad y en escala real. Del mismo modo, el constante seguimiento del entorno nos permite hacer un recorrido interno del edificio como si se encontrara físicamente en el lugar. E incluso observar por las ventanas y ver el ambiente el entorno real detrás de estas. Sin embargo es importante mencionar que en otras pruebas realizadas se experimento ciertas dificultades para mantener un seguimiento constante en casos de poca iluminación o en superficies con poca información visual.
- La tercera parte consiste en desarrollar un herramienta de visualización que permite realizar una inspección aumentada de un edificio. El objetivo en este caso es la de superponer un modelo BIM sobre su contraparte real de forma que pueda ser aprovechado para visualizar elementos no visibles en el entorno físico Para lograr esto es necesario definir el posicionamiento y orientación del modelo BIM para lograr una congruencia entre el entorno virtual y el real.
- En esta imagen podemos ver la vista de planta del primer piso del edificio B0. Para definir la posición del modelo en el entorno real se coloca el centro de coordenadas del modelo en un punto céntrico y de fácil acceso en el edificio real. Este punto de referencia se ubicará en el entorno real en el lugar en el que se toque la pantalla del edificio. Para definir la orientación se utilizará el eje z del modelo. Para ajustarlo en el entorno real se implementa un botón en la aplicación, el cual al ser presionado alineará este eje con la posición del observador y el punto de referencia
- En este caso se ha optado por dividir el modelo BIM en 6 grupos que contienen aquellos elementos de interés para realizar la inspección aumentada. A cada uno de estos elementos se le asigna una textura diferente para poder diferenciarlos entre si.
- Visualizando todas las categorías obtenemos éste modelo final
- Por último se incluye un botón por cada uno de las partes del modelo para poder activarlas y desactivarlas durante el uso de la aplicación.
- En este video se puede observar el proceso de posicionamiento y orientación del modelo. Del lado izquierdo tenemos la vista de planta del edificio y la posición del observador en sincronía con el video.
- El resultado final muestra una congruencia entre el entorno real y el entorno virtual, permitiendo recorrer la planta del edificio y visualizar los elementos ocultos tras las paredes, losa, techo y pilares. El uso de los botones da la facilidad de visualizar solo los elementos deseados durante la inspección. Se realizaron varias pruebas tanto dentro del edificio como por fuera. Se pudo observar un aumento progresivo en el error de posicionamiento del modelo BIM al realizar movimientos bruscos y enfocar superficies lisas sin suficiente información visual. El programa realiza un ajuste de este error al detectar nuevamente patrones anteriores. Sin embargo, es recomendable evitar en movimientos bruscos o interrumpir la imagen. Por último, es importante destacar que el valor de la herramienta está relacionada directamente a la calidad y veracidad del modelo BIM que se utilice.
- La cuarta y última parte de este trabajo se trata de hacer uso de las soluciones logradas anteriormente y así utilizar la información BIM y la realidad aumentada como herramienta de utilidad en la etapa de ejecución de una obra. Para ello se plantea el caso de uso de inspección aumentada de armaduras pasivas en pilares. Este caso de uso se ha desarrollado en colaboración de la empresa COMSA en la construcción de un edificio de oficinas ubicado en la ciudad de Barcelona.
- Respecto al control del proceso de montaje de las armaduras pasivas, la EHE-08 establece la obligación de una correcta inspección de las armaduras. Estipulando que se deberá comprobar la geometría real de la armadura montada y su correspondencia con los planos de proyecto. Actualmente esta inspección se hace por parte de un representante de la dirección facultativa. Este realiza una comparación entre el cuadro de pilares y la armadura ejecutada en cada caso. Se hace un conteo de barras y estribos y se verifican los espaciamientos entre estas. Sin embargo al ser un gran número de pilares con distintos diseños, puede llegar a producirse un error al identificar el pilar correcto en el cuadro de pilares, al contar las barras o al omitir la medición de algún espaciamiento. Un error no detectado en la armadura pasiva de un pilar puede llevar a un mal funcionamiento de este elemento.
- Para el desarrollo de este caso de uso, se ha limitado la inspección a las armaduras aun no vertidas en una zona específica de la construcción.
- A pesar de que la obra posee un modelo BIM básico, este no incluye las armaduras pasivas por lo que se tuvieron que incluir en Revit según lo especificado en el cuadro de pilares. En esta imagen pueden observar las armaduras utilizadas.
- Al igual que en el caso de inspección aumentada, es necesario definir la posición y orientación del modelo en el entorno real. Para ello se utilizó este punto de referencia y eje de orientación. Del mismo modo, se separó el modelo por tipos de elementos y se asignaron botones de activación de cada grupo.
- Se realizó una prueba de campo con la intención de evaluar el funcionamiento de la aplicación desarrollada. La aplicación resultante permite superponer la armadura del diseño BIM sobre la armadura real. En este video se puede visualizar la armadura virtual superpuesta sobre la armadura real. La aplicación permite realizar una comparativa entre el diseño y lo ejecutado de forma visual y rápida. Esto facilita al inspector detectar diferencias entre el número de elementos y las separaciones entre estos. Sin embargo es importante mencionar que se ha experimentado un error de posicionamiento de los elementos mas alejados. Esto se debe a dificultades para orientar de forma precisa el modelo y del error acumulado de seguimiento por parte del software. Esto puede corregirse ajustando el modelo para cada pilar. Por otro lado al ser las armaduras ejecutadas de forma manual, es común observar pequeñas diferencias en la posición de las barras con el modelo BIM sin embargo esto no representa mayor inconveniente.
- A lo largo del desarrollo de este trabajo se ha visto que la realidad aumentada es una tecnología en pleno crecimiento que posee la capacidad de incorporar modelos BIM en el entorno físico durante la etapa de ejecución de una obra. En esta investigación se ha descrito una metodología para la creación de aplicaciones de visualización, partiendo de modelos BIM. Esta incluye soluciones para visualización de modelos, implementación de una interfaz de usuario sencilla y definición de la escala, orientación y posicionamiento.
- Se ha implementado esta tecnología en el sector de la construcción a través del desarrollo de los demostradores para maqueta virtual, recorrido virtual e inspección aumentada.
- Se han podido identificar ciertos factores que afectan la calidad de la experiencia de realidad aumentada. Este método está sometido a la precisión de posicionamiento y orientación del modelo, así como a la calidad del modelo BIM que se vaya a utilizar. Además, requiere de una suficiente iluminación y de suficiente información visual para realizar el seguimiento del entorno. Por último cabe mencionar que para el desarrollo de las aplicaciones de realidad aumentada solo se uso de software gratuito por lo que esta metodología no representa un alto coste de implementación.