Aplicaciones del láser escáner a la ingeniería civil
y el mantenimiento de infraestructuras

Debido al desarrollo de túneles ferroviarios de base de longitudes de varias decenas de kilómetros, con revestimientos prefabricados,
ICYFSA ha incorporado dentro de un programa de evolución tecnológica procesos y tecnologías específicas desde el punto de vista del mantenimiento.

Fruto de este programa, desde inicios del 2010,
ICYFSA ha incorporado a sus medios de seguimiento y control de túneles, la tecnología de láser-escáner de alta resolución; no solo para obtención y clasificación de patologías en los revestimientos, sino también con el fin de obtener un control evolutivo a lo largo del tiempo, controlando posibles deformaciones de la sección, mediante convergencias continuas de toda la sección del túnel:
     •  Láser-escáner HDS 6100.
     •  Carro de medición Amberg GRP FX5000.



En túneles ferroviarios en explotación y con este equipo, se consigue un escaneo de los túneles en tipo real (escaneo dinámico), consiguiendo unos rendimientos y operatividad muy superiores a las prestaciones de este tipo de trabajos mediante trípode.

Otra de las áreas de trabajo con esta tecnología, es el control de gálibos de circulación, de gran aplicación en Líneas Ferroviarias Convencionales, debido a la imposición europea de nuevos gálibos de mercancías.

Con la combinación del equipo:
• Láser escáner Leica HDS 6100
• Amberg GRP FX5000
Se consigue la auscultación de los túneles mediante láser escáner en dinámico

OBJETIVOS
Control evolutivo de los túneles a lo largo del tiempo
• Modificación del estado de fisuración del hormigón
• Variaciones de zonas y flujo de humedades
• Deformaciones de la sección a lo largo del tiempo
• Medidas de convergencia continuas mediante
- Comparaciones de abatimientos en planta de la totalidad de la superficie del túnel, mediante informes en pseudocolor.
- Comparaciones entre perfiles transversales realizados en zonas con movimientos detectados en fase de comparación de abatimientos.
- Medidas de convergencia puntuales. En cualquier punto elegido con error de +2mm en coordenadas (por tamaño de pixel).

OPTIMIZACION DE LOS TRABAJOS
• Registros de tipo continuo
• Equipo ligero sin bloqueo de vía. Compatible con el resto de trabajos en vía.
• Homologado por circulación de ADIF
• No depende de maquinaria auxiliar de vía.

PRESTACIONES
• Altos rendimientos de trabajo
- Túneles con vía hormigonada: hasta 5000 m/hora (variable según precisión deseada). A menor velocidad, mayor precisión.
- Túneles con vía sobre balasto: hasta 2500 m/hora (variable según precisión deseada). A menor velocidad, mayor precisión.
• Levantamientos continuos de la totalidad de la superficie del túnel
- Mapeado de fisuras
- Detección de zona con humedades
- Deformación de la sección
- Control de gálibos
• Precisiones de 2mm

APLICACIONES
Túneles con vía hormigonada
• Partimos de la suposición de la invariabilidad de la posición de la vía
• Nube de puntos referenciada a las coordenadas de la propia vía
• Registro de tipo continuo
- Escaneo por tramos de 100m para no sobrecargar de información.
- Procesado en gabinete con el software Amberg Rail y obtención de datos
         (Amberg Rail o TMS)

Túneles con vía sobre balasto
La vía sufre variaciones durante las labores de mantenimiento rutinarias (bateos, sustitución de traviesas, etc…), por lo que se requiere:
• Nube de puntos georeferenciada en coordenadas absolutas, con apoyo de estación total.
• Registro de tipo continuo
- Escaneo por tramos de 100m para no sobrecargar de información.
- En tiempo real, la estación total posiciona el escáner en coordenadas absolutas.
- Procesado en gabinete con el software Amberg Rail y obtención de datos
         (Amberg Rail o TMS)

Control evolutivo. Comparación de dos escaneos en distintas fases
• Primer escaneo y procesado de datos en gabinete.
• Segundo escaneo y procesado de datos en gabinete.
• Comparación en gabinete de ambos trabajos
- Software Amber Rail: Tratamiento en 2D y 3D de los datos obtenidos.
Comparación de datos de diferentes pasadas.
- Software TMS Tunnel Scan: Tratamiento en 2D y 3D de los datos obtenidos.
Comparación de datos de diferentes pasadas. Análisis de nube de puntos.
• Estudio de control evolutivo
- Superposición de abatimientos de ambas nubes de puntos (1º y 2º trabajo)
- Obtención de mapa de colores (diferencias) según rango establecido
- Extracción de perfiles comparativos en zonas conflictivas
- Medición de distancias y superficies de las diferencias entre ambas secciones
- Medición de convergencias .
Control de gálibo mediante comparación con sección de gálibo establecida

APLICACIÓN EN ESTÁTICO
OBJETIVOS
• Control evolutivo de elementos estructurales a lo largo del tiempo y por comparación entre nubes de puntos (precisión de 1mm).
• Cubicaciones en 3D.
• Cálculo de volúmenes.
• Cálculo de secciones.
• Medición de distancias en cualquier dirección (tridimensional).
• Control, comparación, inspección y asignación de colores para los objetos mecánicos o modelos digitales del terreno.
• Etc…

PRESTACIONES
• Altas precisiones
- 1mm a máxima resolución y a distancias de hasta 50 metros
• Alta velocidad
- 500.000 puntos por segundo

APLICACIONES

Túneles ferroviarios en construcción (sin vía montada)
Túneles carreteros
Resto de aplicaciones
• Elementos de infraestructuras (puentes, viaductos, etc…)
• Edificios
• Etc…

PRINCIPIOS DE METODOLOGÍA

• Nube de puntos referenciada a elementos fijos y dotados de coordenadas absolutas y/o locales, según aplicación
• Posicionamientos cada 50m para obtención de máxima resolución (1mm).
• Procesado en gabinete (Leica CYCLONE)
• Superposición con fotografía de alta resolución (textura real a la nube de puntos con software PTGUI y Leica CLOUDWORX)
• Comparaciones entre distintos escaneos
- Procesado con Leica CYCLONE.
- Comparación entre nubes de puntos (Leica CYCLONE y 3D RESHAPER)
- Extracción de perfiles y/o secciones.
- Cubicación de volúmenes (diferencias entre volúmenes y áreas).