Qué es el LOA? Su relación con BIM y la Captura de la Realidad.

Cuando se hace un levantamiento de una edificación o de una obra de infraestructura siempre surgen dudas sobre la precisión que se requiere al realizar las mediciones, más en la actualidad cuando se tienen muchas opciones de tecnología que permiten realizar mediciones.

Así, las primeras preguntas que hacemos a los clientes cuando nos solicitan un servicio de Scan to BIM son:

• ¿Qué se va a escanear?
• ¿Qué precisión se requiere?
• ¿Para qué se va a utilizar?
• ¿Qué entregable se requiere?
• ¿Se requiere georeferenciar los resultados?

Si pensamos en la tecnología relacionada con la captura de la realidad, vemos que hay una gran diversidad de tecnologías inician desde un simple distanciómetro láser, pasando por las estaciones totales y los GPSs, sin embargo, este termino tiende a aplicarse principalmente al escaneo láser o mapeo móvil.

Si desean saber sobre las ventajas y aplicaciones posibles de la Captura de la Realidad en los proyectos pueden ver este artículo en este mismo blog.

Esto nos permite realizar una serie de recomendaciones y establecer cuales serían nuestros alcances y, sobre todo, como manejar la precisión necesaria en el proyecto.

Recordemos que las condiciones existentes en la realidad rara vez son ortogonales.  El problema entonces es cómo representar las condiciones de desplome, o de descuadre que se encuentran al realizar mediciones.  ¿Representamos los elementos de manera ortogonal o con respecto a sus verdaderas condiciones de desplome o descuadre?  Para complicar aún más las cosas, muchos de los paquetes de software de diseño cuentan con herramientas que facilitan el trabajar de forma ortogonal y están limitados en su capacidad de representar con precisión las condiciones reales de los elementos existentes.  Cuando se representan de forma ortogonal los desplomes y descuadres, se corre el riesgo de caer en errores.  

Al documentar las condiciones existentes, es común encontrar condiciones ocultas o no visibles  en mucho elementos , lo que dificulta o incluso imposibilita la documentación de ciertos niveles de desarrollo y/o la obtención de ciertos niveles de precisión.

Aunado a esto, en la industria AECO no es sencillo encontrar una norma que se reconozca de forma internacional con respecto a la medición y documentación de edificaciones existentes.

El Level Of Accuracy

El U.S. Institue of Building Documentation  (USIBD) se centró en desarrollar un estándar que permitiera identificar niveles de precisión existentes y utilizarlas como un modelo base al tiempo de alinearse con el Level of Development (LOD) desarrollado por BIM fórum desde el 2011 y la clasificación Uniformat de elementos, generando así el estándar Level of Accuracy o LOA (Nivel de Precisión en español). 

Básicamente el LOA busca  determinar la precisión de las mediciones y la precisión de la documentación de edificaciones existentes o de obra ejecutada. El USIBD toma en cuenta el porqué es importante lograr una tolerancia determinada, intentado determinar los medios y métodos adecuados para lograr una precisión especifica.

Por ejemplo, se debe de tomar en cuenta el LOA especificado y si el producto final es un modelo BIM, entonces es importante asegurar que todos los miembros del equipo entiendan las limitaciones de la representación de las condiciones existentes en el mundo real, tales como desplomes y descuadres en muros con una herramienta que facilite el modelado ortogonal en una aplicación orientada al modelado BIM.

Niveles de LOA

El LOA se estructura en 5 niveles, de manera similar al LOD original (el del AIA, no el de BIM Forum) pero a diferencia de este último usa incrementos de base 10. El primer nivel es LOA10 y describe el nivel de precisión más bajo, mientras que LOA50 se relaciona con el nivel de precisión más alto, como indica la siguiente figura:

Progresión del LOAD de menor a mayor precisión

Al igual que en el caso del LOD, puede utilizarse varios niveles de LOA  en el mismo proyecto, esto es debido a que el LOA puede y debe aplicarse a los elementos individuales del edificio y no necesariamente al proyecto en su totalidad. El USIBD indica que este sistema está diseñado para se logre un alcance bien definido y rentable para el proyecto.

Cada uno de los niveles se basa en rangos entre los cuales se busca obtener la precisión, es decir que la precisión objetivo que se busca obtener no es fija y que establece parámetros con los que se tenga una tolerancia que cumpla la documentación de los elementos en el proyecto. Sin embargo si indica un grado. de confianza en las mediciones, estableciendo que este sea de un 95%.

Además de los 5 niveles especificados, se añade un nivel personalizable, mismo  que puede ser definido por el usuario, este se denomina UDLOA (User Defined LOA). Este puede utilizarse en los casos en que las tolerancias de los niveles estándar de LOA no sean adecuadas para el proyecto en cuestión.

Niveles de LOA y sus rangos de Precisión

 

Estos niveles de precisión se basan en una desviación estándar de 2 sigma (95%).

Los métodos de documentación utilizados varían según los objetivos del proyecto y los instrumentos de medición disponibles. Además, la tecnología de medición esta expuesta a  cambios contantes, por lo que una norma para un determinado LOA no especifica métodos o instrumentos para que no quede obsoleta incluso antes de su adopción. El marco de trabajo se basa en una descripción general de los requisitos del proyecto y los requisitos de presentación de informes y de precisión. 

Este marco de trabajo permite: 

• Definir los objetivos del proyecto y los elementos que se van a documentar, 
• Determinar cómo se han de comunicar los resultados, 
• Establecer el nivel de precisión de los resultados y 
• Formular un método de validación. 

Con esta perspectiva, deberán seleccionarse procedimientos e instrumentos apropiados para obtener la precisión requerida, tal como se define en los niveles de LOA. En otras palabras, un plan de ejecución bien definido es fundamental para obtener la precisión requerida.

Precisión Medida y Precisión Representada

El marco de trabajo del LOA se estructura en dos partes. La primera se refiere como Precisión Medida y la segunda se refiere como Precisión Representada. El USIBD ofrece un documento y una tabla de Excel donde se muestran estos aspectos para poder trabajar e interactuar con ambos conceptos.

La Precisión Medida se refiere al rango de Desviación Estándar que debe alcanzarse a partir de las mediciones finales tomadas, independientemente del método o equipo utilizado para adquirir esas mediciones.  

La Precisión Representada se refiere al rango de desviación estándar que debe lograrse una vez que los datos medidos se procesan y representan en alguna otra forma, como la obtención de un plano 2D o de un modelo.  

En la siguiente figura se describe como varía la Precisión Medida de una nube de puntos contra una superficie real. 

Variación de la Precisión Medida contra una superficie real

 

A menudo, sólo se requieren las mediciones en campo, como se indica en la figura anterior.  En estos casos, se especificará la precisión medida, pero no la precisión representada.  Cuando se deban tomar medidas y procesar en algún otro entregable, como un modelo BIM, entonces se deberá especificar tanto la Precisión Medida como la Precisión Representada.  En algunos casos, es posible que sólo se solicite la Precisión Representada.  

Actualmente, muchos clientes pueden optar por no especificar una Precisión Medida (lo cual nos sucede a menudo) y dejar que el prestador del servicio determine LOA requerido para lograr la Precisión Representada solicitada.  

Precisión Medida y Precisión Representada contra una superficie real medida

La principal diferencia es que el error se introducirá cuando los datos medidos se procesen para ser representados en el modelo.  Siendo este el caso, es importante especificar el Nivel de Precisión asociado tanto para la toma de medidas (Precisión Medida) como para la representación obtenida en el modelo (Precisión Representada).

La buena noticia en este sentido es que la mayoría de los programas que permiten procesar nubes de puntos para la obtención de elementos, ya sea planos o modelos, cuentan con herramientas que permiten obtener valores medios para la representación rápida de los elementos dentro de los niveles de LOA especificados.

Control Local vs Precisión Global

Existen otros aspectos a tomar en cuenta cuando se especifica una precisión en la toma de medidas, si se va a utilizar una Red de Puntos para permitir tener un Control Local o una red de puntos que permitan generar una Referencia Global. En el primer caso se refiere a la colocación de puntos de control dentro del área a medir, lo que nos define un sistema coordenado topográfico local,  mientras que en el segundo caso se refiere a sistemas coordenados globales, como por ejemplo WGS84, con el fin de georeferenciar las mediciones, debiendo especificarse cómo se referirá el sistema en el predio o edificio a medir.

Generalmente el especificar como se generará la precisión general de las mediciones nos ayuda a definir si se requieren equipos adicionales a los que se usarán para la medición del edificio o predio en cuestión.

En caso de requerir la toma de medidas de un edificio con un escáner láser, al especificar una red local, esta  puede  generarse con el mismo escáner (dependiendo de sus capacidades y de su funcionalidad) o mediante el uso de una estación total  para la identificación y registro de puntos. Si se opta por una georreferenciación, esto requiere el uso de un GPS topográfico para la obtención y marca de los puntos.

El uso de Uniformat

El USIBD utiliza la clasificación Uniformat del 2010 para asignar los diferentes Niveles LOA en el marco de trabajo. En la hoja de trabajo que se ofrece, se recomiendan algunos niveles LOA en cada tipo de elemento, lo que puede facilitar la aplicación de la especificación requerida a los diferentes elementos que se van a medir y reportar.

Ejemplo de Niveles LOA recomendados vs la Clasificación Uniformat

Validación 

Existen varios aspectos más que se toman en cuenta para poder aplicar de manera correcta los Niveles de LOA, tales como el método de validación tanto para las mediciones como para la representación y como estos se incluyen en la especificación. 

Se recomiendan tres métodos, cada uno varía desde la aceptación de las medidas o representaciones sin una comprobación, que hemos encontrado es lo más usual actualmente, una verificación simple y una verificación doble.

Estas validaciones se indican con las letras A, B y C, respectivamente y se utilizan en la especificación de los niveles LOA seleccionados.

Esquema del LOA

Para terminar este artículo, vamos a menciona el esquema recomendado para comunicar los niveles LOA Seleccionados. El esquema se basa en cuatro campos y un separador, como sigue:

 

Esquema para comunicación y registro de Niveles LOA

Así, para comunicar el nivel LOA de un elemento donde se tenga un LOA de 30 para la medición con una verificación simple y un LOA para representación de 20 sin verificación del resultado, este se especifica como sigue:

• LOA 30B-20A

Para los casos donde sólo se especifique uno de los dos niveles LOA, la descripción que se omite se sustituye por una X. Así, el caso anterior sin especificar el LOA de representación, por ejemplo, se leería así:

• LOA 30B-X

Conclusión

El LOA es uno de los estándares adicionales  que pueden y, desde nuestro punto de vista, deben aplicarse al trabajar en proyectos BIM en los procesos correspondientes. Si bien el concepto de la precisión no es nuevo y viene de tiempo atrás, el tener clara la visión sobre cómo se definen las mediciones y las tolerancias que se van a utilizar para la mejor representación posible de los datos que se incluirán en los modelos.

Si están interesados en un servicio Scan To BIM, pueden contactarnos por medio de los comentarios.

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Saludos y seguimos en línea.