La empresa de Budapest CÉH Inc. se requirió medir el edificio de la Ópera Estatal de Hungría y crear un modelo informático detallado basado en ellos. Combinando los principios de la topografía geodésica con la tecnología de las nubes de puntos, los especialistas pudieron hacer frente a la colosal tarea que tenían ante ellos sin interrumpir el modo de funcionamiento de la ópera. El modelo así obtenido se utilizará en un futuro para desarrollar un proyecto de reconstrucción de este monumento arquitectónico y su posterior funcionamiento.
Edificio de la Ópera Estatal de Hungría
130 años de historia
La decisión de construir el edificio de la Ópera Estatal de Hungría se tomó en 1873. Basándose en los resultados de un concurso abierto, el jurado seleccionó el proyecto del célebre arquitecto húngaro Miklós Ybl (1814-1891). La construcción del edificio neoclásico, que se inició en 1875, se completó nueve años después. La gran inauguración, a la que fue invitado el emperador de Austria y rey de Hungría, Francisco José, tuvo lugar el 27 de septiembre de 1884.
Construido por Miklos Ibl, la acústica del teatro de la ópera, que se ha mantenido prácticamente sin cambios durante los últimos 130 años, sigue atrayendo a amantes del arte de todo el mundo. Miles de turistas visitan la Ópera Estatal de Hungría cada año, considerado uno de los mayores monumentos arquitectónicos del siglo XIX en Budapest.
Mediciones
El desafío para CÉH era realizar mediciones a escala real no solo del edificio principal de la Ópera Estatal de Hungría, sino también de otros edificios relacionados (tienda, centro de ventas, almacén, sala de ensayos, oficinas y talleres). A partir de los puntos obtenidos en el proceso de medición de las nubes, se requirió crear un modelo arquitectónico que refleje completamente el estado actual de todos los edificios.
Los datos recopilados se procesaron en las aplicaciones Trimble RealWorks 10.0 y Faro Scene 5.5.
Es importante señalar que la adquisición directa de datos tomó significativamente menos tiempo que su procesamiento posterior, porque a pesar de que los datos se procesaron casi de inmediato, la complejidad del edificio requirió una mayor atención en el proceso.
La combinación de medición y procesamiento simultáneos creó algunas dificultades adicionales. Cada parte nueva, presentada en forma de nube de puntos, tenía que colocarse en un solo modelo y vincularse a todos los elementos colocados previamente en él. Además, simplemente no había tiempo para repetir mediciones o cambiar elementos, por lo que todas las operaciones debían realizarse con mucha precisión la primera vez.
También debe tener en cuenta el hecho de que las mediciones se realizaron durante el funcionamiento de la ópera. La necesidad de desalojar gradualmente algunos almacenes o dar acceso a ciertos locales llevó a que las mediciones iniciadas en una parte del edificio continuaran en otra parte del edificio, y luego los especialistas regresaran a locales previamente inaccesibles. Por supuesto, tal organización del trabajo redujo la velocidad de su implementación y requirió una coordinación adicional de todo el proceso.
"La solución GRAPHISOFT BIMcloud fue de gran ayuda en nuestro trabajo, ya que proporcionó un acceso rápido a los archivos desde casi cualquier lugar del mundo". - Gábor Horváth, arquitecto principal, CÉH
Aunque los técnicos de medición tenían suficientes herramientas de posicionamiento, al principio el personal de ópera movió accidentalmente estos dispositivos, dificultando seriamente el proceso de alineación mutua de las nubes de puntos. Sin embargo, con el tiempo, ambos equipos aprendieron a interactuar y a no interferir entre sí en su trabajo diario.
Algunas habitaciones (como los almacenes de accesorios) cambiaban constantemente, mientras que las superficies de otras habitaciones (por ejemplo, un sistema de suspensión cubierto con malla metálica o estructuras detrás del escenario) eran extremadamente difíciles para los instrumentos geodésicos; todo esto requería mediciones adicionales.
Lo más difícil y laborioso fueron las medidas de las superficies abovedadas y en zigzag presentes en las áreas técnicas y auxiliares en los niveles inferiores del edificio. También fue difícil reproducir las bóvedas que dividen el edificio en niveles según el plan de su autor, Miklos Ibl.
Los soportes y otras estructuras a menudo se superponen a las superficies de paredes y pisos. En tales situaciones, los resultados de la medición solo podrían usarse para crear un modelo 3D muy aproximado. Por lo tanto, para obtener información más detallada sobre los lugares inaccesibles para un escáner 3D, se utilizó a menudo grabación de video y fotografía.
Los conjuntos de datos de medición se importaron previamente a Faro Scene 5.5 y luego se transfirieron a Trimble RealWorks 10.0 para su procesamiento final. Este proceso llevó bastante tiempo, ya que el procesamiento de los archivos de nube de puntos creados de esta manera requería mucha potencia de procesamiento.
Gestión de bibliotecas de nubes de puntos
Los tamaños de archivo son muy importantes en la gestión de datos. Durante el proceso de medición, se crearon una gran cantidad de nubes de puntos y el detalle de estos archivos alcanzó los 40 millones de puntos por habitación. Los archivos de este tamaño simplemente no se pueden juntar. El primer paso fue reducir la cantidad de puntos utilizando Trimble RealWorks. Luego, cuando el detalle del archivo se redujo en un orden de magnitud, fue posible combinar estas nubes, cada una de las cuales ya contenía alrededor de 3-4 millones de puntos.
Se salvaron bloques optimizados y fusionados de 20-30 millones de puntos con una resolución de no más de un punto por centímetro cuadrado. Esta densidad de puntos fue suficiente para crear un modelo detallado en ARCHICAD.
Se exportó un único archivo de nube de puntos optimizado en formato E57 compatible con el software de arquitectura. Así, el equipo de arquitectos pudo proceder directamente al modelado.
La parte principal del modelo se ejecutó en ARCHICAD 19. Al mismo tiempo, el uso de la solución GRAPHISOFT BIMcloud, que proporciona una velocidad aceptable de acceso a archivos desde casi cualquier parte del mundo, jugó un papel importante en el trabajo. Este factor fue muy importante, porque el tamaño del proyecto superó los 50 GB.
Trabajando en el modelo
Al analizar el volumen tridimensional del edificio, inicialmente se utilizaron los planos dimensionales antiguos. Estos dibujos en 2D se han refinado y mejorado significativamente con nubes de puntos.
Las principales discrepancias con los planos más antiguos fueron evidentes desde el principio, y surgieron complicaciones adicionales al comparar planos de planta de varios niveles. En 1984, el edificio sufrió una reconstrucción parcial, como resultado de lo cual se sustituyeron algunos elementos, por ejemplo, los soportes de acero del sistema de suspensión. La documentación publicada para esta reconstrucción fue muy útil a la hora de recrear un modelo de soluciones de diseño complejas, en las que había elementos bastante delgados que no eran percibidos por los escáneres 3D. Lo mismo ocurrió con las estructuras móviles, como los elementos de acero del escenario, que continuaron utilizándose durante las mediciones.
Casi toda la geometría se creó en el entorno de ARCHICAD. Elementos muy complejos, como estatuas, se modelaron en aplicaciones de terceros y luego se importaron a ARCHICAD como mallas trianguladas en 3D. Estos elementos, que constaban de una gran cantidad de polígonos, se agregaron al modelo solo en la última etapa.
Las mayores limitaciones para los arquitectos fueron la potencia informática de las computadoras, ya que el tamaño de los archivos de la nube de puntos y el modelo tuvieron un ligero impacto en el rendimiento. Para reducir el tamaño del modelo y mejorar la conveniencia de trabajar con él, era muy importante minimizar la biblioteca anidada. En proyectos pequeños, el tamaño de esta biblioteca no juega un papel importante, pero en este caso contenía muchos elementos de alta poli que aumentaron en gran medida el tamaño del proyecto y, como resultado, crearon una carga excesiva en las computadoras. Para mejorar la fluidez de la navegación 2D y reducir el tamaño de los archivos, algunos elementos se han guardado como objetos. Por lo tanto, fue posible colocar cualquier número de instancias del mismo objeto en el modelo sin crear nuevos morfos u otros elementos estructurales. Se logró una optimización aún mayor simplificando los símbolos de objetos 2D. Por supuesto, esta decisión no pudo afectar el rendimiento 3D de ninguna manera, ya que no redujo el número de polígonos presentes en el modelo. Este problema se resolvió ajustando las combinaciones de capas, por ejemplo, desactivando la visualización de elementos decorativos y esculturas durante la navegación 3D.
Muchas horas de trabajo y un tremendo esfuerzo dieron como resultado la creación de un modelo que cualquiera puede ver en su dispositivo móvil. La planificación detallada y la organización paso a paso de todo el proceso de trabajo desempeñaron un papel importante para lograr el éxito.
También vale la pena señalar que fue posible medir de manera eficiente y crear un modelo preciso basado en ellos solo gracias al trabajo bien coordinado y la disposición para la interacción entre la Ópera Estatal de Hungría y los empleados de CÉH, que hicieron muchos esfuerzos conjuntos para preservar y reconstruir este magnífico monumento arquitectónico.
Modelo de Opera House en BIMx Lab
A pesar de que el modelo de ARCHICAD se ha optimizado al máximo, todavía contiene alrededor de 27,5 millones de polígonos y aproximadamente 29.000 elementos BIM.
Los modelos BIM de este tamaño son muy difíciles de ver en la aplicación móvil GRAPHISOFT BIMx.
¡Pero la tecnología BIMx Lab de reciente creación hace frente perfectamente a tales tareas, lo que le permite procesar casi cualquier número de polígonos en modelos de ARCHICAD de cualquier complejidad!
Descargue la aplicación móvil BIMx Lab de la App Store de Apple.
Para evaluar las posibilidades de esta nueva tecnología, descargue el modelo de construcción de la Ópera Estatal de Hungría para el laboratorio BIMx.
Acerca de CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. Es el departamento de ingeniería líder del Grupo CÉH, un actor clave en el mercado húngaro del diseño y la construcción. Con más de 25 años de experiencia, CÉH ha acumulado una amplia experiencia en el diseño, construcción y operación de edificios.
CÉH emplea especialistas de todas las especialidades de ingeniería asociadas con la industria de la construcción. CÉH tiene alrededor de 80 empleados, 10 sucursales y 150-200 contratistas.
El área de proyectos BIM implementados por CÉH supera los 150.000 m².
Arquitectos CÉH Inc. han estado utilizando ARCHICAD en su trabajo durante más de 10 años. CÉH actualmente posee 26 licencias y utiliza GRAPHISOFT BIMcloud. Este proyecto, realizado en ARCHICAD 19, estuvo integrado por tres a siete arquitectos de manera continua.
Sobre GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® revolucionó la revolución BIM en 1984 con ARCHICAD®, la primera solución CAD BIM de la industria para arquitectos. GRAPHISOFT continúa liderando el mercado de software arquitectónico con productos innovadores como BIMcloud ™, la primera solución de diseño BIM colaborativo en tiempo real del mundo, EcoDesigner ™, el primer modelado energético totalmente integrado y evaluaciones de eficiencia energética de edificios, y BIMx® es líder Aplicación móvil para la demostración y presentación de modelos BIM. Desde 2007, GRAPHISOFT forma parte del Grupo Nemetschek.
