Artec Leo lleva el escaneo 3D a nuevas alturas: 185 pies sobre la Bahía de San Francisco

En el contexto de la California de la década de 1950 –un auge de posguerra, de tiempos cambiantes e industrialización, incluso cuando los poetas Beat usaban la pluma contra el papel en librerías que ahora son icónicas–, el puente Richmond-San Rafael estaba siendo construido. Sin embargo, los planes para un puente de este tipo habían comenzado mucho antes que eso: ya en la década de 1920 se identificó la necesidad de una conexión entre las bahías oriental y occidental de San Francisco, una idea que se propuso, aprobó, retrasó, modificó y pospuso numerosos momentos, y durante las décadas siguientes.

Fue entonces, con mucha anticipación y con una necesidad que aumentaba tan rápidamente como la creciente población del estado, que se concretaron los planes y comenzó la construcción de lo que oficialmente se llama John F. McCarthy Memorial Bridge.

Diseñado para reemplazar un servicio de ferry que unía Richmond en el lado este con San Rafael en el lado oeste, la construcción comenzó en marzo de 1953, y en septiembre de 1956, el puente estaba abierto, completamente funcional y listo para recibir invitados; en este caso, decenas de miles de conductores que finalmente tenían una manera de cruzar fácilmente la bahía.

El puente ha permanecido operativo desde entonces, transportando, según el último recuento, a más de 70,000 conductores de un lado a otro de la bahía todos los días. Y aunque el puente es, por supuesto, funcional y pintoresco, su ubicación lo hace vulnerable a una impresionante colección de elementos increíblemente corrosivos: agua salada,agua, viento y humo del escape de los vehículos.

«Mientras trabajaba en puentes, un ingeniero compartió una expresión conmigo: Rust nunca duerme», dijo Marcio Adamy de Indicate Technologies Inc., un socio Gold certificado de Artec 3D.

Para mantener el puente en su forma más segura y funcional, algunas reparaciones estaban en orden. Una sección específica de un segmento en particular se había vuelto especialmente corroída y oxidada con el tiempo, y era esta parte del borde la que necesitaba ser reemplazada.

«El cliente quería medir los paneles y ubicación de sus remaches, ¡y había más de 250 remaches en cada panel!»

Sin mediciones conocidas disponibles (e incluso si hubiera habido mediciones, su fiabilidad habría sido cuestionable) se presentó una nueva tarea: calcular las medidas exactas de estos paneles, una tarea desalentadora solicitada por Danny's Construction, una empresa especializada en acero y en la fabricación y mantenimiento de grandes estructuras como estadios, edificios, y en este caso, puentes.

«Querían medir los paneles, así como la ubicación de sus remaches, y había más de 250 remaches en cada panel», dijo Adamy. «Cada panel tiene lados norte y sur, así como partes exteriores e interiores. Para producir nuevos paneles, necesitaban asegurarse de que las mediciones venían con todos los orificios correctos en las ubicaciones correctas».

Cada panel tenía 250 remaches, cada uno de los cuales necesitaba ser capturado con precisión.

Con esto vinieron dos desafíos: la altura del puente y el hecho de que, bueno, transporta 70,000 autos todos los días. La solución debía ser rápida, sin complicaciones y autónoma, al tiempo de que se aseguraba de que los resultados finales fueran precisos y fiables.

La única solución

Cuando se trata de acceder a estos paneles particulares del puente Richmond-San Rafael, hay varias cosas que deben considerarse. En primer lugar, las partes que deben medirse están a 185 pies (56 m) sobre el agua. A continuación, hay tráfico constante durante todo el día. No olvidemos los vientos feroces que suelen azotar la bahía, así como la necesidad de ser lo menos intrusivos posible: la temporada de apareamiento de ballenas, por ejemplo, restringe cualquier actividad cerca del agua para que las ballenas lujuriosas no se distraigan.

En pocas palabras, alguien necesitaba poder deslizarse de forma rápida y segura hacia la sección exterior del puente mientras permanecía protegido de los automóviles que se aproximaban, causando la menor interrupción posible del tráfico y, dada la altura a la que estarían operando, recordando no mirar hacia abajo. Y luego, capturar cada detalle superficial y único de cada panel.

Sólo había una solución para la tarea: el Artec Leo.

Completamente inalámbrico y diseñado para capturar fácilmente los rincones más difíciles, la pantalla incorporada del Artec Leo hace que sea muy fácil capturar cada superficie de un objeto y todos los detalles que contiene. En el caso del puente Richmond-San Rafael, no había ningún otro dispositivo que pudiera hacer el trabajo: trabajar con el Leo significa que eso es todo lo que tienes contigo –una consideración esencial dada la naturaleza de este trabajo: simplemente no era una opción estar tan arriba, y en un espacio tan pequeño, con esa breve cantidad de tiempo para hacer el trabajo, todo mientras se preocupaban por las computadoras, los cables y tal vez otra persona atenta, lista para ayudar–.

«No había otra solución. Artec Leo fue diseñado para esto».

Mientras que en otras situaciones usar un escáner diferente o una combinación de escáneres podría haber sido una solución fácil, en este caso particular la respuesta fue clara. Adamy dijo: «estaba en esta canasta, de tal vez tres pies por un pie, con otra persona. ¿Dónde pondría la computadora o cualquier mesa? Así que en este caso específico, no había otra solución. El Leo fue diseñado para esto».

Todo el trabajo se realizó en un tiempo récord, y también en modo HD. «tomé la decisión de escanear todo con el modo HD, aunque no era realmente necesario tener una geometría tan rica en este caso», dijo Adamy. «Pero siempre me gusta tener lo mejor y luego reducir, en lugar de no tener suficiente información y no ser capaz de agregar nada más más adelante».

Después de que el equipo tuvo algo de práctica sobre la mejor y más eficiente manera de escanear cada panel, lo redujeron a menos de diez minutos por lado.

A 56 metros sobre el agua, el trabajo tuvo que hacerse de forma rápida, segura y sin equipaje adicional, como computadoras o cables que pudieran interponerse en el camino. La respuesta: Artec Leo.

«Tuve un pequeño intervalo de tiempo cuando me permitieron trabajar en el puente», dijo Adamy. «Llegaba alrededor de las 5:30 o 6:00 de la mañana, y planeábamos lo que haríamos. Luego me puse mi arnés, casco y equipo de seguridad. Y luego me quedaba allí escaneando hasta las 9:30 a 10:30 AM, y luego regresaba a la oficina y comenzaba a cargar los archivos», dijo Adamy.

Dados los estrechos intervalos disponibles para cada sesión de escaneo, la cantidad de escaneo que se necesitaba hacer, las restricciones ambientales vigentes y las condiciones climáticas temperamentales, todo el proyecto tardó varios meses en completarse.

Después de ocho viajes, y menos de 30 minutos de escaneo de cada uno de los paneles de 6 pies desde todas las direcciones, la primera parte del trabajo se completó: todos los paneles fueron escaneados y los datos capturados estaban en camino a la siguiente etapa.

Todo en un día de trabajo

Incluso con toda la planificación que se había tenido que hacer, con el personal de seguridad y los policías en espera, un camión de choque para evitar colisiones por el tráfico que se aproximaba y un hombre atado a un arnés de seguridad mientras colgaba sobre la Bahía de San Francisco, el trabajo en sí no era uno que fuera difícil en sí mismo. A pesar de todos los desafíos y dificultades, escanear con Artec Leo fue fácil.

Y también lo fue procesar los datos.

«Subí los archivos y ejecuté todos los pasos», describió Adamy. «Luego ejecuté el registro global, eliminé la información adicional que no necesitaba, después convertí todo en una malla usando fusión nítida. Y luego exporté la malla como un archivo STL».

Siguiendo estos pasos bastante sencillos, el archivo STL se importaría a Geomagic Design X para su posterior procesamiento, después se exportaría en formato .pts, el cual se usaría en Autodesk para dibujos SBU y para recopilar información. En algunos casos, todo, desde el escaneo hasta el procesamiento, el procesamiento posterior y el resultado final, se realizó en el mismo día.

«Lo único difícil fue estar allí: ¡manejar tus miedos en este entorno con el viento, el frío y el sol!»

¿La parte más difícil de escanear aquí? ¡La altura!

«Como dije, esta parte es un trabajo muy sencillo: cargar archivos, ejecutar el registro global, editar y crear un archivo de malla, fusión nítida ... es una obviedad», dijo Adamy. «Lo único difícil fue estar allí: estar más allá del camión de choque, manejar tus miedos en este ambiente con el viento, el frío, el sol, todo eso. Esa es la parte más difícil».

Ahorro de tiempo y costes

Y ocho meses después, los ocho paneles habían sido fabricados e instalados con orgullo, con al menos del 75 a 90 por ciento del tiempo ahorrado –y esa es una estimación conservadora. El uso de tecnologías 3D, y específicamente el Artec Leo como el escáner elegido, vino con más beneficios que posibilidad y conveniencia –redujo una gran cantidad de costos, también.

La cantidad de tiempo ahorrado se aprecia, digamos, por ejemplo, si cada panel tuviera que medirse manualmente con una cinta métrica o una regla, con el laborioso proceso de mediciones documentado por planos a mano, y luego traducirse a los fabricantes de nuevos paneles.

Debido a la precisión de los resultados, también se ahorró tiempo al fabricar los nuevos paneles, sin mencionar el número reducido de empleados que necesitaban estar presentes, lo que a su vez también redujo los costos laborales.

¿Un paso final? Escanear los nuevos paneles, por supuesto. Si bien hoy podemos tener dificultades para encontrar información confiable sobre estructuras y edificios erigidos hace muchas décadas, los profesionales en el futuro no tendrán tal problema.

En el caso del puente Richmond-San Rafael, los escaneos 3D completos, las mediciones, los diseños y los archivos de estos paneles finalmente están disponibles, con una precisión de hasta 0,1 mm; y para innumerables generaciones de ingenieros, constructores, arqueólogos e inspectores por venir.