Creación de un gemelo digital para la cuantificación de daños causados en el terremoto del 19 de septiembre del 2017

México es considerada como una zona de alta sismicidad, según el Sistema Sismológico
Nacional (SSN), ya que interactúan cinco planas tectónicas: La de Norteamérica, La
de Cocos, La del Pacífico, La de Rivera y la placa del Caribe.

En el año 2017 debido al rompimiento en la placa oceánica de Cocos, la Ciudad de México presenció un sismo de intensidad de 7.1 con epicentro en el estado de Puebla, llevando consigo la vida de 369 personas, 57 edificios derrumbados y un número mayor resultó gravemente dañado.

Cada vez que un lugar es azotado por un desastre natural, el registro e inspección es vital para realizar un análisis profundo de los daños presenciados.

Anteriormente el uso de drones solo era usado por fines militares, sin embargo, esta herramienta ha sido cada vez innovadora logrando que esta pueda ser implementada en distintas áreas, entre ellas se encuentra para la conservación de bienes históricos.

A pesar de que este temblor fue distinto al presenciado en el año 1985, ocasionó varios daños a distintos inmuebles por lo que fue necesario hacer una inspección de cada uno de estos; dentro de los inmuebles dañados se encuentra la iglesia “De Los Ángeles” ubicada en la colonia Guerrero en la CDMX, por lo que se utilizó una Aeronave no tripulada para conocer la perdida de estructura dentro de esta edificación.

La iglesia de Los Ángeles presentó perdida en una parte de la cúpula; para realizar un análisis más profundo del estado en el que se encontraba el inmueble se implementó tecnología digital, la cual es capaz de realizar los estudios a detalle de un lugar en particular.

El uso, manejo y domino de las herramientas digitales ha permitido realizar una evaluación, conservación, representación y conocimiento del patrimonio edificado.

Para la recopilación de información se utilizó el drone Phantom 4 el cual tiene una cámara de 20 Mpx y un sensor de 1”.

Para obtener información a detalle del dicho inmueble se realizó un vuelo a una altura de 30 metros y se obtuvieron 580 fotos.

Puntos de control.

Como se sabe la fotogrametría ha incrementado su desarrollo tecnológico, está encargada de calcular las dimensiones y posiciones de los objetos en el espacio, a partir de medidas realizadas en fotografías.

Al igual que un análisis en una superficie terrestre, para realizar un estudio en un inmueble es necesario contar con puntos de control, sin embargo, en vez de ser tomados con un GNSS son obtenidos con una estación total.

Los puntos de control no son solo son colocados sobre tierra sino también sobre la edificación, ya que estos permitirán dar una georreferenciación de las imágenes del inmueble.

Con la estación total se puede tener un control en una estructura vertical sobre el inmueble, por lo que es necesario colocar el equipo sobre un punto con coordenadas conocidas y con radiaciones sobre varios puntos colocados sobre la pared de la edificación, esto permitirá realizar un modelo tridimensional preciso.

Uso de Software Pix4D para análisis espacial.

La información obtenida por el drone son datos crudos que no nos permiten tener ningún valor numérico ni espacial, para ello se utilizan como apoyo softwares que permiten hacer un proceso de estos datos, los cuales nos permite tener una mejor visualización y hacer un análisis de estos.

El mejor software se encuentra Pix4D un software de fotogrametría que, a partir de un conjunto de imágenes con traslape permite generar nubes de puntos en común entre ellas para construir ortomosaicos y modelos digitales de superficie y de terreno, así como generar modelos 3D.

El software funciona detectando automáticamente los puntos que son comunes en cada imagen conocida como “key points”, cuando el programa determina 2 o más key points iguales en diferentes imágenes, estos son tomados como Tie points, que son Key points emparejados. Por cada grupo de Tie points que fueron emparejados se genera un punto 3D. Así que mientras haya más Key points, mayor será la densidad con la que sé pueda computar los puntos 3D, con dicho análisis se obtuvieron 8 millones de puntos.

Análisis de daños

Actualmente en el mercado existen otros software como Métigo que no solo nos permite conocer el área de volumen de un objeto en particular, sino también conocer la cantidad de material que se requiere para su reconstrucción o mantenimiento.

¿Cómo es posible realizar esto?, gracias a que la tecnología permite crear modelos de paredes, techos y fachadas, así como modelos digitales individuales a escala, a través de las tomas fotográficas se puede realizar una reconstrucción de la geometría y del estado de un cuerpo sin contacto alguno y con la evaluación fotogramétrica se puede obtener una medición verdadera considerando las deformaciones del objeto. Esta técnica sirve sobre todo para la representación de objetos con gran detalle o muy estructurados.

Conclusión

Con los datos arrojados se realizó una reconstrucción de las partes destruidas del inmueble y con ello se obtuvo un modelo 3D de la iglesia de Los Ángeles sobre el cual se pudo hacer un análisis más detallado sobre el estado en el que se encontraba este; con la  información recabada se obtuvo la cantidad de área de estructura perdida a causa del sismo en el año 2017 y con el implemento de nuevos software se pudo realizar una reconstrucción del área afectada con  el fin de poder obtener la cantidad de material que este requería para su reconstrucción.

Como resultado de todos estos procesos se pudo entregar un reporte en el cual se daba a conocer el estado actual del inmueble donde se agregó la cantidad de material para su reconstrucción, área de estructura perdida sobre el domo que forma parte del inmueble, junto con planos donde se hizo una representación gráfica de dichas áreas.

 

 

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