Encuesta de ascensores digitales: mejora de las encuestas de sitios de modernización

Este artículo se presentó en Elevcon 2023 en Praga, República Checa.
PALABRAS CLAVE: Modernización, Estudio del Sitio, Escaneo 3D

Resumen

Un estudio preciso del sitio es el primer paso para crear una modernización de ingeniería exitosa. En el pasado, los estudios de sitio utilizaban cintas métricas, lápiz y papel. Esto ha cambiado recientemente para utilizar mediciones láser y dispositivos móviles, pero básicamente, el proceso sigue siendo el mismo: solo los medios han cambiado. Para proyectos complejos, KONE ha comenzado a utilizar el escaneo 3D para mejorar la precisión del estudio del sitio, minimizar las interrupciones para los clientes, mejorar la seguridad del personal y aumentar la productividad general de la ingeniería.

1. Introducción

El punto de partida para diseñar una modernización es comprender completamente el equipo instalado existente para que las interfaces entre el equipo instalado y el nuevo equipo puedan diseñarse correctamente. Tradicionalmente, esto se ha logrado utilizando cintas métricas, reglas y registrando los datos en formularios de papel o papel normal. Con el paso de los años, las cintas métricas han sido reemplazadas por medidas láser (Figura 1), y los formularios en blanco y el papel normal han sido reemplazados por medios electrónicos, incluido software como PRONTOFORMS (Prontoforms) y XECOM Information Technologies Pvt. Limitado. Ltd. Aplicaciones para tabletas SmartSiteSurvey (Smartsitesurvey), pero el proceso general no ha cambiado desde la medición y el registro de los datos medidos.

La Encuesta Digital de Elevadores es otra herramienta en la caja de herramientas de inspección del sitio de KONE que incluye el Analizador de Rendimiento de Elevadores y la Encuesta E-Site para medir y comprender completamente los edificios existentes, su instalación de ascensores y cómo se utilizan los ascensores para garantizar una modernización exitosa.

Elevator Performance Analyzer (Batey et al., 2016) es una herramienta de sensor 3D para medir el uso de los ascensores de pasajeros, la cantidad de pasajeros que entran y salen de un ascensor y en qué pisos. Esto produce un perfil de tráfico específico del edificio para permitir la simulación del rendimiento actual y futuro del ascensor.

El KONE E-Site Survey (Kontturi et al., 2012) es una herramienta que, midiendo la corriente eléctrica y las aceleraciones del ascensor, determina las masas en movimiento en un sistema de ascensor, por ejemplo:

• masa del coche
• masa CWT
• masas de cuerda
• masas de cable que viajan

Con formas regulares, cuadrados y rectángulos, medir las ubicaciones de los equipos existentes es relativamente fácil, pero una vez que las formas se vuelven irregulares o circulares, medir distancias se vuelve significativamente más difícil.

A veces, el equipo de encuesta requiere varios viajes a un sitio debido al hecho de que es casi imposible medir todo en el período de tiempo indicado, y solo resulta evidente que faltan algunos datos durante la fase de diseño. El tipo de elementos que pueden pasarse por alto incluyen conductos eléctricos, accesorios de iluminación, conductos de aire acondicionado, etc.

2. Encuesta digital sobre ascensores: conceptos básicos

El primer paso en la preparación para una encuesta de ascensores digitales es comprender el alcance de la modernización y determinar para qué se utilizarán los datos escaneados. Esto permite determinar lo siguiente:

2.1.1 Formatos de salida:

• Modelo de malla 3D: es una estructura construida que consta de polígonos y cada punto tiene coordenadas x, y, z (Figura 2). Si bien puede ser necesaria una gran cantidad de polígonos para crear mallas que se acerquen al fotorrealismo, debido a su simplicidad son más rápidas de procesar y el tamaño del archivo es significativamente más pequeño que el archivo de nube de puntos respectivo.
• Nube de puntos: una nube de puntos es un conjunto de puntos de datos definidos por un sistema de coordenadas determinado producido mediante escaneo 3D que se utiliza para definir la forma de un sistema físico. Estos archivos son muy grandes, en algunos casos de muchos gigabytes.
• modelo BIM
• XR (Realidad extendida): esto incluye AR (Realidad aumentada), VR (Realidad virtual) y MR (Realidad mixta).
• Precisión requerida:
  • Depende del uso que se le vaya a dar y de las restricciones de tiempo (Figura 3). La fotogrametría en blanco y negro puede ser un par de minutos más rápida por escaneo que la fotogrametría en color.
  • Uso de objetivos: ya sea con marcadores de objetivos o con objetivos esféricos, el uso de objetivos le permite facilitar la actividad de adquisición de datos, haciendo que el resultado final sea preciso y exacto.

El escaneo 3D puede producir datos muy precisos, pero existen limitaciones en los entornos en los que se puede utilizar:

• Donde hay superficies reflectantes y transparentes.
• Pozos y puertas de ascensor de cristal
• Espejos y materiales con acabado de espejo (Figura 4)
• Zonas con altos niveles de vibración
• Edificios esbeltos cuando la velocidad del viento es alta

Los conceptos erróneos sobre el escáner son que un escáner láser es una radiografía. No lo es; sin embargo, es un dispositivo de línea de visión y no ve a través de entidades sólidas, aunque hay diferentes programas de software disponibles que parecen crear una vista de tipo rayos X combinando muchos escaneos desde diferentes ubicaciones, estos todavía solo muestran el exterior. superficies de estructuras (Figura 5).

3. Precisión

En los primeros casos en los que no estábamos seguros de la precisión del escaneo 3D, seleccionamos proyectos en los que ya habíamos completado un estudio del sitio tradicional o en los que todavía tomaríamos mediciones manuales de los elementos críticos clave. Al analizar las mediciones manuales y realizar mediciones de la nube de puntos utilizando Autodesk ReCap, se descubrió lo siguiente:

• Las mediciones de elementos individuales, como las vigas de las máquinas, estaban todas entre 1 y 2 mm entre sí, pero al compararlas con los datos de los fabricantes para las vigas, las mediciones de ReCap estaban entre 0.5 y 1.5 mm.
• Se descubrió que las mediciones ReCap de elementos individuales dentro de un espacio eran significativamente más precisas que las mediciones manuales utilizando cintas métricas y dispositivos de medición láser en áreas confinadas con equipos que bloquean la medición directa punto a punto, lo que provoca imprecisiones.

Las mediciones realizadas a partir de datos escaneados son consistentemente más precisas que las mediciones manuales. 

4. Planificación

Determine cuándo escanear:

• Debe realizarse lo más temprano posible en el proceso de diseño.
• Horario adecuado dependiendo del uso del edificio: tardes, fines de semana, etc.
• Obtenga tantos dibujos 2D existentes como sea posible.
• Planifique la posición y la cantidad de escaneos con anticipación para mejorar la eficiencia en el sitio, pero recuerde, los planes no están escritos en piedra y deberán cambiar según las condiciones reales del sitio.

Trae diferentes tipos de equipos:

• Escáner con trípode para escaneos precisos
• Escáneres portátiles para áreas donde se requiere alta precisión y donde no es posible obtener datos utilizando escáneres con trípode
• Escáneres SLAM (localización y mapeo simultáneos) portátiles o cámaras 360 para verificar rutas logísticas de equipos donde la precisión no es tan crítica

5. Encuesta del sitio del ascensor digital

El estudio digital del sitio del ascensor es un método para mejorar tanto la precisión como la seguridad del estudio del sitio mediante el uso de métodos digitales para registrar la instalación existente, como el escaneo 3D (Lidar) o la fotogrametría 3D (Figuras 6 y 7). En KONE, hemos comenzado a utilizar el escaneo 3D en instalaciones con construcciones inusuales. Los ejemplos que discutiremos en este artículo son de una torre de observación con forma circular y un ascensor inclinado en una aplicación de metro. En ambos casos, un estudio tradicional del sitio era difícil y propenso a inexactitudes.

Seguridad mejorada: el uso de escáneres 3D elimina la necesidad de que los topógrafos alcancen o se inclinen sobre los pasamanos para tomar medidas. Además, los escáneres pueden ubicarse en posiciones a las que las personas no pueden acceder, por ejemplo, en la parte inferior de un contrapeso de elevación inclinado.

6. Ejemplos de observaciones de una torre de televisión

Con este proyecto, se completó un estudio del sitio tradicional antes de realizar el escaneo 3D. El escaneo 3D muestra que la sala de máquinas está ligeramente desviada. Cuando se superpusieron las nuevas máquinas y bancadas sobre el plano de la nube de puntos, se detectó un ligero choque entre la nueva bancada del ascensor en la parte superior izquierda y la pared. Esta desviación no se detectó durante el estudio tradicional del sitio debido a la imposibilidad de medir con precisión (ya que no había puntos de referencia fáciles de usar) la forma de la sala de máquinas y la cantidad de equipos en un espacio confinado, como se muestra en la Figura 8. y 9.

7. Ejemplo de ascensor inclinado en un metro

El ascensor subterráneo inclinado es un equipo extremadamente complejo. Un estudio completo del lugar del ascensor, incluida la estructura de acero, llevaría algunos días, lo que causaría grandes molestias a los usuarios de la estación de metro. La Encuesta Digital de Elevadores se completó en una tarde, minimizando las interrupciones en las operaciones de las estaciones de metro.

El estudio digital de ascensores permitió medir los componentes del ascensor y la estructura del edificio en muchos más puntos de los que se podrían haber realizado de forma tradicional (Figuras 10, 11 y 12). Como un lado de la estructura era irregular, fue posible determinar claramente las dimensiones máximas libres de los equipos que se podían instalar.

8. Otros usos de los datos del estudio digital de ascensores: los datos obtenidos durante el escaneo también se pueden utilizar para elementos distintos de los de ingeniería (Figura 13).

• Revisar el proceso de instalación y mejorar los métodos específicos del sitio para minimizar los riesgos.
• Capacitación específica del sitio en Realidad Virtual
• Escanear a BIM
• Encuesta de realidad virtual: permite a expertos de todo el mundo colaborar "in situ" en el espacio virtual sin viajar.

9. Conclusión

La transferencia de los métodos tradicionales de estudio del sitio a métodos digitales mejorará la calidad y seguridad del estudio del sitio, mejorando así la ingeniería y la solución final modernizada que se instalará.

La tecnología actual y el costo del escaneo significan que realizar un estudio digital de ascensores no es adecuado para todos los casos, pero es ideal para casos con geometría inusual donde la precisión requerida no se puede lograr de manera rentable y rentable utilizando métodos tradicionales. Pero se espera que, a medida que los escáneres y otros dispositivos digitales de registro y medición se vuelvan más baratos, más precisos y más fáciles de usar, estos métodos se conviertan en la forma normal de realizar estudios de sitio en el futuro.

Las ventajas de utilizar una encuesta de ascensores digital son:

• Se capturan todos los atributos físicos, incluso aquellos que normalmente no se miden a mano.
• Todos pueden utilizar los datos: no es necesario interpretar los bocetos y notas de otros.
• Solución de ingeniería adecuada a la primera

Mediante el uso de herramientas y soluciones innovadoras, se pueden comprender completamente las instalaciones de ascensores existentes y cómo se utilizan. Esto permite el desarrollo de la solución de modernización correcta que brinde el máximo beneficio a los propietarios y usuarios de los edificios al garantizar soluciones de ingeniería correctas desde el primer momento y minimizar la interrupción de las operaciones del edificio.

Darren Batey recibió un diploma asociado con honores en ingeniería mecánica del Instituto de Tecnología de Sydney, Australia, en 1997. Ha trabajado en la industria de los ascensores desde 1986 y ha sido empleado de KONE desde 1998 en diversas funciones técnicas, de soporte de ventas y de desarrollo. Ha estado involucrado en muchos proyectos importantes durante este período, por nombrar solo algunos: Bloomberg London HQ, Jeddah Tower, Q1 Tower Gold Coast, Spinnaker Tower Portsmouth, Arcos Bosques Ciudad de México, Hyatt Center Chicago y 88 Phillip Street Sydney.

Referencias

Batey, D. y Kontturi, M. Análisis del tráfico en edificios de gran altura que se modernizarán. Elevator Technology 21 – Actas de Elevcon 2016, 26-35.
Tyni, T., Kontturi, R. y Perälä, P. (2012). Estudio del sitio eléctrico: en busca de los parámetros del ascensor. En Congreso Internacional sobre Tecnologías de Transporte Vertical, Elevcon (No. 19).
ProntoForms (2023). Formularios móviles intuitivos para un equipo de campo profundamente conectado. Disponible en prontoforms.com
Encuesta SmartSite (2023). Aplicación SmartSiteSurvey para empresas de modernización de ascensores. Disponible en xecomit.com/smart-site-survey