La realidad y los modelos 3D ayudan a proteger la infraestructura

El congreso de Estados Unidos estableció el Bureau of Reclamation en 1902 con el objetivo de «recuperar» tierras áridas para uso humano a través del riego. Hoy en día, la agencia mantiene 492 represas en 17 estados del oeste y proporciona más de 35 billones de litros de agua a más de 31 millones de personas al año. Es el segundo mayor productor de energía hidroeléctrica del país y genera 40 mil millones de kilovatios-hora de electricidad al año.

Mantenimiento de infraestructura: un desafío global

Glen Canyon Dam se terminó en 1963, en medio de un boom de construcción de represas que tuvo lugar entre 1950 y 1970. Durante ese período, se terminaron cerca de mil represas por año (incluidas Aswan High en el río Nilo en Egipto, Kurobe en Japón, Idukki en India, Ilha Solteira en Brasil y Contra en Suiza) para abastecer de electricidad y agua, y controlar inundaciones en distintas regiones de todo el mundo.

Nuevas herramientas tecnológicas para diagnosticar la represa deteriorada por el tiempo

Reclamation consultó a Autodesk para seleccionar las mejores herramientas y técnicas para crear un modelo digital 3D detallado de la estructura: una versión virtual de Glen Canyon Dam. Los datos tridimensionales ofrecen profundidad y contexto más allá de lo que pueden brindar los documentos de papel en 2D del Bureau. Los datos digitales son dinámicos: no se quedan congelados en el tiempo como una vieja cianocopia. Los modelos digitales se pueden actualizar, es posible simular nuevos escenarios y los cambios pueden medirse en función del conjunto de datos original por los siglos de los siglos.

Un modelo 3D le proporcionaría a Reclamation un conjunto enorme de capacidades nuevas para ayudar a gestionar y mantener Glen Canyon Dam. Sería más fácil encontrar, diagnosticar y reparar el daño actual, así como predecir y evitar daños futuros.

Obtener datos de un enorme sitio

La captura de la realidad implica recopilar datos sobre un objeto (imágenes y medidas de tamaño, forma y posición) y compilarlos en un modelo digital. Reclamation, utilizando fondos de su programa de ciencia y tecnología, contrató a Autodesk para recopilar los datos necesarios y producir modelos 3D mientras sus empleados observaban los procedimientos y los procesos. En agosto de 2016, Reclamation y Autodesk comenzaron a obtener datos de la represa mediante escáneres láser (conocidos como LIDAR), sonar y cámaras para documentar el sitio.

El equipo de Autodesk escaneó y fotografió la represa y los alrededores; una ardua tarea que llevó toda una semana trabajando 12 horas al día. Los miembros del equipo obtuvieron imágenes y medidas del interior y exterior de la planta hidroeléctrica, río arriba y río abajo de la represa, la coronación de la represa, las tierras adyacentes e incluso parte del centro de visitantes.

Transformación de datos en modelos digitales

Los escaneos de Glen Canyon obtuvieron imágenes impactantes y millones de puntos de datos en nubes de puntos 3D enriquecidas y fotorrealistas. Los modelos fotográficos se crearon a partir de las fotos del equipo, fusionando las imágenes superpuestas en un proceso denominado fotogrametría. Para unir todos estos datos sin procesar, el equipo utilizó ReCap Pro (inglés) para compilar una nube de puntos más grande e integral.

Este modelo combina lo viejo con lo nuevo, uniendo los viejos dibujos 2D con los avanzados datos de nube de puntos, de modo que los usuarios puedan comprender no solo las piezas y los componentes de la represa, sino también cómo encajan para transformarse en sistemas.

Pronóstico para el futuro

Reclamation utilizará su modelo 3D dinámico de Glen Canyon Dam como herramienta para empleados y operadores de todos los niveles de destreza. «Este será un modelo multiuso», dice Winslow. También ofrece nuevas maneras de informar al público: por ejemplo, compartiendo recorridos en video de la represa virtual, particularmente de áreas a las que los visitantes no pueden acceder de forma segura. El organismo planea crear modelos 3D similares de sus otros activos, lo que posiblemente incluya el Hoover Dam de Nevada y el Grand Coulee Dam de Washington.

Herramientas tecnológicas con impacto global

Hoy en día, los operadores de represas de todo el mundo necesitan prepararse para un futuro incierto. Las iniciativas apuntan a recuperar las represas de antigüedad similar a Glen Canyon. Entre ellas están Kariba en África, terminada en 1959; Oroville en California, terminada en 1968; y Burdekin Falls en Australia, terminada en 1987. A esto se suman los programas nacionales para actualizar represas en Indonesia, India, Armenia y Vietnam.