Escáner láser: qué es, cuales son sus funciones, y qué tipos hay

Un escáner láser o laser scanner es uno de los instrumentos topográficos más vendidos en nuestra tienda de topografía online en los últimos años.

Un escáner láser o laser scanner es uno de los instrumentos topográficos más vendidos en nuestra tienda de topografía online. Ya sea en nuevos proyectos, como reformar un piso, reformar un local comercial o una rehabilitación, entre muchos otros, necesitarás obtener datos precisos. El escaneo 3D es el sondeo de un espacio utilizando un escáner láser 3D para generar nubes de puntos. Esta nube la conforman millones de puntos que recrean milimétricamente un espacio y lo que lo compone físicamente.

En este post, vamos a intentar profundizar en esta herramienta. Te contaremos qué es un laser scanner, qué tipos de escáner existen, cuál es su uso y qué modelos de escáner 3D puedes encontrar en el mercado.

¡Esperamos que te interese nuestro artículo! Si es así, atento/a que comenzamos:

¿Qué es un escáner láser?

Un laser scanner terrestre, o escáner láser en castellano, es un instrumento que sirve para capturar la geometría y color de cualquier objeto, o del entorno cercano, a partir del almacenamiento masivo de datos. Estos datos, en forma de nube de puntos, se obtienen a través de la medición de distancias y ángulos mediante un rayo de luz láser, que se combina con cámaras fotográficas, para registrar también la información del rango visible. Los datos se utilizarán posteriormente para formar un modelo tridimensional del objeto. Es decir, que con la tecnología del escáner láser somos capaces de transformar un objeto real en uno virtual, y manipular este a través de un Software especializado.

El potencial que presentan los escáneres es altísimo, permitiendo obtener las coordenadas geográficas de todas las superficies que rodean el instrumento (en un radio limitado), en cuestión de minutos, y sin necesidad de contacto alguno con los elementos medidos.

Ahora que ya te hemos contado qué es un escáner láser y qué puedes hacer con él, te vamos a explicar los diferentes tipos de escáner que hay en el mercado.

Tipos de escáner láser

Los escáneres láser los podemos clasificar en función de la medición de la distancia, o de la técnica de recolección. Según esta distinción nos encontramos:

Tipos de escáner láser en función de la medición de la distancia:

• Tiempo de vuelo: Esta técnica se basa en la medición del tiempo de transmisión del láser a partir del emisor, reflectándose este en el objeto escaneado, y retornando hasta el receptor. Esta técnica permite que el tiempo de retorno del láser pueda ser controlado, y que sean almacenados varios retornos a partir de un único pulso. Este tipo de escáner láser permiten alcanzar grandes distancias, por lo que son muy utilizados para topografía, donde esto permite incrementar la productividad.

• Diferencia de fase: Estos escáneres láser se basan en  la emisión de una serie de  ondas láser de diferente longitud de onda sobre el objeto medido, las cuales al ser reflejadas y recibidas de nuevo en el escáner permiten determinar la distancia al objeto, comparando la fase de las ondas emitidas con las recibidas.La gran ventaja de esta técnica es la mayor precisión en la medición (pudiendo llegar a décimos de milímetro en la distancia) y también la cantidad de puntos registrados, que actualmente llega a 1 millón de puntos por segundo. Estos equipos de medición láser son muy utilizados para “as built” industrial, patrimonio histórico, arquitectura e ingeniería inversa.

• Triangulación: Se precisa un emisor láser y una cámara para localizar la proyección del haz láser proyectado. Ambos tienen un ángulo constante entre ellos, por lo que se puede calcular el resto de lados que conforman el triángulo (mediante cálculos trigonométricos), y como consecuencia la distancia del objeto escaneado. Por lo tanto, para aplicar esta metodología se necesita un láser de línea, una o más cámaras y el software de triangulación. Teniendo la cámara en un ángulo específico respecto del láser y gracias a la variación de la orientación del láser, el software podrá reconstruir la nube de puntos deseada. Se trata de un escáner láser de alta precisión, y que necesita estar muy próximo al objeto escaneado.

Tipos de Scanner láser en función de la técnica de recolección:

• Escáner láser estático: el equipamiento fue parado sobre un punto, haciendo el escaneo del área de interés. Cada punto ocupado es llamado “escenas”, donde para medir toda el área de interés, es necesario ocupar varias escenas. Las escenas son unidas analíticamente por puntos en común, generando la nube de puntos. Tienen como ventaja la accesibilidad (usa como soporte trípode convencional) y precisión posicional (compensadores garantizan la verticalidad del equipo).

• Móvil (Mobile Mapping): Un láser escáner bidireccional que realiza mediciones durante su desplazamiento. Para garantizar el posicionamiento del punto medido, es necesario el uso de sensores externos, como un Sistema GNSS y una IMU (Sistema inercial). El funcionamiento es muy similar al de los equipos aerotransportados, teniendo una precisión degradada en función de varios sensores, ángulos y distancias medidas. La agilidad de la recolección de campo es el punto alto, pues, incluso en baja velocidad de levantamiento, es posible abarcar grandes áreas. Debido a los sensores externos, su tamaño es mayor que el estático y puede ser instalado sobre cualquier vehículo móvil.

4 aplicaciones del escáner láser

Como te habrás dado cuenta, en función del tipo de escáner, este se puede usar para diferentes tipos de trabajos. A continuación, te detallamos las 4 de las aplicaciones del Escáner láser más importantes:

1. Entretenimiento: el escáner láser (sobre todo el escáner 3D), en los últimos años se han incorporado a la industria del entretenimiento. Con el uso del escáner 3d, por ejemplo, la industria del cine ahorra en costes a la hora de recrear escenarios. Este tipo de instrumentos permiten escanear un objeto físico del mundo real, por ejemplo, la Catedral de Santiago de Compostela, y generar su imagen en formato 3D para introducirla en una película. Lo mismo ocurre con la industria del videojuego, en los que se escanear a personas para generar diferentes personajes que protagonicen los juegos.

2. Industrial: La industria se vale del escáner láser para controlar la dimensión de fabricación de componentes de alta precisión. Se escanean dichas piezas, el escáner devuelve los datos y estos se comparan con el modelo base para que no haya ningún error.

3. Patrimonio cultural o heritage: Valerse de la tecnología para preservar nuestra historia es una de las ventajas de la transformación digital que nuestra sociedad está viviendo. El uso del escáner láser para escanear monumentos, edificios históricos, documentos, permiten preservar nuestra memoria histórica y patrimonio para generaciones futuras. Un ejemplo de ello lo tenemos en la Catedral de Notre Dame, que gracias a un escaneado 3D de su estructura, realizado con un Leica ScanStation P40, podrá reconstruirse fielmente en base a los datos recabados.

4. Documentación as built: muy vinculado a la aplicación anterior. Los scanner láser permiten obtener datos precisos de la situación de una construcción o instalación. Con ello se puede hacer un seguimiento de la evolución de esa estructura y realizar un correcto mantenimiento.

Ventajas del uso de escáner láser

¿Te ha pasado alguna vez que estás en medio de un proyecto, se acerca el plazo de entrega o de realizar algún avance sobre un proyecto y crees que con más (y mejores) datos, habrías hecho una propuesta mejor? 

Las ventajas más importantes del láser escáner son las siguientes: 

1. Medidas. Con el escaneo 3D evitas replanteos, ya que lo mides todo una sola vez.
2. No es intrusivo. No necesitas realizar paradas operativas, no interferirás en los tiempos de la obra y evitarás inconvenientes para ti y para tu cliente. 
3. Proyecto en la oficina. Toda la información del proyecto está disponible en cualquier momento para su consulta. ¿Alguna vez has trabajado con información incompleta, errónea o se te ha olvidado tener algún detalle en cuenta?
4. Seguridad. Posibilidad de acceder a espacios peligrosos o ubicaciones difíciles de llegar, obteniendo mediciones completas y rápidas. 
5. Un modelo BIM o planos de CAD más rápidos. Cuando realizas un escaneo láser, te llevas la realidad 3D a un espacio de trabajo en el que puedes modelar su estado actual con precisión. 

Además de ser una herramienta muy potente de uso ilimitado, con las nubes de puntos puedes medir con gran precisión plantas irregulares, con desniveles alturas inaccesibles y rincones intrincados para el análisis y cálculo de materiales. 

Es una tecnología ideal tanto para espacios interiores como exteriores, ya que cubre grandes distancias, permitiendo al usuario obtener todos los datos alrededor del emplazamiento. Es una herramienta perfecta para proyectar.

Como hemos visto, en el mercado existen diferentes tipos de escáner láser. Cada profesional adquirirá en su momento el que mejor se adapte a las circunstancias de su trabajo, lo que convierte esta herramienta en algo muy versátil y adaptado a cualquier tipo de trabajo. En cuanto a precios, un escáner 3D lo puedes encontrar desde precios económicos a otros algo más caros. Todo dependerá de la calidad, la precisión y la distancia a la que necesites medir.

En Global Geosystems y Topotienda estamos especializados en diferentes tipos de escáner 3D. Aquí podrás encontrar todos los modelos de los que disponemos actualmente en nuestra tienda de topografía online.

Y con esto damos por finalizado nuestro post sobre el universo del escáner láser. ¿Te ha quedado alguna duda? ¿Te gustaría que hablásemos más en un determinado tipo de escáner? ¿Qué escáner láser recomendarías?

¡Envía un correo a info@global-geosystems.com con tus dudas o sugerencias! ¡Hasta el próximo post!