Base de conocimiento
¿Qué es un modelo 3D de diseño?
Un modelo de diseño traduce sus planos en una superficie digital que una excavadora, motoniveladora o bulldozer puede seguir. Qué es, cómo lo utiliza la máquina y por qué no es lo mismo que el terreno existente.
Del plano a la superficie
Un juego de planos de obra suele constar de una planta, un perfil longitudinal y una serie de perfiles transversales. Para una persona es suficiente para entender el proyecto, pero un sistema de control de maquinaria necesita algo distinto: una superficie continua en la que se conozca una cota de proyecto para cada punto de la zona de trabajo.
Esa superficie se denomina modelo de diseño o superficie de diseño. Se construye como un TIN (Triangulated Irregular Network): un modelo digital del terreno formado por triángulos contiguos en el que cada vértice tiene coordenadas X, Y y Z exactas. Entre esos vértices se interpola linealmente, de modo que la máquina puede leer una cota en cualquier punto.
Un buen modelo incluye además líneas: ejes, bordes, bordillos, pies y coronaciones de talud. Estas líneas ayudan al operador a orientarse y determinan en parte cómo se forman los triángulos.
Cómo utiliza la máquina el modelo
Una máquina con control 3D conoce su propia posición y la de su herramienta de trabajo, como el filo del cazo o la hoja, mediante receptores GNSS (o una estación total). El sistema compara continuamente la cota de esa herramienta con la cota de proyecto del modelo en el mismo lugar.
La diferencia aparece en la pantalla de la cabina como «alto» o «bajo», normalmente con un valor en centímetros. En los sistemas semiautomáticos, la hidráulica corrige por sí sola la hoja o el cazo. Así se puede excavar, nivelar y refinar sin estacas y sin replanteos continuos.
La máquina sigue el modelo al pie de la letra. Cualquier error en el modelo, por pequeño que sea, se ejecuta también al pie de la letra. Por eso la calidad del modelo es tan importante como la de la máquina.
Diseño frente a terreno existente
Es importante distinguir dos superficies. El terreno existente (el levantamiento de la situación actual) describe la obra tal como está hoy. La superficie de diseño describe cómo debe quedar una vez terminados los trabajos.
La máquina trabaja siempre según el diseño. El terreno existente sirve para determinar dónde el diseño enlaza con su entorno, dónde terminan los taludes y cuánto material hay que excavar o rellenar. Sin un levantamiento fiable de la situación existente, un diseño puede parecer correcto sobre el papel y, aun así, enlazar de forma extraña en obra.
Varias capas en un mismo proyecto
Un proyecto de carretera o una excavación rara vez tiene una única cota de proyecto. A menudo se elaboran varias superficies, cada una para una fase de la ejecución:
- cota de excavación o fondo de excavación;
- cara superior de la base o subbase;
- cota terminada (por ejemplo, cara inferior del pavimento);
- taludes, cunetas y enlaces con el terreno existente.