Estancia corta de investigación de Luis Javier Sánchez Aparicio en el grupo de investigación Historical and Masonry Structures Guimarães,Portugal)

Estancia de investigación llevada a cabo por Luis Javier Sánchez Aparicio, durante el periodo comprendido entre el mes de Marzo y Junio del año 2014, en el grupo de investigación Historical and Masonry Structures (http://www.hms.civil.uminho.pt/) de la Universidad de Minho. Bajo la supervisión del Dr. Luís F. Ramos.

Durante dicha estancia, Luis Javier enfoco sus esfuerzos en el desarrollo de procedimientos de calibración de modelos numéricos por Elementos Finitios, integrando un enfoque híbrido basado en la dinámica de estructuras y la geomática, a fin de evaluar los daños en construcciones.

  • En una primera etapa, una caracterización completa de la Iglesia de San Torcato fue efectuada. Dicha caracterización llevada a cabo mediante el sistema Láser Escáner Terrestre. Complementario a ello fueron efectuadas diversas investigaciones sobre la historia de la construcción. Todo ello con el ánimo de desarrolllar un modelo numérico complejo por Elementos Finitos que de respuesta a los sistemas de degradación presentes en la construcción.

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  • Tras dicha primera etapa, Luis Javier centró sus esfuerzos en la calibración del modelo numérico del prototipo denominado Ponta Lumis. Combinando para ellos datos procedentes de campañas experimentales estáticas y dinámicas junto a funciones de daño numéricas.
  • En una tercera etapa, una caracterización geométrica sobre diversas probetas de mampostería fue efectuada, con la finalidad de ayudar en el desarrollo de un nuevo enfoque, menos peligroso, que los tradicionales sistemas de Gato Plano denominado Tube Jack (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869513000601). Así como el aprendizaje de los enfoques basados en Correlación Digital de Imágenes.
  • Finalmente una completa caracterización geométrica y numérica de la Torre del Homenaje del Castillo de Guimarães fue efectuada. A fin de conocer más en profundidad su comportamiento estructural así como desarrollar futuras estrategias de modelo geométrico para análisis numérico basadas en NURBs.

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Estancia investigadora Susana del Pozo Aguilera en la Universidad Tecnológica de Delft (TuDelft, Holanda)

 Estancia investigadora Susana del Pozo Aguilera

Susana Del Pozo Aguilera realizó una estancia de investigación de 3 meses (Marzo-Junio 2014) en TuDelft Universidad Tecnológica (Delft, Paises Bajos) en colaboración con el departamento de Geociencia y Teledetección bajo la supervisión de Dr. Roderik Lindenbergh. 

La estancia se centró principalmente en el campo de la teledetección, análisis multiespectral de rango cercano y caracterización de afloramientos rocosos. Concretamente se desarrollaron los siguientes aspectos:

Teledetección y análisis de imagines satelitales. El primer periodo de la estancia se centró en el análisis de datos espectrales procedentes de distintos satélites. El objetivo de estas pruebas fue proporcionar respuesta a una serie de preguntas previas al segundo periodo de la estancia: ¿Cuál era la mejor región del espectro electromagnético para discretizar rocas sedimentarias y cuál era el satélite más adecuado para el mapeo de estructuras rocosas. Se analizaron imágenes de diferentes satélites (SO1-Hyperion (220 bandas: 0.4-2.5 µm), ASTER (14 bandas: 0.52-11.65 µm) y Landsat 8 (11 bandas: 0.433-12.5 µm)) de cara a conseguir imágenes con la mayor resolución espacial posible de la zona de estudio (la Motte-Chalancon, Francia). Finalmente se usaron imágenes del Landsat 8 de 30 metros de resolución espacial para clasificarlas y localizar posibles afloramientos de roca sedimentaria en el área. Los resultados se compararon con los resultados obtenidos durante el segundo periodo de la estancia y se extrajeron conclusiones significativas sobre los estudios de teledetección en el campo de la geología.

Estancia investigadora Susana del Pozo Aguilera

Caracterización de afloramientos rocosos mediante análisis multiespectrales de rango cercano. Durante el segundo período de la estancia se hizo uso de una cámara multiespectral low-cost que abarcaba el rango espectral VIS-VNIR para evaluar su idoneidad en la discretización de rocas. El trabajo de campo se llevó a cabo durante 2 semanas en la región de Drôme (Francia) en la que se tomaron cientos de imágenes de 12 formaciones rocosas diferentes. La cámara fue previamente calibrada para conseguir obtener valores físicos (radiancias o reflectancias) de las superficies estudiadas en lugar de niveles digitales. El rango espectral de sus 6 bandas (0.530-0.801 micras) resultó ser todo un reto para este tipo de estudios, debido a que es el rango SWIR el ideal para caracterizar rocas. Aun así, los resultados obtenidos para diferenciar cales y margas fueron muy prometedores. Finalmente, tras el estudio a fondo realizado, se definieron claramente las posibilidades y limitaciones que del uso de esta cámara se derivan para caracterizar y diferenciar tipos de rocas.

Estancia investigadora Susana del Pozo Aguilera

Estancia investigadora Susana del Pozo Aguilera

Estancia investigadora de Diego González Aguilera en el Instituto Nacional Francés para la investigación en ciencias y control computacional (INRIA, Francia)

  Estancia investigadora de Diego González Aguilera Inria

Diego González Aguilera fue invitado por el instituto tecnológico INRIA (Instituto Nacional Francés para la investigación en ciencias y control computacional), dirigido por el Dr. Peter Stum. Su estancia de investigación quedo enfocada en  la integración de sistemas laser escáner 3d y estrategias de modelado basadas en imágenes. Más en concreto, métodos fotogramétricos y algoritmos capaces de generar soluciones avanzadas para la integración de las nubes de puntos laser scanner e imágenes 2d. Particularmente, las estrategias de modelado basado en imágenes constituyen una alternativa portable y de bajo coste (al estar estas efectuadas con cámara digital, Tablet, Smartphone, etc.) a los sistemas láser escáner. Son capaces de obtener modelos tridimensionales escalados y precisos a partir de una o varias imágenes. Dentro de dichas estrategias Diego González Aguilera enfoco sus esfuerzo en tares de autocalibración, integración de imágenes dentro de nubes de puntos, extracción de superficies y texturización.

Las estrategias de modelo basado en imágenes han sufrido un gran auge en los últimos años, motivadas en parte:

  • Nuevas tecnologías vacías y relaciones con estas: fotogrametría, procesado de imágenes, sensor remoto, visión computaciones, etc.
  • Nuevos algoritmos y métodos han emergido a fin de lograr una automatización.
  • Amplio campo de difusión en sectores especializados en geomática (arquitectura, prevención de riesgos, gestión del terreno, etc.) y no especializados (usuarios, diseñadores de moda, etc.).

Estancia investigadora de Diego González Aguilera Inria

Por último, señalar que al finalizar la estancia, dos keynotes fueron realizadas sobre la reconstrucción tridimensional a partir de una sola imagen y la modelización de construcciones patrimoniales a través de fotogramas aéreos.

Diego González Aguilera fue invitado por el instituto tecnológico INRIA (Instituto Nacional Francés para la investigación en ciencias y control computacional), dirigido por el Dr. Peter Stum. Su estancia de investigación quedo enfocada en la integración de sistemas laser escáner 3d y estrategias de modelado basadas en imágenes. Más en concreto, métodos fotogramétricos y algoritmos capaces de generar soluciones avanzadas para la integración de las nubes de puntos laser scanner e imágenes 2d. Particularmente, las estrategias de modelado basado en imágenes constituyen una alternativa portable y de bajo coste (al estar estas efectuadas con cámara digital, Tablet, Smartphone, etc.) a los sistemas láser escáner. Son capaces de obtener modelos tridimensionales escalados y precisos a partir de una o varias imágenes. Dentro de dichas estrategias Diego González Aguilera enfoco sus esfuerzo en tares de autocalibración, integración de imágenes dentro de nubes de puntos, extracción de superficies y texturización.

Estancia investigadora de Diego González Aguilera Inria

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Análisis termográfico de edificios

 

El uso de la termografía infrarroja comMapaEnergeticoo técnica sobradamente provada para la inspección de edificios y localización de patologías como fugas de aire, humedades, etc. Nos permite realizar un examen visual “in-situ” de calidad de los objetos de estudio gracias a la posibilidad de visualizar en tiempo real los resultados pudiendo detectar sin dificultad los desperfectos o elementos característicos de estos. Estas técnicas de medición cualitativa nos proporcionan la posibilidad de realizar inspecciones rápidas y eficaces sin contacto directo con el objeto y de forma no destructiva, lo que disminuye tanto el riesgo de incidentes para los operarios como los daños producidos en los propios objetos de estudio ocasionados por otras técnicas intrusivas. Además, también se ha demostrado la utilidad de la termografía infrarroja como técnica puramente de medida a través de su utilización para el cálculo de propiedades termofísicas de materiales tales como difusividad y transmitancia térmica.

En el caso de termografía cualitativa, las publicaciones existentes tratan de estudios realizados in-situ, principalmente en edificios históricos o elementos del patrimonio cultural, mientras que los estudios cualitativos se realizan, en la mayor parte de los casos, en laboratorios sobre muestras de tamaño limitado. En aquellos casos en los que se han realizado estudios termográficos cuantitativos sobre edificios in-situ, los valores de temperatura son empleados con el objetivo de obtener propiedades termofísicas (conductancia térmica) reales del cerramiento, sin embargo su distribución espacial no es considerada.

Conjugar ambas aplicaciones permitirá la automatización del cálculo de pérdidas de calor a partir de las temperaturas medidas con una cámara termográfica. De este modo, no solo se usa la termografía para representar el estado de la pared, sino que también se usan los valores de temperatura contenidos en la termografía para la extracción de parámetros métricos del edificio en estudio, por lo que la hibridación de la información termográfica con el material cartográfico de precisión permitiría extraer la geometría real del objeto de estudio con textura termográfica, pudiendo así realizar mediciones precisas de los elementos de interés directamente sobre el resultado obtenido.

 

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Estudios como el publicado por EuroACE en 2010 colocan la mejora de la eficiencia energética en edificación en cabeza de las acciones necesarias para la reducción de emisiones de gases del efecto invernadero y gasto energético, así como para servir de empuje a la generación de empleo. Especial es el caso del parque de edificios ya construidos, la mayoría procedente de los años 1940-80, con normativa inexistente y recursos escasos. En ellos las obras de rehabilitación energética pueden suponer un ahorro de hasta el 75% en consumo de energía. En España existen 13 millones de viviendas susceptibles de intervención, cuya rehabilitación energética supondría una reducción de las emisiones del sector del 34% con respecto al año 2001.

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Building thermographic analysis

 

 

The use of infraMapaEnergeticored thermography as a widely tested technique for building inspection and location of pathologies such as air leakage and moisture allows the performance of  quality “in-situ” visual examination of the objects under study due to the possibility of obtaining real-time results, being able to detect without difficulty damages or material characteristics. This qualitative measurement technique provides the capability of doing quick, effective and non-destructive inspection without direct contact with the object under study, decreasing the risk of incidents to operators and the damage of the objects comparing with other intrusive techniques. Furthermore, the utility of infrared thermography as a measurement technique has been proved by its use for the determination of the thermophysical properties of materials such as diffusivity and thermal transmittance.

In the qualitative approach, some authors have performed in-situ studies, mainly in historical buildings or cultural heritage elements, whereas quantitative studies are performed mainly in laboratories with limited size samples. In those cases where quantitative thermography studies were performed in-situ, temperature values were employed in order to obtain the real thermophysical properties (thermal conductance) of the building envelope, but their spatial distribution is not considered.

Combine both applications will enable the automation of the heat loss computation from the measured temperatures with a thermographic camera. Thus, the thermography is not only used to represent the state of the wall, but also temperature values represented on the thermography for extracting the metric parameters of the study object so the hybridization of the thermographic information with precise cartographic material would  allow to extract the actual geometry of the object of study with thermal texture, being able to make accurate measurements of the elements of interest directly on the obtained results.

 

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Studies such as the one published by EuroACE in 2010, places improved energy efficiency in building construction at the top of the list of actions that need to be taken to reduce greenhouse gases and energy costs, in addition to acting as a stimulus to generate employment. In particular is the case of existing buildings stock, most of which dates back to the period 1940-80, constructed using non-existent standards and scarce resources. Here, energy refurbishment works could represent a saving of up to 75% in energy consumption. In Spain there are 13 million homes that could be the subject of intervention, where energy refurbishment could result in a reduction in sector emissions of 34% compared to 2001.

 

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Ventana modal ingles
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Ventana modal español
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Mobile Laser System (MLS) applied to urban tree inventory

In urbanized Western Europe trees are considered an important component of the built-up environment. This also means that there is an increasing demand for tree inventories. Laser mobile mapping systems provide an efficient and accurate way to sample the 3D road surrounding including notable roadside trees. In this research line, a processing chain aiming at the extraction of tree locations and tree sizes from laser mobile mapping data is reached.

  • Vegetation extraction

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  • Tree parameter extraction

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Such steps, in combination with code optimization are expected to be sufficient to reach the final goal of automatized estimation of features sampled by mobile mapping at a rate that matches the acquisition speed and at a quality that matches the result of a human operator.

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