Método híbrido predictivo de escaneo a BIM mejora la integridad y precisión de la documentación de edificios patrimoniales

Por qué medir edificios antiguos es más difícil de lo que parece

Los edificios históricos pueden parecer sólidos e inmutables, pero entender cómo cuidarlos hoy depende de réplicas digitales muy detalladas. Estos modelos 3D guían las reparaciones, permiten monitorizar daños y ayudan a planificar usos futuros. Sin embargo, en el mundo real, callejones estrechos, torres altas y árboles desbordados pueden dejar grandes puntos ciegos en nuestras mediciones, poniendo en riesgo la fiabilidad de estos gemelos digitales. Este estudio muestra cómo combinar láseres terrestres, cámaras convencionales y fotografía con drones —guiados por una comprobación predictiva sencilla— puede capturar casi por completo una iglesia en 3D preciso, incluso con restricciones de emplazamiento severas.

El reto de ver cada rincón

Los equipos de conservación recurren cada vez más a los Modelos de Información de Edificios Históricos (HBIM), que son modelos 3D muy detallados que almacenan tanto la geometría como información sobre las estructuras patrimoniales. Para que estos modelos sean útiles, importan principalmente dos cosas: la precisión (qué tan cercanas están las mediciones a la realidad) y la cobertura (qué parte del edificio se ha capturado realmente). En muchos sitios históricos, los topógrafos no pueden simplemente instalar sus instrumentos donde quieran; calles estrechas, casas próximas y vegetación bloquean la vista de cubiertas, torres y esquinas ocultas. Los investigadores seleccionaron una capilla del siglo XIII en Sopronhorpács, Hungría, como caso de prueba porque su entorno ajustado hacía casi imposible un escaneo completo empleando únicamente métodos terrestres.

Primer intento: los instrumentos terrestres topan con un muro

En la primera fase, el equipo utilizó un escáner láser terrestre sobre trípode junto con cientos de fotos tomadas con teléfonos inteligentes. El escaneo láser sobresale en capturar geometría muy precisa a nivel de calle, mientras que el modelado 3D basado en imágenes añade color y detalle. El equipo experimentó con distintos números de imágenes y trayectorias de cámara, encontrando que un conjunto más pequeño y cuidadosamente planificado de fotos podía superar a colecciones de imágenes mucho mayores pero sin planificación. Aun con estas optimizaciones, las partes superiores de la capilla —cumbreras, remates de la torre y cornisas decorativas— quedaron sólo parcialmente reconstruidas. Obstáculos físicos y puntos de vista limitados hicieron que los instrumentos simplemente no pudieran “ver” lo suficiente del edificio, y el conjunto de datos final cubrió sólo alrededor del 54 por ciento de la superficie de la capilla.

Pensar por adelantado: una prueba sencilla de lo que los escaneos terrestres pueden realmente hacer

En lugar de continuar con prueba y error, los autores se plantearon una pregunta más fundamental: dado la geometría del emplazamiento y las capacidades del escáner, ¿es siquiera posible capturar todo el edificio desde tierra? A partir de esto desarrollaron el Modelo Predictivo de Estimación de Factibilidad de Escaneo (PSFEM). En su núcleo hay un índice compacto que relaciona tres cantidades intuitivas: cuánto alcanza el escáner, el ángulo que puede “mirar hacia arriba” y la altura del edificio. Si el índice es al menos uno, el escáner debería, en principio, ver toda la altura; si es inferior a uno, áreas importantes permanecerán ocultas a menos que se añada otro método. Una versión más detallada del modelo también considera el campo de visión completo del escáner y la distancia de trabajo. Cuando estas fórmulas se aplicaron a la capilla, mostraron claramente que un levantamiento solo desde tierra nunca podría lograr una cobertura completa bajo las restricciones existentes.

Segundo intento: añadir drones para cubrir los huecos

Armado con esa comprensión, el equipo planificó una segunda fase centrada en lo que los instrumentos terrestres no podían alcanzar. Un dron sobrevoló y rodeó la capilla, capturando más de 1.500 imágenes desde ángulos altos y oblicuos, mientras que un segundo escáner láser añadió datos terrestres extra en zonas difíciles. Todos estos conjuntos de datos se limpiaron, alinearon y fusionaron cuidadosamente en una única nube de puntos: un denso enjambre de puntos 3D que representa las superficies del edificio. Este conjunto híbrido casi duplicó el número de puntos medidos y elevó la cobertura hasta aproximadamente un 96 por ciento, rellenando con éxito cubiertas, detalles de la torre, elementos de desagüe y otras características previamente ausentes. Comprobaciones que compararon distintos escaneos confirmaron que la información añadida amplió el modelo sin sacrificar la calidad de la medición.

De una capilla a muchos sitios patrimoniales

Para los no especialistas, el mensaje clave es directo: es posible obtener registros digitales de alta calidad de edificios históricos incluso en entornos estrechos y complejos, pero solo si planificamos las mediciones de forma inteligente. Este estudio demuestra un flujo de trabajo replicable: primero estudia lo que puedes desde tierra y luego usa una prueba predictiva sencilla como PSFEM para decidir si son necesarios drones o escaneos adicionales antes de volver al lugar. Al pasar de una mentalidad de “escanear primero, arreglar después” a un enfoque de “predecir y luego capturar”, los profesionales del patrimonio pueden reducir viajes innecesarios, controlar costes y aun así obtener modelos 3D detallados que respalden una conservación cuidadosa y mínimamente invasiva. A largo plazo, enfoques como este pueden adaptarse y escalarse a muchos monumentos distintos, ayudando a salvaguardar los hitos culturales para las generaciones futuras.

Cita: Salah, R., Géczy, N. & Ajtayné Károlyfi, K. Predictive hybrid scan-to-BIM method improves heritage building documentation completeness and accuracy. Sci Rep 16, 7622 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38200-8

Palabras clave: escaner 3D patrimonial, fotogrametría con dron, modelado de información de edificios, escaneo láser, documentación de capilla histórica