Qué es LiDAR y cuáles son sus aplicaciones
La tecnología LiDAR, acrónimo de «Light Detection and Ranging«, ha revolucionado el mundo de la teledetección y la creación de modelos 3D, a través de la utilización de pulsos de láser para medir distancias con alta precisión.
En este post te explicaremos qué es el LiDAR y porqué se ha convertido en una herramienta esencial en campos como la topografía, la geología y hasta en el desarrollo de vehículos autónomos.
Qué es el LiDAR
El LiDAR (Light Detection and Ranging) es una tecnología de detección remota que utiliza pulsos de luz láser para medir distancias con alta precisión. Funciona emitiendo miles o millones de pulsos láser por segundo hacia un objetivo; cuando estos pulsos rebotan en las superficies, un sensor registra el tiempo que tardan en regresar. Esta información se convierte en una nube de puntos tridimensional, que representa con gran detalle la forma y características del terreno, objetos o estructuras escaneadas.
A diferencia de otras tecnologías, el LiDAR es capaz de penetrar parcialmente la vegetación y capturar datos precisos del suelo, lo que lo hace ideal para levantamientos topográficos, estudios forestales y arqueología. Además, al generar datos en tiempo real con alta densidad y precisión centimétrica, se ha convertido en una herramienta clave para sectores como la ingeniería civil, movilidad autónoma, geología, minería y conservación del patrimonio. Su uso puede ser aéreo (drones, avionetas), terrestre (vehículos, mochilas, trípodes) o móvil, adaptándose a distintas necesidades de captura espacial.
Funcionamiento y principios del LiDAR
El LiDAR funciona emitiendo pulsos de luz láser hacia un objeto o superficie. Estos pulsos rebotan en el objeto y regresan al sensor, permitiendo calcular la distancia basada en el tiempo que tarda la luz en volver.
Este proceso genera una nube de puntos que representa con gran detalle el entorno tridimensional.
Tipos de sistema LiDAR
Existen dos tipos principales de LiDAR, cada uno adecuado para diferentes aplicaciones:
LiDAR aerotransportado
Este tipo se monta en aviones o drones y es ideal para mapear grandes áreas desde el aire. Así, es ampliamente utilizado en topografía geoespacial y estudios ambientales.
LiDAR terrestre
Se utiliza a nivel del suelo, ya sea montado en vehículos o en estaciones fijas. Por lo general, se aplica en trabajos de ingeniería civil y análisis de infraestructura.
En España, son pocas las empresas de digitalización 3D que tienen la expertise y la tecnología suficiente para ofrecer un producto y servicio de calidad.
Componentes del sistema LiDAR
Un típico sistema LiDAR incluye varios componentes clave:
- Láser escáner : Responsable de emitir y recibir los pulsos de láser.
- GPS (Sistema de Posicionamiento Global): Proporciona datos de ubicación sumamente precisos.
- INS (Sistema de Navegación Inercial): Ayuda a determinar la orientación y posición del sensor durante el escaneo.
Estos componentes trabajan juntos para crear mapas de alta precisión que son fundamentales en diversas aplicaciones.
Aplicaciones clave del LiDAR
El LiDAR se utiliza en una amplia gama de industrias y aplicaciones debido a su precisión y versatilidad, tales como:
Topografía y cartografía
En topografía, el LiDAR se emplea para crear mapas digitales detallados del terreno, facilitando la planificación y ejecución de proyectos de ingeniería y construcción.
Vehículos autónomos
Para los vehículos autónomos, el LiDAR es crucial, puesto que proporciona información sobre el entorno en tiempo real, ayudando al vehículo a navegar y evitar obstáculos con precisión.
Evaluación de riesgos naturales
El LiDAR también es instrumental en la evaluación de riesgos naturales, como deslizamientos de tierra e inundaciones, permitiendo a los científicos y gobiernos planificar medidas de mitigación adecuadamente.
Gestión y mantenimiento de infraestructuras
LiDAR se emplea en la inspección y modelado 3D de infraestructuras como puentes, carreteras, túneles, presas, líneas eléctricas y ferrocarriles. La alta densidad de puntos permite detectar deformaciones, fisuras o alteraciones estructurales mínimas, facilitando planes de mantenimiento predictivo y reduciendo costes operativos.
Inventario y gestión forestal
En el ámbito forestal, el LiDAR permite analizar la estructura vertical del bosque, medir la altura y densidad de la vegetación, estimar el volumen de biomasa y realizar inventarios forestales de gran precisión. Esta información es fundamental para la gestión sostenible de recursos naturales, la planificación de talas y la evaluación de hábitats.
Documentación del patrimonio cultural
La tecnología LiDAR es especialmente valiosa para la documentación y conservación del patrimonio histórico y arqueológico. Gracias a su capacidad para capturar geometrías complejas con gran nivel de detalle, se utiliza para modelar templos, castillos, ruinas y centros históricos, incluso en entornos de difícil acceso. Además, permite comparar escaneos en diferentes momentos para detectar alteraciones o deterioro con el tiempo.
Datos LiDAR y nube de puntos
La principal salida del sistema LiDAR es la nube de puntos, una colección de datos espaciales que describe el entorno en tres dimensiones, los cuales son procesados y analizados para crear modelos 3D altamente detallados. Y son utilizados en aplicaciones desde el urbanismo hasta la arqueología.
Beneficios y desafíos en el uso del LiDAR
- Alta Precisión: ofrece una precisión sin igual en la medición de distancias.
- Versatilidad: aplicable en múltiples sectores e industrias.
- Rapidez: permite la rápida adquisición de datos en grandes áreas.
Entonces, la tecnología LiDAR no solo ha transformado cómo entendemos y representamos el mundo en 3D, sino que también ha abierto nuevas fronteras en la teledetección y la navegación autónoma.
Por tanto, a medida que la tecnología continúa evolucionando, es probable que veamos un crecimiento aún mayor en su adopción y aplicaciones.
Proyecto 2FLidar — Sistema LiDAR de alta precisión y versatilidad por 2Freedom
2FLidar es un proyecto en desarrollo de la empresa 2Freedom, cuyo objetivo principal es diseñar y fabricar un sistema LiDAR de alta precisión y extraordinaria versatilidad, orientado tanto a aplicaciones profesionales en topografía, ingeniería civil y arquitectura, como a usos avanzados en cartografía móvil y digitalización 3D.
El sistema se basa en un sensor LiDAR Ouster de nueva generación, capaz de registrar hasta 2,5 millones de puntos por segundo con un campo de visión de 90 grados. Esta elevada tasa de adquisición permite generar nubes de puntos extremadamente densas y detalladas, manteniendo una precisión métrica de nivel topográfico incluso en condiciones ambientales complejas o con iluminación variable.
El escáner Lidar 2FLidar integra un sistema SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) de gran robustez, optimizado para asegurar una localización estable y precisa en tiempo real. Gracias a ello, el dispositivo puede operar tanto en entornos interiores —donde no existe cobertura GNSS— como en entornos exteriores, manteniendo una coherencia espacial y geométrica constante durante el recorrido.
El diseño modular del sistema ha sido concebido para maximizar su adaptabilidad a diferentes contextos operativos. En su configuración actual, el 2FLidar puede utilizarse en tres modalidades principales:
1. Montaje en mochila, ideal para levantamientos móviles en interiores, patrimonio arquitectónico o zonas de difícil acceso.
2. Uso manual, que ofrece una gran libertad de movimiento y permite realizar escaneos rápidos de objetos o zonas concretas.
3. Integración en vehículos, posibilitando el levantamiento dinámico de grandes áreas urbanas o rurales con alta eficiencia.
Actualmente, el proyecto se encuentra en fase beta, en un proceso de validación técnica y de pruebas con usuarios seleccionados. Los primeros resultados demuestran una alta estabilidad del SLAM, precisión geométrica superior a la media del mercado y gran densidad de detalle en la nube de puntos, lo que ha despertado una fuerte expectativa comercial en el sector de la medición y digitalización 3D.
El equipo de desarrollo de 2Freedom continúa trabajando en la optimización del sistema, tanto en su integración hardware como en los algoritmos de procesamiento y calibración, con el objetivo de ofrecer un producto final competitivo, robusto y adaptable a múltiples plataformas y aplicaciones profesionales.
