28 jun 2018

Cómo mapeó y modeló la NASA el gemelo digital de Langley

Traducido por Aeroterra S.A. a partir de la nota escrita por Patrick Wallis
Nota original aquí.

El Centro de Investigación Langley de la NASA comenzó en los primeros días de la aviación. Los científicos de Langley ampliaron su investigación aeronáutica para probar el vuelo supersónico y el hardware espacial, incluido el Módulo Lunar Apolo. El campus de 764 acres alberga una variedad de instalaciones de prueba que incluyen 40 túneles de viento utilizados para estudiar y mejorar la seguridad y el rendimiento de aeronaves y naves espaciales.

Por casi 30 años, un equipo de técnicos especializados trabajó para construir el sistema de información geográfica (GIS) del centro para ayudar a administrar las operaciones y el mantenimiento. Ellos crearon un mapa detallado de todo el centro, incluyendo el interior y exterior de más de 200 instalaciones. Las aplicaciones personalizadas utilizan el mapa como contexto para todo, desde el mantenimiento diario y la seguridad hasta la prevención de inundaciones y la sustentabilidad.

“Tenemos 300 aplicaciones seleccionadas, y estas obtienen más de cinco millones de visitas al año de más de 3.500 usuarios”, dijo Brad Ball, líder del equipo GIS.

Precisión antes que Implementación

El equipo de GIS ha tomado muy en serio el concepto de crear un gemelo digital del centro. Ellos miden y recolectan datos minuciosamente, incluyendo detalles intrincados de servicios subterráneos. En un centro lleno de ingenieros, esta diligencia necesaria precedió una amplia implementación.

Examinamos todas nuestras características visibles, todas nuestras utilidades, todas nuestras carreteras, y luego respaldamos eso con fotografías aéreas de alta resolución. Podemos comparar el mapa con la foto aérea y ellos se alinean exactamente dónde están las cosas,” dijo Ball.

Una vez que el equipo de GIS de Langley estableció confianza en la precisión de sus mapas y datos, los llamados por soluciones empezaron a llegar desde otros departamentos.

Empezamos a tener personas que se acercan a nosotros para que los datos respalden las decisiones específicas de las instalaciones,” dijo Ball. “A veces teníamos que arremangarnos e ir a buscar los datos, pero entonces los datos se mantendrían porque la gente los usa para respaldar su próxima decisión y la que le sigue.”

El equipo GIS ahora es compatible con todas las ramas de operaciones en el centro. La oficina de ReVITALization, que supervisa una estrategia de 20 años para la deconstrucción de las estructuras de envejecimiento y la construcción de instalaciones de última generación, es la que más utiliza las aplicaciones. Ellos regularmente interactúan con 48 aplicaciones que se ocupan de la gestión del espacio, la gestión de bienes inmuebles y las funciones de planificación.



La aplicación localizadora ayuda a guiar al personal a la puerta correcta o al equipo adecuado. La adición de ascensores y escaleras mejora la evaluación de proximidad para la asignación de espacio.

Mapas de Espacio 3D

La iniciativa de mapeo interior comenzó con la necesidad de asignar de manera más eficiente el espacio dentro y fuera de los edificios del campus. Primero, el equipo digitalizó los planos de planta que estaban en papel. A continuación, desarrollaron algoritmos de optimización para ponderar las necesidades de las instalaciones para cada departamento.
En el 2004, el equipo de GIS creó una herramienta de asignación de espacio que era la primera en su tipo. Langley utilizó la herramienta en su programa Reduce la Huella Ecológica para ajustar el tamaño promedio de la oficina de 190 a 125 pies cuadrados por persona. La herramienta de asignación de espacio ayudó a tomar decisiones difíciles sobre cómo compaginar las ubicaciones de más de 3.000 personas específicas. Las consideraciones incluyen la cantidad de espacio requerido, proximidad y sinergia a varios laboratorios e instalaciones de investigación, servicios de agua y energía disponibles, seguridad del edificio, la proximidad del personal clave, la necesidad de nuevas construcciones y el costo de cada escenario para fines de comparación.

“Recientemente hemos agregado el inventario de ascensores y escaleras a nuestras herramientas de enrutamiento y este detalle se incorporará a la herramienta de asignación de espacio de última generación que se encuentra en desarrollo,” dijo Ball. “En lugar de mover a todos a un piso para lograr la sinergia deseada, el personal puede simplemente subir los escalones. Esto ahorrará una gran cantidad de gastos, y probablemente también sea bueno para sus corazones.”

Langley logró sus objetivos de reubicación para su programa Reduce La Huella Ecológica, en el tiempo y dentro del presupuesto utilizando la herramienta de asignación de espacio. Los equipos continúan confiando en la herramienta para acelerar la asignación de espacio y evitar la usual politización.

El siguiente paso para el mapeo interior pasó los planos de planta del papel a precisión absoluta mediante escaneo láser. Los escaneos informaron a los modelos interiores en 3D usando el software Building Information Modeling. Ahora, el personal de Langley comienza cada proyecto de construcción en 3D en lugar de dibujos en 2D.

“Todavía tenemos gente de la vieja escuela que estrictamente tiene que tener un boceto de papel,” dijo Ball. “Por eso debemos cambiar ese pensamiento mientras avanzamos.”

Seguridad Pública

Los modelos 3D informan muchas aplicaciones livianas, como la aplicación Locator que guía al personal de mantenimiento hacia la pieza correcta de equipo. Están trabajando para expandir la funcionalidad de la aplicación al agregar enrutamiento multimodal para que el personal pueda navegar de manera segura en las carreteras, caminos y pasillos, ya sea en automóvil, carro eléctrico, bicicleta o a pie.

“Guiará a nuestro personal de mantenimiento a las salas de equipos, pero no enviará a nuestros científicos o personal administrativo cerca de maquinaria peligrosa con la que no estén familiarizados,” dijo Ball.

El mapa incluye la ubicación 3D precisa de extintores y desfibriladores externos automáticos para ayudar al personal de respuesta a emergencias. Muestra detalles de todas las escaleras, pasarelas, entrepisos, cerraduras, cajas fuertes e infraestructura crítica. Después de un accidente reciente, el modelo 3D informó una investigación sin interrumpir los experimentos vitales.



La herramienta de mapeo de inundaciones utiliza el gemelo digital para permitir que el Centro visualice y simule cómo se extenderán las aguas de la inundación a medida que aumenta el nivel del mar y qué edificios son más vulnerables.

Análisis de impacto de inundación

Dada la ubicación baja de Langley, al lado del río Back en la bahía de Chesapeake, el centro confía regularmente en GIS para realizar análisis de impacto de inundación y escenarios de preparación para eventos climáticos.

“Hace años, echamos un vistazo a las actualizaciones de las elevaciones de las mareas y pensamos que teníamos mal nuestro mapa y nuestras medidas,” dijo Ball. “Fue entonces cuando descubrimos que el cambio en el nivel del mar era real, y ajustamos nuestra perspectiva.”

Una nueva comprensión de la vulnerabilidad a las inundaciones del centro dio lugar a una serie de aplicaciones que tienen en cuenta la elevación de las instalaciones. Las pautas de planificación de todo el centro requieren una elevación lo suficientemente alta para los edificios nuevos. Y, el personal examinó las elevaciones de los edificios existentes, así como la infraestructura para asegurarse de que los programas críticos de la NASA se mantengan fuera de peligro.

La vulnerabilidad también fomenta la vigilancia. La NASA toma medidas en tiempo real de la altura de la marea y la altura del suelo. Si la respuesta a una inundación requiere sacos de arena, el modelo 3D calcula cuántos se necesitan para cada puerta.

“Estamos trabajando en la migración de varios proyectos y programas de la NASA a instalaciones más seguras,” dijo Ball. “Mientras tanto, estamos implementando estrategias de mitigación como represas en puertas.”

Langley compartió la tecnología con la sede de la NASA para un enfoque estandarizado de predicción de mareas de tempestad en todos los centros. Otras adopciones de la herramienta incluyen el Centro Espacial Johnson, la Base adyacente de la Fuerza Aérea Langley y un municipio local. Cada uno informó una mayor comprensión de los riesgos de inundación y dependen de la herramienta para la planificación de mitigación de riesgos.

Mantenimiento y Operaciones

Años de recopilación de datos detallados están dando sus frutos sin que nada quede inutilizado. La visión detallada de Langley de la información de las instalaciones respalda la licitación competitiva para el mantenimiento y las operaciones. Esto garantiza la transparencia al presentar los contratos y reduce el relleno del contrato, lo que permite ahorrar dinero al centro.

“Sabemos exactamente cuántos metros cuadrados de alfombras y piso de linóleo van a limpiar, y cuántos cuartos de baño y lavabos,” dijo Ball. “También sabemos cuántos acres de hierba de diferentes tipos y cuántos metros lineales de bordes se producen alrededor de carreteras, edificios y cercas. Esto reduce el riesgo para nosotros y nuestros contratistas, porque todo está en blanco y negro.”


Obtenga más información sobre cómo GIS integra el campus y la información del edificio para una mejor administración de las instalaciones, y únase a la comunidad de instalaciones para interactuar con sus colegas.

1 comentario: