Este estudio presenta una nueva metodología para escanear árboles reales mediante tecnología láser terrestre (TLS) y transformarlos en modelos digitales inteligentes compatibles con BIM (Building Information Modeling). El objetivo es superar las limitaciones de los modelos de árboles utilizados habitualmente en arquitectura y urbanismo, que a menudo se representan mediante formas geométricas simplificadas, como esferas o conos, sin reflejar su estructura real.
La metodología desarrollada parte de la captura de una nube de puntos 3D del árbol, que posteriormente se procesa para identificar el tronco, las ramas y la copa. A partir de estos datos, se genera un modelo tridimensional detallado que conserva la forma, la porosidad y la estructura propias de cada ejemplar. Finalmente, el modelo se integra en un entorno BIM y se enriquece con información biofísica relacionada con sus características ambientales.
Para validar el sistema, comparamos un árbol reconstruido a partir de datos reales con un modelo BIM genérico. Los resultados muestran diferencias muy significativas en aspectos como la proyección de sombra, el volumen de follaje, la densidad foliar o la capacidad de captura de carbono. Estas discrepancias demuestran que las representaciones simplificadas pueden provocar errores importantes en estudios de confort climático, simulaciones energéticas o análisis ambientales urbanos.
Para dar respuesta a esta limitación, la investigación desarrolla un flujo de trabajo LiDAR-to-BIM, en el que los datos tridimensionales obtenidos a partir de una nube de puntos se transforman en una representación
La metodología combina dos procesos principales. Por un lado, se lleva a cabo la reconstrucción de la estructura del tronco y de las ramas mediante técnicas de esqueletización, que permiten identificar y reproducir la arquitectura principal del árbol. Por otro, la copa se reconstruye mediante un sistema basado en vóxeles, es decir, pequeñas unidades volumétricas tridimensionales capaces de representar con mayor precisión la distribución espacial del follaje.
Esta combinación permite obtener un modelo que mantiene una elevada correspondencia con la geometría real del árbol. El proceso de reconstrucción alcanzado presenta un error cuadrático medio (RMSE) de 4,24 cm respecto al árbol real, un dato que evidencia el nivel de precisión geométrica conseguido.
Uno de los aspectos más innovadores de la metodología es que el resultado no se limita a una reconstrucción 3D estática. El modelo obtenido se integra en Revit como un objeto paramétrico compatible con el estándar IFC, facilitando su incorporación a los flujos de trabajo BIM habituales.
Además, este objeto puede enriquecerse con atributos biofísicos actualizables, de manera que la representación digital del árbol puede incorporar información relevante para su análisis ambiental a lo largo del tiempo. Esto permite superar el concepto tradicional del árbol como un simple objeto visual dentro del modelo arquitectónico.
Conclusión y aplicación práctica
La investigación defiende que los árboles deben dejar de ser simples elementos gráficos dentro de los modelos digitales y pasar a convertirse en entidades informadas, capaces de aportar datos fiables para la planificación urbana. Este enfoque contribuye al desarrollo de gemelos digitales más precisos y facilita proyectos de paisajismo, arquitectura y urbanismo basados en información real, mejorando la toma de decisiones y favoreciendo ciudades más sostenibles y resilientes.
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