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Conceptos básicos de los drones térmicos


Una mirada rápida a cómo la tecnología de imágenes térmicas combinada con la maniobrabilidad de un dron puede beneficiar a su empresa


La imagen térmica en vehículos aéreos no tripulados (UAVs) pequeños o drones ha ido ganando popularidad en los últimos años.


Los drones que utilizan equipos de cámaras térmicas para detectar el calor además de las cámaras de video convencionales están siendo utilizados en una variedad de escenarios. Desde la detección de incendios hasta misiones de búsqueda y rescate e inspecciones de redes de servicios públicos, el despliegue de drones térmicos podría ser la respuesta a una lista cada vez mayor de trabajos importantes en diferentes industrias.



Drones térmicos en acción

A pesar de la relativa novedad de la tecnología, ya hay numerosos ejemplos de drones térmicos DJI en acción, cada uno de los cuales puede inspirar a más usuarios a adoptar la tecnología:


  • Bomberos que respondieron a un incendio forestal en Cleburn, Texas el 20 de marzo de 2022, utilizaron drones térmicos para proporcionar una conciencia situacional completa del creciente incendio. Los drones térmicos podían ver a través del espeso humo y guiar a los equipos de tierra para responder de manera segura a los puntos calientes. Pudieron contener los brotes y mantener el fuego alejado de las áreas residenciales, y controlaron el incendio en 4 horas.

  • En 2020, la Zona de Exclusión de Chernobyl en Ucrania sufrió grandes incendios forestales. Los drones térmicos permitieron a los bomberos navegar hacia áreas calientes a pesar de las gruesas columnas de humo que limitaban severamente su visibilidad.

  • Los drones resultaron fundamentales en la búsqueda de personas desaparecidas durante las inundaciones y deslizamientos relacionados con el monzón en Vietnam. Los UAV cumplieron un triple papel, capturando imágenes aéreas de alta calidad, utilizando sensores térmicos para buscar firmas de calor y recopilando datos de telemetría para modelos 3D del área.

  • Las refinerías de petróleo en Argentina emplean drones con imágenes termográficas para detectar la energía relativa que se genera en diferentes partes de su infraestructura. Esto permite a los inspectores obtener una imagen clara del estado del equipo, sin obligar a los empleados a acercarse a áreas potencialmente peligrosas.

  • Los drones térmicos proporcionaron imágenes de reconocimiento aéreo durante una fuga química en Sarasota, Florida. Los UAV permitieron a las cuadrillas localizar la fuente del problema en medio de una nube creciente de amoníaco.

  • Los UAV térmicos permitieron a los bomberos en Bentonville, Arkansas rastrear cuidadosamente la temperatura de un tanque de difluoroetano inflamable mientras una planta industrial circundante ardía. Esto permitió a las cuadrillas enfriar el tanque estratégicamente y evitar que explotara.

  • Los drones térmicos ayudan a los agricultores a escanear campos en busca de ciervos bebés, que de otra manera estarían ocultos entre la hierba alta. Los ciervos bebés son llevados a un lugar seguro y los agricultores pueden segar sus campos sin poner en peligro la vida del cervatillo.


Estos son solo algunas aplicaciones de la tecnología de drones térmicos y demuestran lo importante que puede ser tener la carga útil adecuada para el trabajo. Los UAV equipados con sistemas de imágenes térmicas ya están haciendo una diferencia y el equipo sigue evolucionando.



Imágenes térmicas ¿Cómo funcionan? Al considerar el presente y el futuro de la tecnología de drones con imágenes térmicas, vale la pena profundizar en los principios técnicos que hacen que las cámaras térmicas funcionen. Comprender cómo funciona el equipo de imágenes térmicas puede inspirar un uso más efectivo de la tecnología y nuevos enfoques de implementación para drones térmicos.


Calor 101


El calor, también conocido como radiación infrarroja (IR), es solo la vibración de los átomos. Los objetos emiten una firma de calor basada en cuánto se están moviendo sus átomos: cuanto más movimiento, más caliente el objeto. La termografía es el proceso de estudiar estas firmas de calor y poner ese conocimiento de imágenes térmicas en uso práctico.

Los humanos sentimos el calor, pero no podemos ver el IR. ¿Por qué es eso? Porque esta radiación ocurre en una longitud de onda electromagnética que el ojo no puede detectar. Las cámaras térmicas están diseñadas para convertir las firmas infrarrojas en algo visible para los humanos.





Como funcionan las cámaras térmicas


Las cámaras térmicas utilizan lentes especializadas que captan frecuencias IR, junto con sensores térmicos y procesadores de imágenes para mostrar los resultados en una pantalla visual. Cuando una cámara infrarroja se monta en un dron, el dispositivo generalmente se coloca en un cardán, que estabiliza la imagen y permite que la lente gire 360 grados completos.

Imagen térmica de un poste de servicios públicos capturada con el H20T


Los sensores térmicos dentro de estas cámaras avanzadas, técnicamente conocidos como microbolómetros, han recibido actualizaciones notables en los últimos años. Las opciones actuales no requieren los materiales de enfriamiento exóticos utilizados en el pasado, lo que los hace mucho más asequibles.

Diagrama de cómo funciona una cámara térmica

Diagrama de un sensor térmico (microbolómetro)


Las cámaras térmicas de drones pueden detectar la temperatura superficial de muchos objetos, pero hay excepciones. Por ejemplo, los objetos altamente pulidos, brillantes y reflectantes no absorben mucho calor, tienen lo que se conoce como baja emisividad. Estos son difíciles de detectar en cámaras térmicas. Los objetos de alta emisividad como la madera, el concreto e incluso las personas son fáciles de escanear.

La madera tiene alta emisividad


Lectura y procesamiento de imágenes térmicas


Una vez que los drones capturan información térmica utilizando sus cámaras IR, esos datos térmicos se muestran en una pantalla como una imagen convencional para que los operadores la revisen.


Software de imágenes DJI in-flight


El tipo de cámara térmica utilizada también determina en qué formato se capturan y almacenan las imágenes. Mientras que las opciones de gama baja capturan imágenes como archivos de imagen simples, las soluciones avanzadas también contienen datos termográficos y lecturas de temperatura, junto con etiquetas GPS. Los datos termográficos pueden ser inspeccionados más a fondo con la herramienta de análisis térmico DJI.



Cuidado de tu cámara térmica y cómo protegerla de daños


Antes de comenzar a usar tu dron térmico, es importante conocer algunas formas comunes en que los sensores térmicos se dañan y cómo prevenirlo. Aunque los productos DJI son conocidos por tener una excelente calidad de construcción y durabilidad, los sensores térmicos por su propia naturaleza son instrumentos extremadamente precisos y finamente ajustados que requieren cuidado y precaución cuando están en uso. El uso inadecuado puede provocar daños permanentes en los sensores térmicos, dejando artefactos en los datos que recopilas.

Aquí hay algunos ejemplos de imágenes térmicas capturadas por M30Ts que han tenido sus sensores térmicos dañados por la exposición directa a la luz solar:


Para evitar que esto le suceda al sensor de tu dron térmico, NO expongas las lentes de la cámara térmica a fuentes fuertes de energía como el sol, la lava o un rayo láser. De lo contrario, el sensor de la cámara puede quemarse y provocar daños permanentes


Tomar medidas térmicas precisas


Incluso las cámaras térmicas altamente efectivas tienen que lidiar con una variedad de factores ambientales que pueden dificultar la obtención de una lectura precisa de la temperatura superficial. Estos incluyen condiciones atmosféricas: demasiado calor, humedad, nubes, lluvia o nevadas pueden impedir la precisión de la cámara térmica. Las cámaras térmicas también tienen problemas con el vidrio, ya que el vidrio reflectante puede estar capturando calor del sol, el suelo u otro objeto.

El revestimiento superficial de un objeto también puede afectar la capacidad de un dron térmico para tomar lecturas de temperatura. La corrosión o una nueva capa de pintura pueden cambiar la lectura relativa de la temperatura de un objeto. La posición relativa del sol también puede hacer que los objetos hechos del mismo material se vean diferentes en una cámara térmica.



Usar una cámara térmica de manera efectiva significa tener en cuenta los siguientes factores:


  • Condiciones atmosféricas.

  • La presencia de humo, polvo y escombros.

  • Emisividad.

  • Transparencia.

  • Reflectividad.

  • Hora del día.

  • Ángulo de visión.

  • Pintura en un objeto.

  • Distancia al objetivo.

  • Cantidad de energía térmica.

  • Rugosidad o suavidad de la superficie.

Teniendo en cuenta estas características, es posible construir una imagen precisa de las propiedades térmicas de un objeto o paisaje.


Las lecturas de superficie realizadas por cámaras térmicas pueden verse afectadas por varios factores


Consideraciones avanzadas de la cámara


Alta resolución y más opciones de visualización de color son algunas de las ventajas que vienen con los sistemas de cámaras de imágenes térmicas de alta tecnología. En el panorama actual de rápido desarrollo tecnológico, las capacidades más avanzadas irán más allá de estas mejoras incrementales.

Nuevas capacidades poderosas a considerar incluyen:


  • Opciones de carga útil de drones con cámara dual: Los drones equipados con sistemas modernos de imágenes térmicas pueden ser capaces de capturar simultáneamente varios tipos de imágenes. Las cargas útiles térmicas híbridas son dos cámaras en una, un sistema de imágenes convencional y una cámara IR.

  • Configuraciones isotermales personalizadas por el usuario: Usando un panel de control de dron térmico, los usuarios pueden establecer isotermas, que son configuraciones de temperatura personalizadas. Por ejemplo, los usuarios que buscan posibles incendios pueden pedirle a la cámara que muestre automáticamente imágenes que contengan zonas de alta temperatura.

  • Software de imágenes térmicas de próxima generación: El software utilizado para interpretar imágenes IR está evolucionando con el tiempo, ofreciendo nuevas habilidades como el seguimiento de temperatura para objetos específicos, actualizaciones en tiempo real del calor, una superposición de imágenes visibles y IR y más. Una opción es la herramienta de análisis térmico DJI.

Respaldadas con tecnología de drones térmicos en constante evolución, las empresas pueden expandir las formas en que utilizan estos UAV. Las especificaciones de misión que pueden haber sido imposibles hace solo unos años merecen ser revisadas a medida que las imágenes térmicas se vuelven más precisas, versátiles y asequibles.


Tecnología de cámaras de imágenes térmicas: Cargas útiles a considerar


Elegir una carga útil de imágenes térmicas para un dron es cuestión de hacer coincidir las capacidades del equipo con el caso de uso de una organización. Hay varios factores diferentes que determinan cómo un sistema de cámaras funcionará en el campo, así como cuánto puede esperar pagar. Estos incluyen:


  • Campo de visión (FOV): Esta es una medida del tamaño observable que la cámara puede capturar.

  • Resistencia a la intemperie: Medida en protección contra ingresos (IP), esto determina la resistencia a los elementos del recinto eléctrico, incluida la humedad proveniente del agua y la niebla.

  • Banda espectral: La banda espectral es el rango electromagnético detectable por el sensor IR del equipo.

  • Sensibilidad térmica: Esta métrica denota el grado en que un sensor puede medir diferencias en la temperatura relativa y también se llama temperatura diferencial equivalente al ruido (NEDT).

  • Resolución de imagen: En lugar del tamaño del área que captura la cámara, esto refleja cuántos píxeles entran en la imagen digital generada, lo que a su vez determina el nivel de detalle

Mavic 3 Enterprise Advanced: sensor de 640x512 (izquierda) vs. Mavic 3 Enterprise Dual: sensor de 160x120 (derecha)


Dependiendo del tipo de trabajo para el que estés buscando un dron y las condiciones en las que planeas usar el UAV térmico, puedes seleccionar una carga útil de cámara térmica para satisfacer tus necesidades. Algunas de las cargas útiles altamente capaces actualmente en el mercado incluyen modelos de la serie Zenmuse H20, como:


  • Zenmuse H20T: El Zenmuse H20 estándar es una cámara de dron con triple sensor que consta de una cámara de zoom de 20MP, una cámara ancha de 12MP y un telémetro láser de 1200m. El Zenmuse H20T también agrega una cámara térmica radiométrica de 640×512px. La cámara genera archivos R-JPEG con información de temperatura incorporada, lo que permite un análisis adicional. La cámara térmica graba a 30 fps con un alto grado de sensibilidad térmica. Con una amplia variedad de paletas de colores, isotermas personalizables y alarmas de temperatura, la carga útil permite a los usuarios elegir entre modos de alta ganancia y baja ganancia, dependiendo de si necesitan un rango de temperatura más amplio o más sensibilidad.

Modo dividido con el Zenmuse H20T


  • Zenmuse H20N: La carga útil Zenmuse H20N es similar a la H20T, sin embargo, cuenta con características aún más avanzadas, muchas de ellas relacionadas con su perfil de misión como cámara de visión nocturna. La cámara de visión nocturna con luz estelar de la carga útil puede hacer zoom sincronizado con la cámara térmica, mostrando los resultados en pantalla dividida lado a lado. Con dos cámaras térmicas, capaces de hacer zoom 2× y 8×, el sistema es capaz de hacer un zoom de 32×. Acercarse a una imagen térmica permite a los usuarios inspeccionar cuidadosamente cualquier punto caliente u otras anomalías de temperatura que detecten.


El uso de cargas útiles avanzadas permite a los drones intervenir en una amplia variedad de situaciones, ya sea buscando personas desaparecidas por la noche, escaneando posibles incendios, realizando inspecciones eléctricas o cualquier otra aplicación potencial.


Casos de uso para drones térmicos: ahora y en el futuro


Los drones térmicos pueden desempeñar más roles hoy en día de los que podían en el pasado, con sensores más precisos y precios más bajos que abren nuevas posibilidades. Este proceso de expansión y descubrimiento está en curso, con nuevos casos de uso abriéndose todo el tiempo.


Uso de drones térmicos hoy


Si tu organización participa en alguna de las siguientes actividades, un dron térmico puede ser la pieza perfecta de tecnología para tus necesidades:


  • Lucha contra incendios: Uno de los usos más comunes de los drones térmicos es como herramientas para combatir incendios. El mapeo térmico desde el aire permite a los bomberos adelantarse a los factores de riesgo. Cuando trabajan dentro de estructuras, es posible mapear posibles puntos de falla, mientras que en escenarios de incendios forestales, los drones pueden ayudar a las cuadrillas a interceptar el progreso del fuego en campo abierto.

  • Búsqueda y rescate: Los incendios no son el único tipo de desastres donde los drones térmicos pueden ayudar a las cuadrillas de rescate. En la secuela de catástrofes como inundaciones, deslizamientos, terremotos, tornados y huracanes, los drones térmicos pueden ayudar a las cuadrillas a encontrar víctimas desaparecidas, incluso por la noche. Estos UAV térmicos también son capaces de rastrear a individuos que se han perdido en la naturaleza.

  • Inspecciones aéreas de servicios públicos y minas con drones: Inspeccionar la infraestructura de servicios públicos, desde plantas e instalaciones de paneles solares hasta líneas eléctricas remotas, es más fácil con drones. El uso de cámaras térmicas junto con imágenes convencionales permite a las cuadrillas vigilar los riesgos potenciales de falla de nuevas maneras o incluso inspeccionar el estado de los paneles térmicos. No importa cuán grande sea una planta o mina, los drones pueden volar sobre el sitio y tomar lecturas.

  • Agricultura avanzada: Monitorear cultivos y rebaños pastando desde el aire es un uso potencialmente pasado por alto para los drones. La imagen térmica permite a los agricultores medir la exposición al calor del campo y rastrear animales, incluso por la noche. Los esfuerzos continuos para hacer que la agricultura sea más eficiente mediante la implementación de tecnología son una combinación perfecta para el despliegue de drones.


Expansión del caso de uso: aún en curso


La expansión del uso del dron térmico más allá de los roles de seguridad pública y hacia su parte constructora de eficiencia en servicios públicos y agricultura es un desarrollo relativamente reciente. Esto muestra que los usuarios, tanto profesionales como entusiastas del consumidor, están constantemente pensando en nuevos usos para los drones térmicos.

Si tu empresa necesita realizar inspecciones aéreas cuidadosas de infraestructuras difíciles de alcanzar o vigilar al personal o activos por la noche o en condiciones climáticas adversas, un dron térmico puede ajustarse a tu caso de uso. A medida que las cargas útiles de cámaras térmicas se vuelven más sofisticadas pero simultáneamente más asequibles, el cielo es el límite.


Opciones de drones: encuentra el mejor dron térmico para tus propósitos


Si bien tu elección de carga útil para cámaras es importante para el rendimiento del dron térmico, también lo es el chasis comercial del dron que eliges. El cuerpo adecuado del dron entregará la velocidad, maniobrabilidad, rango de servicio, duración de la batería y otras características que determinarán qué tipos de tareas puede realizar tu nuevo dron térmico.

Los siguientes son algunos de los drones comerciales líderes en el mercado entre los que puedes elegir para tu implementación térmica.


DJI Matrice 30T


El M30T es un chasis de dron resistente construido para soportar los elementos y diseñado para ser altamente portátil a pesar de su impresionante carga de sensores. Las especificaciones de la cámara se alinean con el M2EA: resolución de 640×152, 30fps. El sistema de control para el M30T es especialmente avanzado, con una pantalla panorámica de 7 pulgadas en el sistema de control de doble palanca diseñado para uso empresarial por pilotos de drones.







DJI Matrice 300 RTK


El M300 RTK es lo último en tecnología de drones comerciales, con la capacidad de transportar hasta tres cargas útiles simultáneamente. En su máximo, el dron puede estar equipado con un cardán hacia arriba y dos cardanes hacia abajo. El M300 RTK utiliza un nuevo sistema de visualización, incorporando más información en la pantalla principal, para ayudar a un operador de drones a navegar alrededor de cualquier obstáculo potencial. Equipar el M300 RTK con un Zenmuse H20T o H20N como una de sus cargas útiles permite a los usuarios capturar niveles sin precedentes de información térmica de alta resolución.







DJI Mavic 3 Thermal


La cámara térmica del Mavic 3T tiene una resolución de 640×512 y permite medición de temperatura en punto y en área, alertas por alta temperatura, paletas de color e isotermas, para ayudarte a encontrar a tus objetivos y tomar decisiones rápidas. Las cámaras térmica y con zoom del Mavic 3T permiten zoom 28× continuo, uno junto a otro, para comparar fácilmente.




Potenciando a los usuarios profesionales de drones


Cualquiera que sea la configuración de drones térmicos que elijas, puedes potenciar aún más a tus usuarios seleccionando opciones adicionales. Por ejemplo, el programa DJI Care Enterprise, que incluye todo tipo de cuidados y servicios para tu equipo, sin importar cuántos drones DJI tengas en tu flota. Invertir en soporte te ayuda a proteger tu inversión y mantener tus drones térmicos volando, sin importar lo que encuentren.

Con una lista en constante expansión de casos de uso y un alto grado de sofisticación tecnológica disponible hoy en día, nunca ha habido un mejor momento para sumergirse en el uso de drones térmicos. Ya sea que estés entregando nuevas capacidades a tu personal de seguridad pública o creando un nuevo método de inspección eficiente en servicios públicos, agricultura o cualquier otro entorno industrial, un dron térmico puede agregar una nueva dimensión a tus operaciones.

Para ayudarte a decidir si un dispositivo de imagen térmica es adecuado para tu conjunto único de circunstancias, contáctanos y uno de nuestros consultores te asesorará.

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