Echemos un vistazo rápido a cómo la tecnología de imágenes térmicas combinada con la maniobrabilidad de un dron puede beneficiar a su empresa
La lista de casos de uso de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) no deja de crecer. Gran parte de este crecimiento se debe al desarrollo y el refinamiento de nuevas capacidades valiosas y de cargas útiles para drones. Por ejemplo, la prevalencia de las imágenes térmicas está aumentando. Los drones que utilizan cámaras térmicas para detectar el calor, además de las cámaras de vídeo convencionales, se están utilizando en una gran variedad de escenarios. Desde la detección de incendios hasta las misiones de búsqueda y rescate y las inspecciones de la red eléctrica, el despliegue de drones térmicos podría ser la respuesta a una lista cada vez mayor de trabajos importantes en todas las industrias.
Drones Térmicos En Acción
Los drones con cámaras térmicas son una herramienta poderosa con una amplia gama de aplicaciones, desde la extinción de incendios hasta la búsqueda y rescate y la inspección de infraestructuras. Estos son algunos ejemplos concretos de cómo se están utilizando los drones térmicos en la actualidad:
Los bomberos utilizaron drones térmicos para responder a un incendio forestal en Cleburn, Texas, en marzo de 2022. Los drones pudieron ver a través del denso humo y guiar a los equipos de tierra para que respondieran de forma segura a los focos de calor.
En 2020, la zona de exclusión de Chernóbil, en Ucrania, sufrió enormes incendios forestales. Los drones térmicos permitieron a los bomberos desplazarse a las zonas calientes a pesar de las densas columnas de humo que limitaban gravemente su visibilidad.
Los drones resultaron fundamentales para la búsqueda de personas desaparecidas durante las inundaciones y deslizamientos de tierra relacionados con el monzón en Vietnam. Los UAV desempeñaron una triple función: capturar imágenes aéreas de alta calidad, utilizar sensores térmicos para buscar firmas de calor y recopilar datos de telemetría para crear modelos 3D de la zona.
Las refinerías de petróleo de Argentina utilizan drones con imágenes termográficas para detectar la energía relativa que se genera en diferentes partes de la infraestructura de sus plantas. Esto permite a los inspectores obtener una imagen clara del estado de los equipos, sin obligar a los empleados a acercarse a zonas potencialmente peligrosas.
Los drones térmicos proporcionaron imágenes de reconocimiento aéreo durante una fuga de productos químicos en Sarasota, Florida. Los UAV permitieron a los equipos localizar el origen del problema en medio de una nube de amoníaco que se estaba extendiendo.
Los UAV térmicos permitieron a los bomberos de Bentonville, Arkansas, seguir de cerca la temperatura de un tanque de difluoroetano inflamable mientras ardía una planta industrial cercana. Esto permitió a los equipos enfriar el tanque de forma estratégica y evitar que explotara.
Los drones térmicos ayudan a los agricultores a escanear los campos en busca de crías de ciervo, que de otro modo quedarían ocultas entre la hierba alta. Las crías de ciervo son llevadas a un lugar seguro y los agricultores pueden segar sus campos sin poner en peligro la vida de los cervatillos.
Estos son solo algunos ejemplos de las aplicaciones de la tecnología de drones térmicos. Estos ejemplos demuestran lo importante que puede ser tener la carga útil adecuada para el dron. Los UAV equipados con sistemas de imágenes térmicas ya están marcando la diferencia, y el equipo sigue evolucionando.
¿Cómo funciona la termografía?
La termografía es el proceso de estudiar la radiación infrarroja (IR) emitida por los objetos y convertirla en imágenes visibles. La radiación IR es invisible para el ojo humano, pero los sensores térmicos pueden detectarla y convertirla en una imagen.
La temperatura de un objeto determina la cantidad de radiación IR que emite. Los objetos más calientes emiten más radiación IR que los objetos más fríos. Las cámaras térmicas detectan la radiación IR emitida por los objetos y crean una imagen en función de la temperatura de cada objeto.
Las cámaras térmicas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:
Extinción de incendios
Búsqueda y rescate
Inspección de infraestructuras
Control de calidad industrial
Investigación médica
Agricultura
Los drones térmicos son una herramienta poderosa que puede ayudar a las empresas y organizaciones a mejorar su eficiencia, seguridad y rentabilidad.
Las cámaras térmicas utilizan lentes especiales que captan las frecuencias IR, junto con sensores térmicos y procesadores de imagen para representar los resultados en una pantalla visual. Cuando una cámara infrarroja se monta en un dron, el dispositivo suele colocarse en un cardán, que estabiliza la imagen y permite que la lente gire 360 grados.
En otras palabras, las cámaras térmicas funcionan detectando la radiación infrarroja que emiten todos los objetos, incluso en la oscuridad o en condiciones de poca visibilidad. Esta radiación infrarroja se convierte en una imagen térmica que muestra la temperatura de los objetos.
Las cámaras térmicas se montan en drones para aprovechar su movilidad y flexibilidad. Los drones pueden volar a lugares donde sería peligroso o difícil para los humanos llegar, y pueden proporcionar imágenes térmicas desde una variedad de ángulos y perspectivas.
Esto hace que los drones térmicos sean una herramienta muy útil para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:
Extinción de incendios: Los drones térmicos pueden utilizarse para localizar incendios forestales y para evaluar el progreso de la extinción.
Búsqueda y rescate: Los drones térmicos pueden utilizarse para buscar personas desaparecidas o atrapadas en escombros.
Inspección de infraestructuras: Los drones térmicos pueden utilizarse para inspeccionar puentes, torres de transmisión, líneas eléctricas y otros activos de infraestructura para detectar problemas como grietas, fugas y corrosión.
Control de calidad industrial: Los drones térmicos pueden utilizarse para inspeccionar productos industriales en busca de defectos y para detectar puntos calientes en equipos y maquinaria.
Investigación médica: Los drones térmicos pueden utilizarse para medir la temperatura de los pacientes y para detectar signos de infección o inflamación.
Agricultura: Los drones térmicos pueden utilizarse para monitorear el crecimiento de los cultivos y para detectar plagas y enfermedades.
Los drones térmicos son una herramienta poderosa que puede ayudar a las empresas y organizaciones a mejorar su eficiencia, seguridad y rentabilidad.
Lectura Y Procesamiento De Imágenes Térmicas
Una vez que los drones capturan información térmica con sus cámaras IR, esos datos térmicos se muestran en una pantalla como una imagen convencional para que los operadores la revisen.
DJI in-flight thermal imaging software
Con el software de imágenes térmicas, los usuarios pueden cambiar la paleta de colores utilizada para representar el calor de la escena. Cada vista es útil para extraer varios detalles de la imagen, y estas opciones incluyen:
Blanco caliente: Los objetos más calientes aparecen más claros y las áreas más frías aparecen más oscuras.
Negro caliente: Lo opuesto al blanco caliente, con los objetos más calientes apareciendo más oscuros.
Arco iris: La temperatura corresponde a los tonos, con los colores cálidos representando el calor.
Por supuesto, estas tres opciones son solo el principio. Las cámaras térmicas más avanzadas ofrecen una mayor variedad de vistas: la Zenmuse H20T ofrece 12 paletas de colores diferentes.
El tipo de cámara térmica utilizada también determina el formato en el que 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 se pueden inspeccionar más a fondo con la herramienta de análisis térmico de DJI.
Cuidado de tu cámara térmica y cómo protegerla de daños
Antes de empezar a usar tu dron térmico, es importante que conozcas algunas de las formas más comunes en que se dañan los sensores térmicos y cómo prevenirlo. Aunque los productos de DJI son conocidos por su excelente calidad de construcción y durabilidad, los sensores térmicos, por su propia naturaleza, son instrumentos extremadamente precisos y delicados que requieren cuidado y precaución cuando se utilizan. Un uso inadecuado puede provocar daños permanentes en los sensores térmicos, dejando artefactos en los datos que recopiles.
Aquí hay algunos ejemplos de imágenes térmicas capturadas por M30T que han tenido sus sensores térmicos dañados por la exposición directa a la luz solar:
Para evitar que esto ocurra en el sensor de tu dron térmico, NO expongas las lentes de la cámara térmica a fuentes de energía fuertes como el sol, la lava o un rayo láser. De lo contrario, el sensor de la cámara podría quemarse y sufrir daños permanentes.
Cómo tomar medidas térmicas precisas
Incluso las cámaras térmicas más eficaces tienen que hacer frente a una serie de factores ambientales que pueden dificultar la obtención de una lectura precisa de la temperatura de la superficie. Entre estos factores se encuentran las condiciones atmosféricas: demasiado calor, humedad, nubes, lluvia o nieve pueden afectar a la precisión de la cámara térmica. Las cámaras térmicas también tienen dificultades con el cristal, ya que el cristal reflectante puede estar captando el calor del sol, del suelo u otro objeto.
El revestimiento de la superficie de un objeto también puede afectar a la capacidad de un dron térmico para tomar lecturas de temperatura. La corrosión o una nueva capa de pintura pueden cambiar la lectura de temperatura relativa de un objeto. La posición relativa del sol también puede hacer que objetos del mismo material se vean diferentes en una cámara térmica.
Utilizar una cámara térmica de forma eficaz significa tener en cuenta los siguientes factores:
Condiciones atmosféricas: La presencia de humo, polvo y escombros puede afectar a la precisión de la cámara térmica.
Emisividad: La emisividad es la capacidad de un objeto para emitir radiación infrarroja. Los objetos con alta emisividad emiten más radiación infrarroja que los objetos con baja emisividad.
Transparencia: La transparencia de un objeto puede afectar a la capacidad de la cámara térmica para medir su temperatura. Los objetos transparentes, como el cristal, pueden dejar pasar el calor de otros objetos, lo que puede afectar a la lectura de temperatura.
Reflectividad: La reflectividad de un objeto puede afectar a la capacidad de la cámara térmica para medir su temperatura. Los objetos reflectantes, como el metal, pueden reflejar el calor de otros objetos, lo que puede afectar a la lectura de temperatura.
Hora del día: La posición del sol puede afectar a la temperatura de los objetos. Por ejemplo, los objetos que están expuestos a la luz solar directa suelen ser más cálidos que los objetos que están en la sombra.
Ángulo de visión: El ángulo de visión de la cámara térmica puede afectar a la precisión de la lectura de temperatura. Lo mejor es tomar las mediciones térmicas desde un ángulo perpendicular a la superficie del objeto.
Pintura en un objeto: La pintura en un objeto puede afectar a su emisividad. Por ejemplo, la pintura de color negro tiene una alta emisividad, mientras que la pintura de color blanco tiene una baja emisividad.
Distancia al objetivo: La distancia al objetivo puede afectar a la precisión de la lectura de temperatura. Cuanto más lejos esté el objetivo, menos precisa será la lectura de temperatura.
Cantidad de energía térmica: La cantidad de energía térmica que emite un objeto puede afectar a la precisión de la lectura de temperatura. Por ejemplo, los objetos que están en movimiento suelen ser más cálidos que los objetos que están quietos.
Rugosidad o suavidad de la superficie: La rugosidad o suavidad de la superficie de un objeto puede afectar a su emisividad. Los objetos con superficies rugosas suelen tener una emisividad más alta que los objetos con superficies lisas.
Al tener en cuenta estos factores, es posible crear una imagen precisa de las propiedades térmicas de un objeto o paisaje.
Consideraciones sobre cámaras avanzadas
La alta resolución y más opciones de visualización de colores son algunas de las ventajas que ofrecen los sistemas de cámaras termográficas de alta tecnología. En el panorama actual del desarrollo tecnológico, las capacidades más vanguardistas irán más allá de estas mejoras incrementales.
Entre las nuevas capacidades potentes a tener en cuenta se encuentran:
Opciones de carga útil de dron con doble cámara: Los drones equipados con sistemas modernos de imágenes térmicas pueden ser capaces de capturar varios tipos de imágenes simultáneamente. Las cargas útiles térmicas híbridas son dos cámaras en una: un sistema de imágenes convencional y una cámara IR.
Ajustes isotérmicos personalizados por el usuario: Mediante el panel de control de un dron térmico, los usuarios pueden establecer isotermas, que son ajustes de temperatura personalizados. Por ejemplo, los usuarios que buscan incendios potenciales pueden pedir 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 las imágenes IR evoluciona con el tiempo, ofreciendo nuevas capacidades como el seguimiento de la temperatura de objetos específicos, actualizaciones de calor en tiempo real, una superposición de imágenes de luz visible e IR y mucho más. Una opción es la herramienta de análisis térmico de DJI.
Con el respaldo de la tecnología de drones térmicos en constante evolución, las empresas pueden ampliar las formas en que utilizan estos UAV. Las especificaciones de las misiones que pueden haber sido imposibles hace solo unos años vale la pena revisarlas, ya que las imágenes térmicas se vuelven más precisas, versátiles y asequibles.
Tecnología de cámaras termográficas: Cargas útiles a considerar
La elección de una carga útil de imágenes térmicas para un dron es una cuestión de adaptar las capacidades del equipo al caso de uso de una organización. Hay algunos factores diferentes que determinan el rendimiento de un sistema de cámaras en el campo, así como el precio que puede esperar pagar. Estos incluyen:
Campo de visión (FOV): Es una medida de la amplitud de la imagen observable que puede captar la cámara.
Resistencia a la intemperie: Medida en protección contra la entrada (IP), determina la resistencia de una carcasa eléctrica a los elementos, incluida la humedad de la lluvia y la niebla.
Banda espectral: La banda espectral es el rango electromagnético que puede detectar el sensor IR de la cámara.
Sensibilidad térmica: Esta métrica denota el grado en que un sensor puede medir las diferencias de temperatura relativa, y también se denomina temperatura diferencial equivalente al ruido (NEDT).
Resolución de imagen: En lugar del tamaño del área que captura la cámara, esto refleja cuántos píxeles componen la imagen digital generada, lo que a su vez determina el nivel de detalle.
Dependiendo del tipo de trabajo para el que busques un dron y de las condiciones en las que planees utilizar el UAV térmico, puedes seleccionar una carga útil de cámara térmica que satisfaga tus necesidades. Algunas de las cargas útiles de alta capacidad que hay actualmente en el mercado son los modelos de la serie Zenmuse H20, como:
Zenmuse H20T: La Zenmuse H20 estándar es una cámara dron de triple sensor que consta de una cámara zoom de 20MP, una cámara amplia de 12MP y un telémetro láser de 1200m. La Zenmuse H20T también añade una cámara térmica radiométrica de 640×512px. La cámara genera archivos R-JPEG con información de temperatura incrustada, lo que permite un mayor análisis.
La cámara térmica graba a 30fps 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 los modos de alta y baja ganancia, dependiendo de si necesitan un rango de temperatura más amplio o más sensibilidad.
Zenmuse H20N: La carga útil Zenmuse H20N es similar a la H20T, pero tiene características aún más avanzadas, muchas de ellas relacionadas con su perfil de misión como cámara de visión nocturna. La cámara de visión nocturna starlight de la carga útil puede hacer zoom sincronizado con la cámara térmica, mostrando los resultados en una pantalla dividida lado a lado.
Con dos cámaras térmicas, capaces de zoom de 2× y 8×, el sistema es capaz de un zoom de 32×. Acercar una imagen térmica permite a los usuarios inspeccionar cuidadosamente cualquier punto caliente u otras anomalías de temperatura que detecten.
El uso de cargas útiles de cámara avanzadas permite a los drones intervenir en una amplia variedad de situaciones, ya sea para buscar personas desaparecidas por la noche, escanear en busca de posibles incendios, realizar inspecciones eléctricas o cualquier otra aplicación potencial.
Opciones de drones: Encuentra el mejor dron térmico para tus necesidades
Aunque la elección de la carga útil de la cámara es importante para el rendimiento del dron térmico, también lo es el chasis del dron comercial que elijas. El cuerpo del dron adecuado proporcionará la velocidad, la maniobrabilidad, el alcance de servicio, la 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 que puedes elegir para tu despliegue térmico:
DJI Matrice 300 RTK: El Matrice 300 RTK es un dron empresarial avanzado que puede equiparse con una variedad de cargas útiles, incluyendo cámaras térmicas. Tiene un alcance de vuelo de 15 km y una autonomía de hasta 55 minutos.
DJI Mavic 3 Enterprise: El Mavic 3 Enterprise es un dron portátil que puede equiparse con una variedad de cámaras, incluyendo una cámara térmica. Es fácil de volar y tiene un alcance de vuelo de 30 km.
DJI Matrice 30T: El M30T es un chasis de dron resistente construido para soportar los elementos y diseñado para ser muy portátil a pesar de su impresionante carga útil de sensores. Las especificaciones de la cámara se alinean con las del M2EA: resolución de 640×152 y 30fps. El sistema de control del M30T es especialmente avanzado, con una pantalla panorámica de 7 pulgadas en el sistema de control de dos palancas diseñado para el uso de pilotos de drones empresariales. En pocas palabras, el M30T es un dron térmico de alta calidad y muy versátil, adecuado para una amplia gama de aplicaciones empresariales, como la inspección de infraestructuras, la búsqueda y el rescate, y la extinción de incendios.
