Drones térmicos en acción

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

• Los bomberos que respondieron a un incendio forestal en un pastizal en Cleburn, Texas , el 20 de marzo de 2022, aprovecharon los drones térmicos para brindar una conciencia situacional integral del incendio creciente. 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 críticos. Pudieron contener los brotes y mantener el fuego alejado de las áreas residenciales, y controlaron el fuego en 4 horas. 
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• En 2020, la Zona de Exclusión de Chernobyl en Ucrania sufrió incendios forestales masivos. Los drones térmicos permitieron a los bomberos navegar a áreas calientes a pesar de las espesas columnas de humo que limitaban severamente su visibilidad.
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• Los drones demostraron ser fundamentales en la búsqueda de personas desaparecidas durante las inundaciones y deslizamientos de tierra relacionados con el monzón en Vietnam. Los vehículos aéreos no tripulados cumplían una función triple: capturaban imágenes aéreas de alta calidad, usaban sensores térmicos para buscar señales de calor y recopilaban datos de telemetría para modelos 3D del área.
• Las refinerías de petróleo en Argentina emplean drones de imágenes termográficas para detectar la energía relativa que se genera en diferentes partes de la infraestructura de su planta. Esto permite a los inspectores obtener una imagen clara del estado del equipo, sin obligar a los empleados a acercarse a áreas potencialmente peligrosas.
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• Los drones térmicos proporcionaron imágenes de reconocimiento aéreo durante una fuga química en Sarasota, Florida. Los UAV permitieron a las tripulaciones identificar la fuente del problema en medio de una nube de amoníaco que se extendía. 
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• Los UAV térmicos permitieron a los bomberos en Bentonville, Arkansas, rastrear cuidadosamente la temperatura de un tanque de difluoroetano inflamable mientras se quemaba una planta industrial circundante. Esto permitió a las tripulaciones enfriar el tanque estratégicamente y evitar que explotara.
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• Los drones térmicos ayudan a los granjeros a escanear los campos en busca de crías de ciervo , que de otro modo estarían escondidos entre la hierba alta. Los ciervos bebés son llevados a un lugar seguro y los granjeros pueden segar sus campos sin poner en peligro la vida del cervatillo.  
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Estas son solo algunas de las aplicaciones de la tecnología de drones térmicos y demuestran lo importante que puede ser tener la carga útil de drones adecuada para el trabajo. Los UAV equipados con sistemas de imágenes térmicas ya están marcando la diferencia y el equipo sigue evolucionando.

Imagen térmica: ¿Cómo funciona?

Al considerar el presente y el futuro de la tecnología de drones de 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 mueven sus átomos: cuanto más movimiento, más caliente es el objeto. La termografía es el proceso de estudiar estas firmas de calor y poner en práctica ese conocimiento de imágenes térmicas. 

Los humanos sentimos calor, pero no podemos ver IR. ¿Porqué es eso? Porque esta radiación se produce 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. 

Cómo funcionan las cámaras térmicas

Las cámaras térmicas utilizan lentes especializados que captan frecuencias IR, junto con sensores térmicos y procesadores de imágenes para mostrar los resultados en una pantalla visual. Cuando se monta una cámara infrarroja 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 electricidad 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 de hoy no requieren los exóticos materiales de enfriamiento que se usaban 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 de la superficie 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 las cámaras térmicas. Los objetos de alta emisividad como la madera, el hormigón, 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 con sus cámaras IR, esa información térmica se muestra en una pantalla como una imagen convencional para que los operadores la revisen. 

Software de imágenes térmicas en vuelo de DJI

Usando 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 seleccionar varios detalles de la imagen, y estas opciones incluyen:

• White Hot : los objetos más calientes aparecen más claros y las áreas más frías son más oscuras.
• Black Hot : lo contrario de hot white, con los objetos más calientes que aparecen más oscuros.
• Arco iris : la temperatura corresponde a los matices, con colores cálidos que representan el calor.

Por supuesto, esas tres opciones son solo el comienzo. Las cámaras térmicas más avanzadas ofrecen una variedad más amplia de vistas: la Zenmuse H20T ofrece 12 paletas de colores independientes. 

Configuraciones comunes de la paleta de colores térmicos

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 imágenes simples, las soluciones avanzadas también contienen datos termográficos y lecturas de temperatura, junto con etiquetas GPS. Los datos termográficos se pueden inspeccionar aún más con la herramienta de análisis térmico DJI . 

Cuidado de su cámara térmica y cómo evitar que se dañe

Antes de comenzar a usar su dron térmico, es importante conocer algunas formas comunes en las que los sensores térmicos se dañan y cómo evitarlo. Si bien se sabe que los productos DJI tienen una excelente calidad de construcción y durabilidad, los sensores térmicos, por su propia naturaleza, son instrumentos extremadamente precisos y finamente ajustados que exigen cuidado y precaución cuando se usan. El uso inadecuado puede provocar daños permanentes en los sensores térmicos, dejando artefactos en los datos que recopila. 

Estos son algunos ejemplos de imágenes térmicas capturadas por M30T cuyos sensores térmicos han sido dañados por la exposición directa a la luz solar: 

Para evitar que esto le suceda al sensor de su dron térmico, NO exponga 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 podría quemarse y provocar daños permanentes. 

Tomar medidas térmicas precisas

Incluso las cámaras térmicas altamente efectivas tienen que hacer frente a una variedad de factores ambientales que pueden dificultar la lectura precisa de la temperatura de la superficie. 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 capturar el calor del sol, el suelo u otro objeto.

El revestimiento de la superficie 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 de temperatura relativa de un objeto. La posición relativa del sol también puede hacer que los elementos 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
• Pintar sobre un objeto
• Distancia desde el objetivo
• Cantidad de energía térmica
• Rugosidad o suavidad de la superficie

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

Las lecturas de superficie de las cámaras térmicas pueden verse afectadas por una serie de factores

Consideraciones de cámara avanzada

La alta resolución y más opciones de visualización en color son algunas de las ventajas que vienen con los sistemas de cámaras termográficas de alta tecnología. En el panorama de desarrollo tecnológico de rápido movimiento actual, las capacidades más innovadoras irán más allá de estas actualizaciones incrementales.

Las nuevas y poderosas capacidades a considerar incluyen:

• Opciones de carga útil de drones con cámara dual : los drones equipados con modernos sistemas de imágenes térmicas pueden capturar múltiples tipos de imágenes simultáneamente. Las cargas útiles térmicas híbridas son dos cámaras en una, un sistema de imagen convencional y una cámara IR.
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• Configuraciones isotérmicas personalizadas por el usuario : usando un panel de control de drones térmicos, 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.
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• Software de imágenes térmicas de última generación : el software utilizado para interpretar las imágenes IR está evolucionando con el tiempo y brinda 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 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. Vale la pena revisar las especificaciones de la misión que pueden haber sido imposibles hace solo unos años, a medida que las imágenes térmicas se vuelven más precisas, versátiles y asequibles.

Tecnología de cámara termográfica: cargas útiles a tener en cuenta

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

• Campo de visión (FOV) : esta es una medida de qué tan grande es una imagen observable que puede tomar la cámara.
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• Resistencia a la intemperie : medida en protección de ingreso (IP), esto determina la resistencia de un gabinete eléctrico a los elementos, incluida la humedad de la lluvia y la niebla.
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• Banda espectral : La banda espectral es el rango electromagnético detectable por el sensor IR de la cámara.
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• Sensibilidad térmica : esta métrica indica el grado en que un sensor puede medir las diferencias en la
•  temperatura relativa y también se denomina temperatura diferencial equivalente al ruido (NEDT).
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• Resolución de la imagen : en lugar de qué tan grande es el 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. 
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Mavic 2 Enterprise Advanced: sensor de 640x512 (izquierda) frente a Mavic 2 Enterprise Dual: sensor de 160x120 (derecha)

Dependiendo del tipo de trabajo para el que esté buscando un dron y las condiciones en las que planea usar el UAV térmico, puede seleccionar una carga útil de cámara térmica para satisfacer sus necesidades. Algunas de las cargas útiles de alta capacidad que se encuentran actualmente en el mercado incluyen modelos de la serie Zenmuse H20, como:

• Zenmuse H20T : la Zenmuse H20 estándar es una cámara de dron con sensor triple que consta de una cámara con zoom de 20 MP, una cámara de 12 MP con gran angular y un telémetro láser de 1200 m. La Zenmuse H20T también agrega una cámara térmica radiométrica de 640 × 512 px. La cámara genera archivos R-JPEG con información de temperatura integrada, lo que permite un análisis más detallado.
  
  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 y baja ganancia, dependiendo de si necesitan un rango de temperatura más amplio o más sensibilidad. 

Modo dividido con la Zenmuse H20T

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

El uso de cargas útiles de cámara avanzadas permite que los drones intervengan en una amplia variedad de situaciones, ya sea que eso signifique buscar personas desaparecidas por la noche, buscar posibles incendios, realizar inspecciones eléctricas o cualquier otra aplicación potencial.

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

Los drones térmicos pueden desempeñar más funciones hoy que 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 que se abren todo el tiempo.

Uso de drones térmicos hoy

Si su organización se dedica a alguna de las siguientes actividades, un dron térmico puede ser la pieza tecnológica perfecta para sus necesidades:

• Extinción de incendios : uno de los usos más comunes de los drones térmicos es como herramientas de extinción de incendios. El mapeo de calor desde el aire permite a los bomberos adelantarse a los factores de riesgo. Cuando se trabaja 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 de los incendios al aire libre.
• Búsqueda y rescate : los incendios no son los únicos tipos de desastres en los que los drones térmicos pueden ayudar a los equipos de rescate. Después de catástrofes como inundaciones, deslizamientos de tierra, terremotos, tornados y huracanes, los drones térmicos pueden ayudar a las tripulaciones a encontrar víctimas desaparecidas, incluso de noche. Estos vehículos aéreos no tripulados térmicos también son capaces de rastrear a las personas 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 los equipos estar atentos a posibles riesgos de fallas de nuevas maneras, o incluso inspeccionar el estado de los paneles térmicos. No importa cuán grande sea una planta o una mina, los drones pueden volar sobre el sitio y tomar lecturas.
• Agricultura avanzada : monitorear cultivos y rebaños de pastoreo desde el aire es un uso potencialmente pasado por alto para los drones. Las imágenes térmicas permiten a los agricultores medir la exposición al calor de los campos y realizar un seguimiento de los animales, incluso de noche. Los esfuerzos en curso para hacer que la agricultura sea más eficiente a través del despliegue de tecnología son una combinación perfecta para el despliegue de drones. 

Expansión de casos de uso: aún en curso

La expansión del uso de drones térmicos más allá de las funciones de seguridad pública y hacia su parte de creación de eficiencia en los servicios públicos y la agricultura es un desarrollo relativamente reciente. Esto demuestra que los usuarios, tanto profesionales como consumidores entusiastas, están constantemente pensando en nuevos usos para los drones térmicos.

Si su empresa necesita realizar inspecciones aéreas cuidadosas de infraestructura de difícil acceso o vigilar al personal o los activos por la noche o en condiciones climáticas adversas, un dron térmico puede adaptarse a su caso de uso. A medida que las cargas útiles de las cámaras térmicas se vuelven más sofisticadas y al mismo tiempo más asequibles, el cielo es el límite.

Opciones de drones: encuentre el mejor dron térmico para sus propósitos

Si bien 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 elija. El cuerpo de dron correcto brindará la velocidad, la maniobrabilidad, el rango de servicio, la duración de la batería y otras características que determinarán qué tipos de tareas puede realizar su nuevo dron térmico.

Los siguientes son algunos de los drones comerciales líderes en el mercado entre los que puede elegir para su despliegue térmico.

DJI Mavic 2 Enterprise Avanzado

El M2EA es un chasis de dron extremadamente compacto y liviano que aún contiene una amplia gama de funciones potentes. Tiene un sensor térmico integrado de 640 × 512 con capacidad de zoom de 16 × y una velocidad de cuadro de 30 Hz. El módulo RTK del dron permite el posicionamiento a nivel de centímetros, y su capacidad para trabajar con hasta 240 puntos de ruta lo hace perfecto para misiones de inspección automatizadas, incluso en entornos complejos. 

Matrices DJI 30T

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

DJI Matrix 300 RTK

El M300 RTK es lo último en tecnología de drones comerciales, con la adaptabilidad para transportar hasta tres cargas útiles simultáneamente. Como máximo, el dron puede estar equipado con un cardán hacia arriba y dos hacia abajo. El M300 RTK utiliza un nuevo sistema de visualización, que incorpora más información en la pantalla principal, para ayudar al operador del dron a sortear posibles obstáculos. 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. 

Empoderando a los usuarios profesionales de drones

Independientemente de la configuración de drones térmicos que elija, puede empoderar aún más a sus 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 haya en tu flota. Invertir en soporte lo ayuda a proteger su inversión y mantener sus drones térmicos volando, sin importar lo que encuentren.

Con una lista cada vez mayor de casos de uso y un alto grado de sofisticación tecnológica disponible en la actualidad, nunca ha habido un mejor momento para sumergirse en el uso de drones térmicos. Ya sea que esté brindando nuevas capacidades a su 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 sus operaciones.

Por DJI Enterprise