Cómo las inspecciones térmicas de tejados con drones son clave para la revolución energética de una ciudad

20 Jan 2023, 09:56
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Cómo las inspecciones térmicas de tejados con drones son clave para la revolución energética de una ciudad

La ciudad de Warren, Minnesota, ha estado utilizando drones térmicos para cartografiar la eficiencia energética de la comunidad.

Para la mayoría de los hogares, las facturas energéticas son un gasto constante y costoso. Estos costes alcanzan su punto álgido durante los meses de invierno, cuando llega el frío. La Administración de Información Energética de EE.UU. predijo que el invierno de 2022 registrará máximos de varios años en los costes energéticos de los hogares debido al aumento de los precios minoristas de la energía.

Hay dos formas de combatir esta subida: Agarrar una capa extra y bajar el termostato, o tomar medidas para minimizar la pérdida de calor doméstico. La segunda opción es cada vez más popular, ya que las mejoras en el aislamiento pueden suponer un importante ahorro a largo plazo.

El primer paso para reducir la pérdida de calor es saber de dónde procede. El panorama cambia en función de la antigüedad de la vivienda y su ubicación, pero por lo general las paredes exteriores, las ventanas y los tejados son los principales responsables. ¿Cómo puede averiguar si su edificio pierde calor y dinero innecesariamente?

Una iniciativa en Warren (Minnesota) ha demostrado que los drones y las inspecciones térmicas desde el aire pueden ser una parte importante de la solución.

Inspecciones térmicas de tejados: La iniciativa de ahorro energético de una ciudad

Warren es una pequeña ciudad del norte de Minnesota. Los inviernos son muy fríos, pero sus habitantes tienen una gran ventaja en materia de energía: La ciudad posee y gestiona todos sus servicios públicos. Esta dinámica significa que la administración local y la comunidad están incentivadas para reducir los costes de calefacción y hacer que todas las casas y estructuras sean lo más eficientes posible.

Con la ayuda del cercano Northland Community and Technical College, Warren puso en marcha una iniciativa energética en 2017. Los estudiantes del departamento aeroespacial de Northland, que estudian sistemas aéreos no tripulados y análisis de imágenes, se encargaron de cartografiar térmicamente toda la ciudad. La colaboración es beneficiosa para todos: los estudiantes adquieren experiencia práctica en el emergente sector de los drones, mientras que la ciudad obtiene datos aéreos que ponen de manifiesto cómo pierden calor los edificios locales.

Con todos los edificios de Warren cartografiados térmicamente, los residentes pueden dirigirse al ayuntamiento para obtener información sobre su pérdida de calor. "De este modo, pueden tomar una decisión que les permita el mayor ahorro de energía y de costes", declaró la administradora municipal de Warren, Shannon Mortenson, al podcast Local Energy Rules Podcast.

Los escáneres térmicos ponen de manifiesto la pérdida de calor y señalan las zonas -generalmente tejados, paredes, ventanas y puertas- que requieren un mayor aislamiento o una sustitución completa. La intención es proporcionar los resultados junto con el acceso a un programa de Financiación Inclusiva, que permitirá a los residentes obtener un préstamo de la ciudad para realizar mejoras de eficiencia energética. El préstamo se devuelve gradualmente a través de la factura habitual de los servicios públicos y, una vez amortizado, el propietario se queda con lo ahorrado.

Para Mortenson, el proyecto ha supuesto una mejora para la ciudad y sus habitantes. "Por lo que respecta a la ciudad, podemos determinar cuál es nuestra pérdida de energía global en la comunidad y dónde se produce. [Nos ha ayudado a aprender] "cómo podemos ser más eficientes, cómo podemos ser buenos administradores, cómo podemos mitigar el cambio climático y cómo podemos aumentar la sostenibilidad en nuestra comunidad".

Captura de datos térmicos en condiciones bajo cero

Zackary Nicklin es el instructor de sistemas de aeronaves no tripuladas que dirige el programa UAS del Northland Community & Technical College. Explica que una parte importante de los pequeños grados UAS de la universidad es la formación práctica. En 2017, surgió la oportunidad de que los estudiantes recopilaran datos térmicos para la ciudad de Warren. Poner a trabajar la flota de Northland -que incluye varias aeronaves y sensores DJI Enterprise, como el Matrice 600 Pro, el M210 RTK, el Inspire 2 y los sensores térmicos Zenmuse XT y XTR- ha sido un mecanismo de enseñanza vital.

Como en cualquier proyecto piloto, hubo una curva de aprendizaje pronunciada. Para recopilar datos térmicos útiles, se preveía que los estudiantes tendrían que volar en invierno, cuando los residentes calentaban activamente sus casas y la diferencia entre las temperaturas exteriores e interiores era más acusada. Pero pronto quedó claro que había otros factores en juego. Las exploraciones térmicas comenzaron en noviembre, pero las bajas temperaturas y los fuertes vientos ocasionales redujeron la eficiencia de las baterías de sus drones. Además, inmediatamente después de la puesta de sol, el calor residual del día necesitaba más tiempo para disiparse.

Nicklin decidió realizar las exploraciones en noches tranquilas, a veces hasta las 2 de la madrugada, en condiciones muy por debajo del punto de congelación. Los estudiantes seguían volando hasta que ocurría una de estas dos cosas: pasaban demasiado frío o se completaba la sección objetivo.

Muchos de los procesos de cartografía resultan familiares. Por ejemplo, el equipo trabajaba en cuadrícula, se exploraba cada zona antes del despegue para evitar objetos altos, y los vuelos se planificaban y ejecutaban con Pix4D. Las gélidas temperaturas invernales también dieron lugar a algunas peculiaridades.

A las 2 de la madrugada, en el frío de Minnesota, no oirás a los pilotos de drones quejarse de tener que moverse para mantener la VLOS.

También hubo que tener especial cuidado con las baterías. Las que estaban completamente cargadas se guardaron en una nevera para mantenerlas a temperatura controlada o se dejaron en el camión con la calefacción encendida. Los dispositivos de los que dependía el equipo también se vieron afectados por las condiciones meteorológicas. Se pegaron almohadillas térmicas en la parte posterior de las tabletas para evitar que dejaran de responder. También fue necesaria una combinación de calentadores de manos y guantes sin dedos para poder maniobrar con delicadeza los mandos de control y pulsar las pantallas sin que se entumecieran las manos. Inmediatamente después del despegue, los drones tuvieron que permanecer suspendidos durante unos minutos para calentar las baterías y permitir que el sensor de la cámara se adaptara a la temperatura ambiente.

En la segunda fase de la iniciativa, los estudiantes unieron las imágenes y las superpusieron a un mapa SIG. Al combinar las fotos de cada estructura con una firma térmica que reflejaba su pérdida de calor, pudieron descubrir una correlación entre la antigüedad del edificio y la cantidad de fugas térmicas.

Los mejores drones para inspecciones térmicas de tejados

Si está planeando su propia iniciativa de cartografía térmica, necesitará un dron capaz, resistente, de bajo consumo y compatible con cargas útiles infrarrojas. Recomendamos tres aeronaves para capturar datos térmicos a escala.

Mavic 3T

El Mavic 3T es la solución de cartografía térmica más pequeña de DJI, con cámaras térmicas y visuales de alta resolución. Su sensor de infrarrojos de 640×512 px se combina con el posicionamiento RTK a nivel centimétrico para misiones de cartografía térmica precisas. Esta aeronave es rápida de desplegar, fácil de volar, ligera y ofrece un máximo de 45 minutos de vuelo.

Matrice 30

El Matrice 30 es el equilibrio perfecto entre potencia y portabilidad. Tiene un rendimiento de cámara de nivel de buque insignia con la resistencia a la intemperie y la adaptabilidad ambiental que se espera de un Matrice, todo en un fuselaje compacto.

Matrice 300 + H20T

El Matrice 300 RTK es la plataforma industrial insignia de DJI. Es capaz de operar en entornos y condiciones meteorológicas extremas. Con 55 minutos de vuelo, detección de obstáculos en seis direcciones y compatibilidad con las opciones de carga útil más avanzadas de DJI, esta robusta aeronave no te defraudará. El H20T es una carga útil multisensor que incluye una cámara con zoom de 20 MP, una cámara panorámica de 12 MP, un telémetro láser de 1200 m y una cámara térmica de 640×512 px. Es ideal para misiones de cartografía térmica en condiciones difíciles.

Drones térmicos y un futuro más verde

La iniciativa de cartografía térmica de Warren es un ejemplo perfecto de cómo la tecnología de los drones puede empoderar a las comunidades y fundamentar las decisiones sobre eficiencia energética. Por supuesto, el proyecto se vio favorecido por la existencia de servicios públicos municipales y una universidad cercana llena de estudiantes que necesitaban experiencia con UAS. Pero eso no quiere decir que sus elementos básicos no puedan repetirse en comunidades de todo el mundo.

De hecho, se inspiró en la participación de Warren en la Alianza de Ciudades Climáticamente Inteligentes. Se llevaron a cabo misiones cartográficas similares en Arnsberg (Alemania), ciudad asociada a Warren, y ambas compararon los resultados.

La sostenibilidad energética nunca ha sido tan importante y la cartografía térmica es sólo una de las formas en que los drones pueden apoyar los esfuerzos medioambientales y sentar las bases de un futuro más verde. Para conocer más aplicaciones inspiradoras y medioambientales de los drones, echa un vistazo a Cómo los drones están salvando el mundo.

Por DJI Enterprise