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Aplicaciones de los drones a la ingeniería en el espectro visible

Las aplicaciones de los drones en ingeniería, para las tareas de proyecto, construcción y mantenimiento de infraestructuras energéticas, de transporte y de edificación son numerosas y muy variadas. Dada la multidisciplinariedad de estos aparatos, sus tareas en el campo de la ingeniería pueden clasificarse en aplicaciones en la región del espectro visible, aplicaciones en el espectro infrarrojo, aplicaciones térmicas, aplicaciones mediante tecnologías de láser, o mediante sensores (geofísicos, químicos, radar y sonar).
 
En este post, te presentamos algunos ejemplos de las aplicaciones de los drones a las tareas de ingeniería dentro del espectro visible.
 
 

LAS APLICACIONES DE DRONES PARA INGENIERÍA 

 
La filmación y la toma de fotografías aéreas son los principales mecanismos de toma de datos o realización de actividades mediante drones en el espectro visible. Ésta se trata de una de las dos aplicaciones más extendidas en el uso de drones de manera general.
 
En el año 2015, el 90% de las licencias para operar drones en Europa estaban destinadas a este fin.

 

Drones para la ingeniería

 

APLICACIONES DE DRONES BASADAS EN LA FILMACIÓN

Las aplicaciones de la filmación desde drones en la región del espectro visible se enfocan en trabajos técnicos de filmación, auscultación de infraestructuras -puentes, fachadas de edificios, palas de molinos de viento, etc-, levantamientos geológicos -estratigrafía, hidrología, sísmica, vulcanismo-, trabajos de registro de propiedades y características para el mantenimiento, análisis de infraestructuras ante situaciones de riesgo y trabajos verticales en general.

El trabajo mediante drones permite el acceso a las diferentes infraestructuras y edificios y el registro de sus características con precisión centimétrica sin poner en riesgo la vida de operadores, tal y como se ha venido haciendo de manera tradicional. Por ello, éstos son especialmente útiles en los procesos de trabajo o tareas denominadas como DDD (Dull, Dirty and Dangerous) caracterizadas por ser peligrosas, lentas, costosas desde el punto de vista económico y de mano de obra y, por tanto, poco eficientes. 

 

Mantenimiento y explotación de infraestructuras

Aeronave no tripulada dedicada a tareas de mantenimiento y exploración de infraestructuras.

 

Un ejemplo puede ser el caso de Nueva Zelanda en 2016, donde tuvo lugar un terremoto de magnitud 7,8 grados cuyo epicentro se situó 90km al norte de la ciudad de Christchurch. En este caso, los investigadores del Instituto Geológico, analizaron la fractura empleando un dron equipado con una cámara y gracias a él pudieron calcular la longitud de la grieta sin poner en riesgo a ningún operario de servicios urbanos.

Otro ejemplo lo encontramos en las tareas de mantenimiento preventivo de las turbinas en los parques eólicos. Las labores de mantenimiento suponen aproximadamente el 5% del total del valor del parque. Parte de ellas consisten en revisiones visuales que los técnicos tienen que realizar subiendo a lo alto de los aerogeneradores para inspeccionar el estado de las palas. Es un proceso peligroso, lento y costoso y, por tanto, poco eficiente, que se optimiza desde todas las perspectivas con el empleo de drones.

 

Ingeniería civil con drones

Operadores inspeccionando un aerogenerador Fotografía: U.S. Department of Energy, Dennis Schroeder

 

Otra aplicación de los drones al seguimiento de obra civil es el mapeado de obras en ejecución. Esta tarea se basa en la obtención de fotografías aéreas, las cuales pueden ser georreferenciadas y corregidas geométricamente convirtiéndolas en verdaderos mapas del avance de la obra.

 

Mapeo con drones en ingeniería civil

Seguimiento de obra civil mediante mapeado por drones

 

 

APLICACIONES DE DRONES BASADAS EN LA FOTOGRAMETRÍA

Como ya sabrás, la fotogrametría es la técnica para obtener mapas y planos de grandes extensiones de terreno por medio de la fotografía aérea. Las principales aplicaciones de la fotogrametría desde drones dentro del espectro visible están ligados a la obtención de ortofotos y Modelos Digitales de Evaluaciones (MDE) de detalle. Las primeras son la base para obtener mapas temáticos a partir de su fotointerpretación, mientras que los MDE permiten obtener y clasificar todos los componentes del relieve de manera detallada.

Así, por ejemplo en Hidrología, es posible cartografiar los embalses en su nivel más bajo para establecer o actualizar las escalas que quedan obsoletas por la sedimentación que se produce en el fondo de estos. En este caso, la superposición entre fotogramas nos permite obtener la componente Z y generar el MDE y a partir de él las curvas de nivel. A continuación, se muestra el proceso de reconstrucción virtual de una presa a partir de los datos procedentes de la fotogrametría realizada mediante un dron.

 

Drones en ingeniería

Ortofoto del embalse de Valdeinfierno en la cuenca del Segura (Murcia, España).

 

 

Aplicación de los drones en ingeniería

MDE del embalse de Valdeinfierno en la cuenca del Segura (Murcia, España).

 

 

Reconstrucción virtual - aplicaciones de los drones

Reconstrucción virtual de la presa de Valdeinfierno en la cuenca del Segura (Murcia, España)

 

A modo de otro ejemplo, podemos destacar la realización de vuelos fotogramétricos. Los vuelos fotogramétricos con drones son muchos más baratos, flexibles y permiten resoluciones espaciales mayores que los vuelos fotogramétricos convencionales. Pero, al igual que en éstos, se requiere una planificación adecuada del vuelo y el uso de herramientas que permitan eliminar las distorsiones geométricas y radiométricas que se producen en la captura de los fotogramas.

La información procedente de las capturas aéreas de los drones también puede usarse para llevar a cabo el seguimiento de un fenómeno, tal como puede ser el seguimiento de especies exóticas invasoras los ríos.

 

Drones en ingeniería: fotometría

Desarrollo vegetativo del camalote en la cuenca media del guadiana. Imagen procedente de fotogrametría mediante un dron.

 

Otras aplicaciones fotogramétricas de los drones son la cubicación de canteras y minas o los levantamientos topográficos de detalle en obra civil.

 

Vista con dron: mina a cielo abierto

Imagen de la topografía de una mina a cielo abierto (Fuente: Lidar America)

 

Las aplicaciones de los drones a las tareas de ingeniería son prácticamente infinitas y no paran de surgir nuevas tareas para estos aparatos. En este post, hemos realizado un breve repaso por algunas de ellas y en futuros artículos os mostrando algunas aplicaciones más fuera espectro visible.

 

 

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