Drones para exploración 3D en interiores: protección de reliquias culturales e inspección de interiores.

Los drones destacan en entornos interiores gracias a su capacidad para cubrir grandes áreas con mayor rapidez que los robots con ruedas. Aprovechando su movilidad aérea, pueden desplazarse a diferentes alturas dentro de los edificios, creando mapas precisos de diversas estructuras. Esta capacidad permite una exploración y un mapeo eficientes de entornos interiores complejos. Además, los drones son versátiles, pudiendo navegar por espacios estrechos o terrenos difíciles como chimeneas y escaleras. Estas características los convierten en herramientas valiosas para realizar tareas que resultan difíciles o peligrosas para los humanos. En definitiva, estos robots voladores pueden aportar grandes beneficios a las industrias al permitir una exploración y un mapeo eficientes, garantizando al mismo tiempo la seguridad y la autonomía.

Un equipo especializado ha desarrollado una serie de soluciones adaptadas a diversos escenarios. En colaboración con el Instituto de Innovación Tecnológica de Abu Dhabi (TII), diseñaron tres drones personalizados específicamente para la exploración y el mapeo de espacios interiores. Estos drones están equipados con LiDAR 3D y cámaras 3D, lo que permite determinar con precisión su posición (localización) y mapear el entorno mediante la fusión de datos de ambas tecnologías. Las cámaras integradas también pueden clasificar objetos en tiempo real, distinguiendo entre paredes, mesas y otros objetos. La integración de tecnologías avanzadas permite una recopilación de datos y un mapeo eficientes durante el vuelo.

Estos drones personalizados poseen una gran maniobrabilidad, lo que les permite navegar en espacios reducidos o ajustar su configuración según los requisitos específicos de cada tarea. Esta flexibilidad los distingue de los humanos u otros robots que podrían encontrar dificultades en escenarios similares. Pueden maniobrar con rapidez y recopilar datos relevantes en diversos entornos, lo que resulta útil en misiones de búsqueda y rescate, y ayuda a los equipos de emergencia a localizar personas y evaluar situaciones de riesgo.

Estas soluciones ofrecen un enorme potencial para capturar datos 3D detallados de edificios históricos y yacimientos arqueológicos, a menudo ubicados en interiores. Mediante el uso de enfoques innovadores y tecnologías avanzadas para explorar espacios interiores, se pueden documentar yacimientos importantes de forma más eficaz que con los métodos tradicionales.

En general, el uso de drones en interiores abre nuevas vías para la investigación y las aplicaciones prácticas. Los drones pueden ayudar en la inspección de infraestructuras, la monitorización de zonas peligrosas y la recopilación de datos para el mantenimiento y la documentación de edificios. Sectores como la construcción, la conservación del patrimonio, la ingeniería, la gestión de instalaciones, la videovigilancia y la respuesta ante desastres pueden beneficiarse de la seguridad y la autonomía que ofrecen los drones.

Los drones autónomos están capturando datos cruciales para los estudios de los canales de descarga. En la cordillera de Kitimat, en la costa noroeste de la Columbia Británica, un túnel de descarga de 475 metros de largo y 8 metros de ancho canaliza el agua de una central hidroeléctrica ubicada en la montaña. El cliente requería un estudio detallado del interior del túnel para el mantenimiento continuo, pero cerrar el canal de descarga para la inspección no era una opción. Un equipo especializado inició una misión con drones autónomos para capturar escaneos 3D del interior del túnel, proporcionando datos de alta resolución esenciales para la evaluación estructural.

El equipo necesitaba inspeccionar el interior del túnel sin interrumpir las operaciones. En las primeras conversaciones se barajaron vehículos operados a distancia (ROV), embarcaciones de superficie autónomas y dispositivos flotantes equipados con sensores. Finalmente, optaron por una solución aérea.

El equipo planificó la misión meticulosamente para garantizar una inspección segura y minimizar los riesgos, teniendo en cuenta factores como:

Estructura de túnel curva

Un recorrido de medio kilómetro hacia la montaña.

Visibilidad baja o nula

Entorno sin señal GPS (sin transmisión de señal entre el operador y el equipo).

Velocidad de salida y turbulencia

El director del proyecto destacó la elección de un dron equipado con unidades LiDAR, de vídeo y de detección de movimiento de alta resolución, junto con un sistema de navegación autónoma que utiliza tecnología SLAM. Esta configuración permitió que el dron operara más allá del alcance visual (BVLOS) y del alcance de comunicación en entornos sin cobertura GPS.

La planificación integral de riesgos incluyó redes de recuperación, trayectorias de vuelo cuidadosamente planificadas para evitar obstáculos y la desactivación del GNSS para prevenir interferencias de las líneas eléctricas durante la aproximación. El equipo utilizó puntos de control precisos y software propio para crear nubes de puntos, modelos 3D y vídeos de sobrevuelo para una evaluación estructural exhaustiva.

Inspecciones en entornos sin cobertura GNSS

La tecnología de drones es cada vez más popular en la ingeniería civil para inspecciones en áreas con señal satelital limitada. Los drones ayudan a inspeccionar túneles, pozos de ventilación, tuberías y alcantarillas. Las inspecciones periódicas son esenciales, pero a menudo resultan costosas y requieren mucho tiempo con los métodos tradicionales. Además, las inspecciones visuales pueden pasar por alto posibles defectos. Los drones equipados con cámaras ópticas de alta sensibilidad ofrecen soluciones ideales para evaluaciones iniciales, reduciendo costos, tiempo y riesgos para inspectores y técnicos.

Un equipo de desarrollo creó sistemas para la localización y navegación precisas en entornos sin cobertura GNSS. Esta innovadora tecnología está diseñada para capturar imágenes de alta calidad en entornos de túneles complejos con una precisión y eficiencia excepcionales.

El sistema fue probado en condiciones reales durante el cierre temporal del túnel de carretera más largo de la República Checa. Demostró con éxito su capacidad para capturar imágenes detalladas en condiciones difíciles, como poca luz y polvo.

Equipados con tecnología avanzada, estos drones también pueden inspeccionar estrechos túneles auxiliares utilizados para la ventilación de emisiones. El entorno tóxico supone un riesgo para los equipos de mantenimiento. Los drones autónomos agilizan las inspecciones durante las operaciones en los túneles, reduciendo la exposición humana a los gases nocivos y revolucionando las prácticas de mantenimiento.

Los drones autónomos están diseñados para facilitar transiciones fluidas entre entornos con y sin cobertura GNSS durante las inspecciones de puentes.

La tecnología de drones es cada vez más valiosa en la ingeniería civil para la inspección de infraestructuras en zonas con señal GNSS completa, limitada o inexistente. Los drones desempeñan un papel fundamental en la inspección de puentes, viaductos y otras estructuras que presentan riesgos para la intervención manual.

Las inspecciones periódicas son necesarias, pero los métodos tradicionales son ineficientes, costosos y requieren mucho tiempo. La tecnología integrada de drones facilita la recopilación y el análisis de datos en tiempo real, lo que permite a los ingenieros tomar decisiones informadas con rapidez. Las imágenes y los vídeos de alta resolución permiten realizar evaluaciones detalladas que pueden revisarse para garantizar que no se pase por alto ningún defecto. Los drones mejoran la seguridad y la eficiencia, ya que pueden navegar por entornos complejos donde los equipos convencionales tendrían dificultades.