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Fotogrametría subterránea: topografía para obras públicas

Las alcantarillas son importantes para el drenaje de las ciudades, pero ¿cómo se pueden inspeccionar y mantener si están bajo tierra?

Cuando se trata de gestionar infraestructuras críticas, el mantenimiento regular es clave para garantizar que todo funcione. Muchas estructuras no son visibles en la superficie, pero son esenciales para mantener las carreteras despejadas, las casas calientes y el drenaje limpio. Las inspecciones rutinarias de las infraestructuras garantizan que todo funcione como es debido. Sin embargo, no siempre es fácil acceder a ellas, por lo que las soluciones de inspección innovadoras son fundamentales para ayudar a resolver estos problemas. En este caso de uso, se pidió a Flyability que utilizara un dron para inspeccionar una alcantarilla para una revisión de mantenimiento rutinaria.

Flyability es el fabricante especializado en drones que está detrás de los drones Elios. Los drones Elios son vehículos aéreos no tripulados resistentes a las colisiones que tienen jaulas ligeras que rodean todo el dron. Esto significa que, incluso cuando el dron entra en contacto con las estructuras que lo rodean, las hélices y la carga útil están a salvo. Como resultado, puede utilizarse en una variedad de lugares difíciles, incluidas las estructuras subterráneas como las minas, con menos riesgos que los drones convencionales. En este caso, se pidió al equipo de Flyability que inspeccionara la alcantarilla y creara un modelo 3D de la misma para actualizar los registros y comprobar si había daños u obstrucciones. De tener éxito, demostrarían a otro cliente más cómo los drones y la fotogrametría ofrecen resultados concretos y forman parte de una nueva generación de herramientas de inspección.

Detalles del proyecto

UsarioFlyability
UbicaciónUSA
SoftwarePIX4Dmapper
HardwareElios 2
Total de imágenes capturadas530
Objeto capturadoAlcantarilla de 52 metros
Hardware adicional10.000 lúmenes de luz en el Elios

Cartografía con drones de una alcantarilla

Las alcantarillas son una parte fundamental de las infraestructuras modernas, ya que ayudan a optimizar la gestión del agua de escorrentía. Suelen estar hechas de hormigón o tuberías, que es el mejor material para canalizar el agua bajo tierra. Cuando se bloquean, el agua puede retroceder e inundar la zona, lo que puede ser peligroso, especialmente en las zonas urbanas, donde el agua se acumula rápidamente.

The inside of a culvert
El interior de una alcantarilla larga puede ser muy oscuro y estrecho, lo que dificulta la inspección

La inspección de una alcantarilla de hormigón puede realizarse a veces con un crawler, que es un dispositivo de terreno remoto que captura imágenes del interior de la tubería. La zona expuesta de una alcantarilla, al igual que el escaneo de una obra de construcción, puede inspeccionarse con una solución de escaneo terrestre, como la aplicación PIX4Dcatch en un dispositivo móvil (que puede mejorarse con el rover viDoc RTK cuando está en el exterior). Sin embargo, a veces los rastreadores no pueden inspeccionar el interior de una alcantarilla porque es de difícil acceso o está bloqueada. Al equipo de Flyability se le pidió que inspeccionara esta alcantarilla porque era demasiado empinada para una oruga. Planificaron un flujo de trabajo para recoger datos de forma rápida y segura que fueran procesables, en lugar de tener que volver al lugar debido a una mala recogida de datos.

Establecimiento de un flujo de trabajo de inspección de infraestructuras con drones

Una vez que el equipo de Flyability llegó al lugar, tuvo que establecer un flujo de trabajo que garantizara la seguridad de su hardware. La alcantarilla tenía 50 metros de largo (164 pies) y, al ser todo subterráneo, necesitaban iluminación para poder ver el arroyo desde el dron. El Elios 2 tiene 10.000 lúmenes incorporados en la jaula, por lo que ilumina la zona que lo rodea. Esta iluminación es también la que ilumina la zona para las fotos que debe tomar la cámara del UAV para generar el modelo 3D para la inspección.

El primer paso fue un vuelo de reconocimiento para comprobar si había agua y obstáculos en la alcantarilla. Esto permitió al piloto hacerse una idea de cómo volar la ruta y qué peligros potenciales había para el dron. También es importante hacer esto para comprobar que la señal entre el mando y el dron era ininterrumpida.

View from the Elios 2 camera
El piloto supervisa cuidadosamente la recogida de datos para asegurarse de que la cámara está correctamente posicionada para recoger imágenes útiles

Una vez completado el vuelo de reconocimiento, el piloto continuó con el segundo paso, que consistía en volar a lo largo de la alcantarilla, tomando fotos con cuidado para asegurarse de que la jaula protectora del dron no bloqueara la vista de la cámara, ya que eso causaría trastornos en el modelo final. El dron Elios se voló con el control del piloto en lugar de un plan de vuelo automatizado debido a la naturaleza del imprevisible lugar de inspección.

Una vez recogidos los datos, el equipo procesó las imágenes en PIX4Dmapper, incluyendo la orientación y la escala para garantizar la precisión del modelo final. Completaron un modelo 3D y lo compartieron con el cliente en las 48 horas siguientes a la inspección de la alcantarilla, lo que supuso una rápida entrega de datos procesables.

El modelo 3D de PIX4Dmapper es una representación exacta del interior de la tubería de la alcantarilla - puede seguirlo en la alimentación de la cámara en vivo en el cuadro más pequeño

Uso de la fotogrametría para la topografía subterránea Gracias a su diseño único, los drones Elios se utilizan con frecuencia para acceder a lugares difíciles que los drones no protegidos tienen dificultades para alcanzar sin colisiones. Después de este proyecto de alcantarilla, Flyability completó con éxito la inspección de otra alcantarilla que medía 200 metros (800 pies).

"PIX4Dmapper nos ayudó a crear un modelo detallado de la alcantarilla que pudimos compartir rápidamente con el cliente, permitiéndole visualizar las condiciones del interior para que pudiera tomar decisiones críticas de mantenimiento". - Charles Rey, director de formación de Flyability

La fotogrametría es ya una herramienta consolidada para los lugares de difícil acceso, pero el uso de drones para la inspección es un sector en rápido crecimiento. El abanico de aplicaciones incluye la minería, la geología, como el interior de los glaciares, las obras públicas, etc.


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