Para la mayoría de los hogares, las facturas de energía son un gasto constante y costoso. Estos costos alcanzan su punto máximo durante los meses de invierno cuando llega el frío. La Administración de Información de Energía de EE. UU. pronosticó que el invierno de 2022 verá máximos de varios años en los costos de energía de los hogares debido al aumento de los precios minoristas de la energía.
Los propietarios de viviendas pueden combatir este aumento de dos formas: tomar una capa adicional 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 generar ahorros significativos a largo plazo.
El primer paso para reducir la pérdida de calor es comprender de dónde proviene. La imagen cambia según la edad de la casa y su ubicación, pero generalmente las paredes externas, las ventanas y los techos son los principales culpables. Entonces, ¿cómo puede averiguar si su edificio está filtrando innecesariamente calor y dinero al mundo?
Una iniciativa en Warren, Minnesota, ha demostrado que los drones y las inspecciones térmicas desde arriba pueden ser una gran parte de la solución.
Inspecciones térmicas de techos: la iniciativa de ahorro de energía de una ciudad
Warren es una pequeña ciudad en el norte de Minnesota. Los inviernos son muy fríos, pero los residentes tienen una ventaja significativa en términos de energía: la ciudad posee y administra todos sus servicios públicos. Esta dinámica significa que la administración local y la comunidad tienen incentivos para reducir los costos de calefacción y hacer que cada hogar y estructura sean lo más eficientes posible.
El proyecto
Con la ayuda del cercano Northland Community and Technical College, Warren lanzó una iniciativa energética en 2017. Los estudiantes del departamento aeroespacial de Northland que estudiaban sistemas aéreos no tripulados y análisis de imágenes se encargaron de mapear térmicamente toda la ciudad. La asociación es beneficiosa para todos: los estudiantes obtienen experiencia práctica en la industria emergente de drones, mientras que la ciudad obtiene datos aéreos que destacan cómo los edificios locales están perdiendo calor.
Con todos los edificios en Warren mapeados térmicamente, los residentes pueden dirigirse al ayuntamiento para obtener información sobre su pérdida de calor. “De esa manera, pueden tomar una decisión que les proporcione el mayor ahorro de energía y ahorro de costos”, dijo Shannon Mortenson, administradora de la ciudad de Warren, al Local Energy Rules Podcast.
Los escaneos térmicos resaltan la pérdida de calor y señalan áreas (generalmente techos, paredes, ventanas y puertas) que requieren un mayor aislamiento o un reemplazo completo. La intención es brindar los resultados junto con el acceso a un programa de Financiamiento Inclusivo, que permitirá a los residentes obtener un préstamo de la ciudad para realizar mejoras de eficiencia energética. El préstamo se paga gradualmente a través de la factura de servicios públicos regular y, una vez que se paga, el propietario se queda con los ahorros.
Para Mortenson, el proyecto ha sido empoderador para la ciudad y sus residentes. “En el lado de la ciudad, podemos determinar cuál es nuestra pérdida de energía en general en la comunidad y dónde ocurre esa pérdida de energía. [Nos ayudó 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 de congelación
Zackary Nicklin es el instructor de sistemas de aeronaves no tripuladas que dirige el programa UAS en Northland Community & Technical College. Él explica que una parte importante de los títulos de Small UAS de la universidad es la capacitación práctica. En 2017, surgió la oportunidad de que los estudiantes recopilaran datos térmicos para la ciudad de Warren. Poner a trabajar a Northland Fleet, que incluye una serie de aviones y sensores DJI Enterprise, incluidos los sensores térmicos Matrice 600 Pro, M210 RTK, Inspire 2 y Zenmuse XT y XTR, ha sido un mecanismo de enseñanza vital.
Como con cualquier proyecto piloto, hubo una curva de aprendizaje empinada. Para recopilar datos térmicos útiles, se anticipó que los estudiantes necesitarían volar en invierno, cuando los residentes estaban calentando activamente sus hogares y la diferencia entre las temperaturas exterior e interior era más marcada. Pero rápidamente quedó claro que había otros factores en juego. Los escaneos térmicos comenzaron en noviembre, pero las bajas temperaturas y los fuertes vientos ocasionales redujeron la eficiencia de las baterías de sus drones. Inmediatamente después de la puesta del sol, el calor residual del día necesitaba más tiempo para disiparse.
Nicklin decidió hacer los escaneos en noches tranquilas, a veces hasta las 2 am, en condiciones muy por debajo del punto de congelación. Los estudiantes siguieron volando hasta que sucedió una de dos cosas: se enfriaron demasiado o se completó la sección objetivo.
Muchos de los procesos de mapeo son familiares. Por ejemplo, el equipo trabajó en un patrón de cuadrícula, se exploró cada área antes del despegue para garantizar que se eviten los objetos altos, y los vuelos se planificaron y ejecutaron utilizando Pix4D. También hubo algunas peculiaridades como resultado de las heladas temperaturas invernales.
Vuelo en condiciones heladas
Las 2 a. m. en el fuerte frío de Minnesota es un momento en el que no escuchará a los pilotos de drones quejarse de tener que moverse para mantener VLOS.
También había que tener especial cuidado con las baterías. Los que tenían carga completa se almacenaban en una hielera para mantenerlos a temperatura controlada o se dejaban en el camión con la calefacción encendida. Los dispositivos en los que confiaba el equipo también se vieron afectados por el clima. Se pegaron almohadillas térmicas en la parte posterior de las tabletas para evitar que dejaran de responder. También era necesaria una combinación de calentadores de manos y guantes sin dedos, para poder maniobrar con delicadeza las palancas de control y tocar las pantallas sin que las manos se adormecieran. Inmediatamente después del despegue, los drones tuvieron que flotar durante unos minutos para calentar las baterías y permitir que el sensor de la cámara se ajustara a la temperatura ambiente.
La segunda fase de la iniciativa implicó que los estudiantes unieran las imágenes y las superpusieran con un mapa GIS. Al combinar fotografías de cada estructura con una firma térmica que refleja su pérdida de calor, pudieron descubrir una correlación entre la edad del edificio y la cantidad de fuga térmica.
Mapa de inspección térmica con drones en MinnesotaLos mejores drones para inspecciones térmicas de techos
Si está planeando su propia iniciativa de mapeo térmico, necesitará un dron que sea capaz, resistente, de bajo consumo y compatible con cargas útiles de infrarrojos. Recomendamos tres drones para poder hacer inspección térmica de techos:
Mavic 3T
El Mavic 3T es la solución de mapeo térmico más pequeña de DJI, con cámaras térmicas y visuales de alta resolución. Su sensor infrarrojo de 640 × 512 px se combina con el posicionamiento RTK de nivel centimétrico para misiones precisas de mapeo térmico. Este avión es rápido de desplegar, fácil de volar, liviano y ofrece un máximo de 45 minutos de tiempo de vuelo.
Mavic 3T
Matrice 30
El Matrice 30 es el equilibrio perfecto entre potencia y portabilidad. Tiene un rendimiento de cámara de nivel insignia con la resistencia a la intemperie y la adaptabilidad ambiental que espera de un Matrice, todo en una estructura de avión compacta.
Matrice 300 + H20T
El Matrice 300 RTK es la plataforma industrial insignia de DJI. Es capaz de operar en ambientes y condiciones climáticas extremas. Con 55 minutos de tiempo de vuelo, detección de obstáculos en seis direcciones y compatibilidad con las opciones de carga útil más avanzadas de DJI, este avión resistente no lo defraudará. El H20T es una carga útil multisensor que incluye una cámara con zoom de 20 MP, una cámara ancha de 12 MP, un telémetro láser de 1200 m y una cámara térmica de 640 × 512 px. Es ideal para misiones de mapeo térmico en condiciones desafiantes.
Matrice 300 RTK
Drones térmicos y un futuro más verde
La iniciativa de mapeo térmico de Warren es un ejemplo perfecto de cómo la tecnología de drones puede empoderar a las comunidades e informar las decisiones sobre eficiencia energética. Por supuesto, el proyecto se vio favorecido por tener servicios públicos propiedad de la ciudad y una universidad cercana llena de estudiantes que necesitaban experiencia en UAS. Pero eso no quiere decir que sus elementos centrales no sean repetibles para las comunidades de todo el mundo.
De hecho, se inspiró en la participación de Warren en la Asociación de Ciudades Climáticamente Inteligentes. Se realizaron misiones cartográficas similares en Arnsberg, Alemania (la ciudad asociada de Warren) y los dos compararon los resultados.
La sostenibilidad energética nunca ha sido más importante y el mapeo térmico es solo una forma en que los drones pueden apoyar los esfuerzos ambientales y sentar las bases para un futuro más verde. Para aplicaciones de drones más inspiradoras y ambientales, echa un vistazo a Cómo los drones están salvando el mundo.