ACADEMIA - idc-drone.com

17
-GANADORES PRE CONGRESO- Artículos galardonados en IDC 2020 ACADEMIA Revista Bimestral - Publicación 001 Centro de Pensamiento y Acción Drone Facility Management iSafeUAS Fotogrametría Net2fly Implementación en infraestructuras portuarias Diseño y Desarrollo de UAS para Inspecciones de Seguridad Primera plataforma de gestión de trabajos con Drones Estabilidad de taludes y análisis retrospectivo

Transcript of ACADEMIA - idc-drone.com

Page 1: ACADEMIA - idc-drone.com

-GANADORES PRE CONGRESO-

Artículos galardonados en IDC 2020 ACADEMIA

Rev

ista

Bim

estr

al -

Pub

licac

ión

001

Cen

tro

de P

ensa

mie

nto

y Acc

ión

Dro

ne

Facility Management

iSafeUAS

Fotogrametría

Net2fly

Implementación en infraestructuras portuarias

Diseño y Desarrollo de UAS para Inspecciones de Seguridad

Primera plataforma de gestión de trabajos con Drones

Estabilidad de taludes y análisis retrospectivo

Page 2: ACADEMIA - idc-drone.com

La fuerza de la unión y el trabajo colaborativo de múltiples sectores fue evidente en el Iberoamerican Drone Conference, en su primera versión en el año 2020.

El IDC Demostró ser un punto de encuentro ideal para la creación de conocimiento con la comunidad universitaria involucrada con la industria UAS/Drone.

Durante el evento académico se identificaron nuevos usos y aplicaciones basadas en la tecnología UAS/Drone, que proveen mejoras en las áreas de la inspección de obras, soluciones para la agricultura, la inspección y seguridad vial, trabajos fotogramétricos y el diseño de UAS/Drones de nueva generación aplicados a labores específicas.

Durante el evento académico, se designaron categorías específicas en las cuales se presentaron trabajos de investigación de profesionales universitarios de toda Latinoamérica.

Nota del editorLa tecnología UAS/Drone cada vez expande su presencia y utilización en diversas áreas a nivel mundial y Latinoamérica no es la excepción. El Iberoamerican Drone Conference 2020 fue el primer espacio regional para establecer conexiones y presentar la amplia gama de trabajos y aplicaciones que tiene la tecnología UAS/Drone en la vida contemporánea. En el IDC 2020 se reunieron más de cincuenta empresas expositoras, cien conferencistas con veinticuatro horas durante tres días de eventos transmitidos vía Streaming en las áreas de agricultura, infraestructura y obras públicas, ciudades inteligentes, energía, fotogrametría y educación.

Durante el IDC hubo un espacio exclusivo dedicado al conocimiento que las universidades de América Latina están generando para la industria UAS/Drone. Allí se presentaron investigaciones que aportan a la implementación de la tecnología en distintas áreas de trabajo. Debido a su alto valor de conocimiento, hemos seleccionado las investigaciones premiadas por el Comité Académico para ser publicadas en el primer número de la revista del Centro de Pensamiento y Acción Drone, de la Asociación de Profesionales de Drones (CPAD-APD).

Nuestro propósito es difundir los amplios usos que tiene la tecnología UAS/Drone en labores de impacto y beneficio para empresas y comunidades. De esta manera generamos la mayor visibilidad de la industria UAS/Drone y el reconocimiento de la implementación práctica de la tecnología. Como creadores de conocimiento, desde CPAD-APD presentamos esta revista virtual para servir a la región latinoamericana en la difusión de las mejores alternativas de la tecnología UAS/Drone para el logro de soluciones públicas y privadas de desarrollo.

Vladimir Libreros MuñozDirector CPAD

Page 3: ACADEMIA - idc-drone.com

810

1214

1620

2628

30

2422

Aspersión Aérea con UAS/Drone para la producción de quinua orgánica en el altiplano boliviano

Net2Fly

Implementación de Facility Management en infraestructuras portuarias mediante el uso de los UAV´s, fotogrametría y BIM

Aplicación de UAS y Revit para el diseño de tuberías

Estabilidad de taludes mediante fotogrametría y análisis retrospectivo

iSafeUAS: Diseño y Desarrollo de un UAS para Inspecciones de Seguridad en Sitios de Construcción

Sensado fotogénico para aplicaciones de ciudades inteligentes

Desarrollo de una aplicación de gestión de vuelo para el monitoreo de fachadas externas de edificios usando un cuadricóptero

Sistema de gestión de tráfico en Colombia

Aeroproves dominicana

Innovación, desarrollo e investigación UAS/Drone desde la academia

ContenidoAdrian Vera

Claudia Romeo

Constanza Jofré

Hamlet Reynoso

Isis Tapia

Jhonattan Martínez

Zaida Geraldo

Valentina Valanta

Mateo Barrera

Julián Sierra

Page 4: ACADEMIA - idc-drone.com

Visualice, analice, informe y administre sus activos de una manera más eficiente con herramientas potenciadas con inteligencia artificial.

Más informaciónpix4d.com/es

Optimización de inspecciones y gestión de activos de telecomunicaciones con un gemelo digital inteligente

¿Cómo optimizar inspecciones con Pix4Dscan y Pix4Dinspect?

Capture imágenes de sus activos

Procese y obtenga los modelos 3D

Inspeccione, anote y tome medidas precisas

Exporte informes automáticamente

Gestione sus activos de forma remota

1.

2.

3.

4.

5.

Pix4Dinspect

Page 5: ACADEMIA - idc-drone.com

El Iberoamerican Drone Conference 2020 demostró ser el punto de encuentro ideal para la creación de vínculos con la comunidad académica y universitaria. El Pre congreso Academia e Innovación Drone identificó nuevos usos y aplicaciones basados en la tecnología UAS/Drone y una oportunidad de interacción multisectorial para contribuir al futuro de los países de la región.

Se presentaron las investigaciones màs recientes realizadas en diferentes universidades Iberoamericanas con diversos aspectos para avanzar en la creación de nuevos estándares tecnológicos, mediante el fortalecimiento del conocimiento y la innovación UAS/Drone. Los resultados y avances presentados permiten ver el amplio uso que la tecnología permite.

Debido a la diversidad de investigaciones presentadas, se dividieron categorías específicas según el campo de intervención de las propuestas.

Innovación, desarrollo e investigación UAS/Drone desde la academia

Las categorías implementadas fueron: Hardware:Investigaciones con elementos físicos o materiales tecnológicos relacionados con UAS/Drone.

Software:Investigaciones que integrarán programas o algún tipo de soporte lógico de un sistema informático relacionado con trabajo o servicios de UAS/Drone.

Startups:Investigaciones que aplicarán emprendimiento, innovación y nuevas tecnologías. Desarrollos emergentes para negocios escalables de manera fácil y rápida, haciendo uso de tecnologías digitales UAS/Drone.

Aplicaciones Sociales:Investigaciones que destacarán su participación social o apoyo a entornos vulnerables haciendo uso de tecnologías digitales UAS/Drone.

Las mejores investigaciones fueron seleccionadas por un comité académico para ser presentadas en el IDC 2020 a todos los participantes nacionales e internacionales de nuestra comunidad. Los ganadores fueron premiados con licencias de la empresa aliada PIX4D por un valor de 30 mil dólares.

En definitiva el Pre Congreso Academia e Innovación Drone evidenció que la tecnología UAS/Drone es una herramienta de gran utilidad en diversos campos del desarrollo, como parte de la vanguardia tecnològica contemporànea que brinda nuevos conocimientos y soluciones a diversos problemas y retos.

A continuaciòn se presentan las investigaciones premiadas, así como otras investigaciones que fueron reconocidas especialmente por su aporte de conocimiento.

98

Page 6: ACADEMIA - idc-drone.com

Para la producción de quinua en el altiplano boliviano siempre ha sido importante el incremento y buen rendimiento de la producción agrícola, garantizar la cosecha, la calidad del alimento y promover, a su vez, la economía frente a las adversidades como el cambio climático.

Con este objetivo la empresa BioTop ha implementado la tecnología UAS/Drone para contribuir en el control de plagas en los cultivos, reduciendo el uso de agroquímicos que perjudican la salud del agricultor.

Para ello, la empresa creó el servicio “BioDron” el cual se centra en la fumigación aérea con UAS/Drone en donde, cabe mencionar, tuvieron que atravesar distintos desafíos experimentales como saber cuál era la dosis correcta para la fumigación, la cantidad correcta de esta, además de la cantidad de agua que pudiese soportar la aeronave, entre otras variables que se tuvieron en cuenta para la correcta aplicación.

A partir de todas las investigaciones ejecutadas, se concluyó que la mejor opción es la implementación mediante un UAS/Drone hexacóptero de 10 litros de capacidad, con baterías de Litio, antena GPS y una lanza de aspersión de aproximadamente 2 metros.

Aspersión Aérea con UAS/Drone para la producción de quinua orgánica en el altiplano boliviano

En dichos estudios y análisis se comprobó que la tecnología Drone ha logrado satisfacer las necesidades del agricultor, por ello BioTop ha diseñado diferentes metodologías para la correcta fumigación haciendo uso del UAS/Drone:

• Calibración

• Mapeo de parcela

• Aplicación de papeles Hidrosensibles

• Plan de vuelo

En donde, se hace uso de los papeles hidrosensibles para medir la eficiencia del método, ya que una vez sobrevuele el aspersor, fumigando a su vez el cultivo, este marcará en el papel la cantidad de gotas que caen por centímetro cuadrado en una hoja.

De esta forma, se ha comprobado que el Drone arroja de 20 a 25 gotas por centímetro cuadrado, siendo este un resultado efectivo a comparación con el rocío tradicional.

Entre otros beneficios de la implementación tecnológica podemos ver la reducción en el consumo de agua, dado que normalmente una hectárea necesita de 150 litros de agua, en cambio el Drone solo necesita 20 litros de agua para su correcta ejecución.

También, podemos ver cambios positivos en la reducción del consumo de tiempo, en donde se ha comprobado que un agricultor demora de 5 a 7 horas en fumigar una hectárea, por el contrario el Drone puede fumigar la misma hectárea en solo 20 minutos.

Gracias a ello podemos concluir que los UAS/Drones son una herramienta útil y eficiente para la producción de quinua orgánica en el altiplano boliviano, un caso que sin duda le abre las puertas a la implementación de la tecnología en el sector de la agricultura.

Adrian Vera

1110

Page 7: ACADEMIA - idc-drone.com

Net2FlyClaudia Romeo

Es la primera plataforma internacional Drone as a service, siendo el conector entre clientes y proveedores (pilotos de UAS/Drones), ofreciendo servicios estandarizados como:

1. Verificación de pilotos.

2. Selección rápida.

3. Seguridad de pago.

4. Cobertura en toda la operación.

Haciendo de los vuelos con aeronaves no tripuladas una implementación 100% legal.

Net2Fly define en cinco pasos el proceso de búsqueda de un operador de Drone:

1. Identificar la necesidad del cliente.

2. Encontrar al piloto y verificar uno cercano al lugar de trabajo.

3. Definir los permisos de la operación.

4. Realizar un análisis de riesgos.

5. Definir el entregable con la información procesada.

Posteriormente, advierten los pasos de comprobación en donde encontramos:

• El estudio de seguridad.

• El registro de la Aeronáutica Civil.

• El seguro de responsabilidad civil.

• Título de piloto y radiofonista.

• Escenarios permitidos.

• Pagos de seguridad social.

Sin olvidar, la realización de la reserva del espacio aéreo, la gestión de posibles incidencias y claro está, la realización del pago. Siendo todo esto un gran proceso que debe ser visto con detenimiento, es por ello que nace Net2Fly.

Como podemos ver, Net2Fly primero define las necesidades del cliente para así ofrecer diferentes servicios que respondan eficazmente a lo que buscan, desde la captura de información, el análisis de la misma, hasta un plan a ejecutar de acuerdo a lo hallado.

La empresa se caracteriza por ser una plataforma escalable brindando servicios diferenciados, como una gran base de datos con pilotos geolocalizados.

Además, cabe mencionar que el grupo de trabajo está especializado en la tecnología, logrando así, actuar de forma internacional con un gran números de trabajos entre los que se destacan labores con con empresas reconocidas como Pix4D, EifFage, FCC, OHL, AEHCOS, entre muchas otras.

De esta forma, Net2Fly busca ser el referente UAS/Drone en España, su país de origen, y seguir posicionándose en distintos países de Latinoamérica y Europa, permitiendo que está tecnología sea más efectiva y llegue a más sectores que lo necesitan.

1312

Page 8: ACADEMIA - idc-drone.com

Esta investigación propone una metodología para la creación de una herramienta de gestión de activos basada en el levantamiento del territorio a partir de fotogrametría con UAV´s, para la reconstrucción de un modelo 3D y al uso de la metodología BIM, enlazada con planillas de gestión de activos.

Primeramente, se indagó acerca de los métodos tradicionales de mantenimiento, en donde se concluyó que dichos métodos son ineficientes dado que se está ejecutando un mantenimiento correctivo, el cual ejecuta actividades de reparación que se limitan a mantener la vida útil de los elementos. En lugar de un mantenimiento preventivo, en donde las acciones de mantenimiento se realizan de forma sistematizada debido a la detección oportuna de los potenciales daños.

De esta forma, se pudo evidenciar que la integración BIM en Facility Management sería una potencial herramienta de gestión de activos la cual facilitaría el acceso a la información, obteniendo una clara

visualización de los elementos de la IP, permitiendo un uso eficiente de recursos, optimizando procesos de operación y mantenimiento y por último, reduciendo los costos.

Para la realización de dicho proyecto, en el Muelle Barón en Valparaíso, se identificaron las necesidades de las infraestructuras portuarias (IP) y sus principales defectos de mantenimiento. Para así, dar paso al desarrollo de la metodología la cual consta de seis etapas:

1. Definición de estrategia de vuelo con el Drone DIJ Phantom 4 Pro.

2. Inspección y adquisición de imágenes.

3. Procesamiento de datos: la información capturada se sube al software, obteniendo así una nube de puntos en donde se puede identificar todos los elementos.

4. Reconstrucción modelo BIM: en donde se identificó los mejores elementos para el mantenimiento.

5. Definición de acciones de mantenimiento: mediante planillas automatizadas con diferentes parámetros de referencia, calificación estructural y la definición de anomalías identificadas.

6. Creación de herramienta de gestión de activos: realizado mediante el modelo ya obtenido de las planillas automatizadas.

Una vez ejecutadas las seis etapas se realizó la integración de los software, con la extensión Dynamo a través de programación visual, creando diferentes algoritmos que permitieran transportar la información. Obteniendo así, el modelo digital en donde se puede encontrar información constantemente actualizada, además de recomendaciones de mantenimiento y la respectiva frecuencia para cada elemento.

Entonces, se puede concluir que la herramienta de gestión de activos es de gran utilidad para la inspección de la IP, la cual puede ser manejada desde las planillas automatizadas o del modelo BIM sin pérdida de información.

Implementación de Facility Management en infraestructuras portuarias mediante el uso de los UAV´s, fotogrametría y BIM

Constanza Jofré

GANADOR SOFWARE

1514

Page 9: ACADEMIA - idc-drone.com

Hoy en día, los activos de infraestructura demandan costosos y extensos procesos de construcción, mantenimiento, inspecciones y restauración, por lo que se hace necesaria una estrategia de automatización que proporcione registros, recursos confiables y duraderos con una maximización de los bienes públicos.

Dicha automatización radica en la decisión de adoptar estrategias pensadas en la digitalización con y sin reconstrucción de la realidad, teniendo en cuenta que la mayoría de los casos, la reconstrucción 3D se utiliza para proporcionar una cantidad más significativa de datos que respalda la descripción general del sitio.

Si bien, para este proyecto, el enfoque fue probar la efectividad del UAS/Drone mediante una evaluación de imágenes.

De esta forma, usando los datos capturados por el UAS/Drone se generó un Modelo Digital de Elevación (DEM) y un Modelo Digital de Terreno (DTM) para identificar las condiciones del campo y extraer las curvas de nivel, las cuales se superpusieron en el DTM apreciando el camino del terreno blando. Por otro lado, la sección transversal se extrajo tomando el software civil 3D de Pix4D, para posteriormente reconstruir el Revit con el fin de visualizar y cuantificar los requisitos de material.

Aplicación de UAS y Revit para el diseño de tuberíaS

Con todo ello, se concluye que la aplicación del flujo de trabajo UAS/Drone en BIM aumenta la productividad y la calidad del trabajo de diseño de la tubería, siendo la topografía y la reconstrucción 3D la mayor contribución a la estrategia de automatización, con resultados de una reducción general del esfuerzo de casi el 69% en todo el diseño de la tubería.

Cabe mencionar, que las secciones que solían desarrollarse a partir de la encuesta RTK, ahora se generan directamente desde una nube de puntos u ortomosaico, identificando así una disminución significativa del 96% en el esfuerzo en la adquisición de datos.

Los trabajos futuros se centran en explorar la interoperabilidad entre plataformas software y la integración de tecnologías emergentes como la inteligencia artificial y el Internet de las cosas para enriquecer la efectividad UAS/Drone en proyectos de infraestructura, técnicas de fotogrametría, sensores y viabilidad económica según el contexto aplicado.

Es importante resaltar que ya son varios los países que han aplicado estrategias de automatización en el entorno construido a través de herramientas UAS/Drone integrados en el modelado de información de construcción (BIM). Promoviendo así, la eficiencia en la creación, almacenamiento y modificación de datos en proyectos de construcción.

Dando a conocer los UAS/Drone como la herramienta que incrementa los niveles de transparencia, productividad y efectividad en los cronogramas y costos de los proyectos de gestión.

Hamlet Reynoso

1716

Page 10: ACADEMIA - idc-drone.com

VOLAR DRONESNO ES UN JUEGO..

..ES EL CAMINODEL PROGRESO.

WWW.APD.ONGAPRENDECON NOSOTROS

Page 11: ACADEMIA - idc-drone.com

Existen múltiples zonas de taludes naturales donde es común encontrar viviendas de familias vulnerables, que debido a la falta de recursos económicos no cuentan con estudios geotécnicos previos y por ende la incertidumbre en la estabilidad de dichos taludes es alta, presentando un riesgo para dichas familias.

Por ello, surge la necesidad de buscar nuevas formas para evaluar la estabilidad de taludes naturales a un menor costo respecto a estudios tradicionales, por lo que se propone un trabajo que permita solucionar la problemática geométrica de un talud mediante la utilización de fotogrametría digital aérea y el análisis retrospectivo para la determinación de parámetros de resistencia del suelo para evaluar la estabilidad del talud. Dicho flujo de trabajo concluyó que es posible determinar los parámetros de resistencia del talud mediante un análisis retrospectivo bidimensional y un levantamiento de la geometría mediante fotogrametría. Para la captura de imágenes digitales se utilizó la herramienta UAV Phantom 4 Pro, con un total de 282 fotografías capturadas procurando abarcar la totalidad del talud, generando así el modelo tridimensional del talud en el software ContextCapture. En cuanto a los modelos constitutivos del suelo se realizó un análisis estático para tener una referencia del comportamiento y sus variables, además de un análisis pseudo estático para considerar el efecto sísmico.

En el factor de seguridad medio, se aprecia que según los métodos Bishop simplificado y Sarma, el talud es estable con una probabilidad de falla menor al 50% tanto para el caso estático como pseudo estático. Sin embargo, para el método Morgenstern-Price el talud es inestable presentando un factor de seguridad medio menor a 1 y una probabilidad de falla mayor al 50%, en donde la cohesión tiende a disminuir a medida que el ángulo de fricción aumenta en todos los casos analizados. Finalmente, con estos datos se obtiene una aproximación al comportamiento del talud en cuanto a sus parámetros de resistencia y su estabilidad. De esta forma, los valores obtenidos para la cohesión y ángulo de fricción son coherentes con la teoría.

Estabilidad de taludes mediante fotogrametría y análisis retrospectivo

Se destaca la rapidez y eficiencia del proceso fotogramétrico que permitió determinar la geometría del talud sin presentar mayores riesgos o problemáticas. La utilización de una plataforma UAV presentó beneficios en cuanto a su alcance de altura y la optimización de tiempo en la adquisición de datos, entregando modelos de buena calidad y útiles para el objetivo de esta investigación.

Con el fin de mejorar el flujo de trabajo, se propone estudiar las etapas planteadas individualmente. En cuanto al análisis retrospectivo, este podría aplicarse considerando un análisis tridimensional y dinámico, y de esta manera sacar mayor provecho de los productos generados por fotogrametría, las capacidades de las herramientas tecnológicas existentes y realizar un análisis de estabilidad riguroso.

Isis Tapia

GANADOR APLICACIONES

SOCIALES

2120

Page 12: ACADEMIA - idc-drone.com

Los sistemas aéreos no tripulados (UAS) se han utilizado recientemente como una herramienta eficiente de inspección y monitoreo de seguridad en los sitios de trabajo de construcción. Sin embargo, su despliegue podría dar lugar a situaciones peligrosas como la distracción de los trabajadores o accidentes.

El iSafeUAS es un esfuerzo inicial para desarrollar y evaluar una plataforma diseñada para fines de inspección de seguridad con características personalizadas como un sensor de cámara RGB, con capacidades de zoom súper óptico y un sistema de recuperación de paracaídas, los cuales permiten adquirir datos visuales de manera segura sin necesidad de sobrevolar áreas pobladas.

Los resultados evidenciaron que el sistema de recuperación de paracaídas podría reducir la probabilidad de mortalidad en más de un 40%, y las capacidades de zoom súper óptico podrían ayudar a los gerentes de seguridad a identificar e inspeccionar mejor los posibles riesgos de seguridad. La solución propuesta ofrece a los miembros del equipo de vuelo la flexibilidad operativa al elegir una ubicación determinada en el lugar de trabajo para volar el UAS, lo que permite un mayor control y reducción del riesgo sobre la ubicación seleccionada.

iSafeUAS: Diseño y Desarrollo de un UAS para Inspecciones de Seguridad en Sitios de Construcción

De esta forma, el primer paso consistió en el diseño, desarrollo y programación del iSafeUAS, utilizando software y hardware de código abierto disponibles comercialmente, permitiendo así la personalización del UAS. Por otro lado, el diseño se basó en una plataforma aérea tipo hexacóptero de ala rotativa que es impulsado por seis motores y se caracteriza por un diseño plegable y una mayor capacidad de carga útil. Además, se utilizó el software ArduPilot® dado que permite realizar pruebas tanto en tiempo real como durante la configuración posterior al vuelo, a través del uso de las características de registro de datos, análisis y simulación para comprender y controlar mejor los efectos de los parámetros de vuelo en la misión de vuelo.

Para evaluar el rendimiento técnico se seleccionó un área libre de obstáculos, personas, interferencias de edificios y no había zonas de vuelo restringidas cercanas. Se llevaron a cabo tres pruebas de vuelo in situ para evaluar la estabilidad del iSafeUAS y su ajuste, la funcionalidad del modo de vuelo, la duración de la batería, seguidas de dos simulaciones de vuelo en interiores para evaluar el despliegue automático y manual del sistema de recuperación de paracaídas.

Se analizaron dos tipos de escenarios (1) Caída del iSafeUAS con un sistema de recuperación de paracaídas y (2) Caída del iSafeUAS sin paracaídas. Basado en los resultados obtenidos, se observó una diferencia significativa en los valores de la energía de impacto a diferentes alturas operativas del iSafeUAS entre los dos escenarios establecidos. Esta diferencia se atribuye al uso del sistema de recuperación de paracaídas, que tiende a reducir y estabilizar la velocidad independientemente de la altura operativa del iSafeUAS.

El parámetro de refugio considera la capacidad de las personas que están expuestas a la caída de la UAS, logrando refugiarse en caso de un posible impacto. Además, el uso de cascos de seguridad en los sitios de trabajo de construcción reduciría alrededor del 70% al 95% de la aceleración lineal causada por una caída de un objeto, lo que en última instancia podría reducir el riesgo de fatalidad de un UAS en caída libre.

Jhonattan Martínez

GANADOR HARDWARE

2322

Page 13: ACADEMIA - idc-drone.com

Un asunto crítico dentro del mantenimiento aeronáutico es la inspección de las estructuras que están sujetas al desgaste natural con el tiempo y uso, como las estructuras metálicas en donde pueden aparecer grietas o corrosión, mientras en estructuras en materiales compuestos se puede presentar delaminación, todo esto involucra la pérdida de propiedades mecánicas.

Existen diversos métodos de SHM aplicados a estructuras aeronáuticas como los métodos basados en vibración, en ondas guiadas, en emisiones acústicas, en diferencia de presiones, en campos electromagnéticos y en sensores de fibra óptica. Este último método basado en sensado fotónico se destaca porque presentan poco peso y pequeño tamaño, lo cual es deseable en la industria aeronáutica donde el peso juega un papel importante en la determinación de costos; operaciones; facilidad de embeberse dentro de la estructura sin afectaciones mayores e inmunidad a interferencias electromagnéticas.

Teniendo en cuenta estas ventajas, se desarrolla un sistema de SHM basado en redes de sensores de fibra óptica para estructuras aeronáuticas, usando específicamente FBGs, obteniendo la medida de la deformación de

Sensado fotogénico para aplicaciones de ciudades inteligentes

la estructura en diferentes puntos. La información recolectada puede ser procesada para detectar automáticamente daños en la estructura. Esto es posible ya que el campo de deformación en una estructura cambiante como consecuencia de la aparición de un daño. Adicionalmente, el sistema usa una WLAN de 2.4 GHz para la transmisión inalámbrica de datos, a través del sistema de mensajería ZEROMQ®, para enviar información o alertas a una estación en tierra para la toma de decisiones.

El sistema se integra a una aeronave no tripulada, llamado SMARP, usando 20 sensores FBGs embebidos en la viga principal del ala. El UAV desarrollado es de propulsión eléctrica con dos motores (uno en configuración pusher y otro en configuración tractor), está fabricado en diferentes materiales, entre los que se destaca materiales compuestos, madera y poliestireno expandido. Los sensores FBGs fueron distribuidos en cuatro líneas para obtener medidas de deformación de cargas de tensión, compresión y torsión (positiva y negativa). De esta forma, se llevan a cabo experimentos con la estructura sana y luego se inducen diferentes daños artificiales para comprobar la metodología. Los resultados muestran que el sistema es capaz de adquirir medidas de deformación de la viga principal del UAV desarrollado. Además, el sistema de transmisión de información demostró ser suficientemente robusto para enviar información de la estructura a una estación remota con un retraso corto entre la adquisición y el recibimiento en tierra.

El UAV tuvo un rendimiento adecuado en cuanto al comportamiento estable requerido para el desarrollo de las pruebas en operación con el sistema a bordo, dicho desarrollo para el monitoreo de la salud estructural basado en el sensado fotónico es una solución adecuada que puede ser implementada en aeronaves por su bajo peso y tamaño, su inmunidad a interferencia electromagnética y su alta sensibilidad. Su implementación permitirá una reducción de los costos asociados al mantenimiento, aumentará la confiabilidad y seguridad de las aeronaves por la reducción de la probabilidad de una falla y evitará el error humano al realizar evaluaciones y diagnósticos de forma automatizada y de forma contin

Julián Sierra

2524

Page 14: ACADEMIA - idc-drone.com

La presente investigación analiza la detección de fallas producto del deterioro en la fachada de edificios ocasionado por el paso del tiempo o alteraciones debidas a fuerzas de la naturaleza, logrando desplegar de manera oportuna un proceso de reparación y rehabilitación de la edificación, garantizando así un estado óptimo en aspectos vitales como la seguridad e integridad.

Al dar inicio a la ejecución del proyecto se analizó la infraestructura completa de la fachada en donde se evidenció zonas de difícil acceso para el monitoreo oportuno, por ello se implementó un UAS/Drone.

Seguido de ello, se desarrolló una aplicación de gestión de vuelo para el monitoreo de fachadas externas, en donde se determinó usar el framework ROS DJI SDK, orientado a la creación de este tipo de aplicaciones mediante librerías y herramientas que involucran directamente a los UAS/Drone.

Además, se implementó el hardware y el desarrollo de software Onboard SDK de DIJ con la intención de tener el respaldo y seguridad de una marca líder en la industria Drone.

Desarrollo de una aplicación de gestión de vuelo para el monitoreo de fachadas externas de edificios usando un cuadricóptero

Cabe mencionar, que el aplicativo cuenta con la integración nativa de una cámara estereoscópica ZED SDK, con dos sensores, lo cual conlleva a buenos resultados al tener detección de profundidad y seguimiento de trayectoria del vuelo. Por último, todo la información capturada estará en una tarjeta de desarrollo Nvidia, la cual se escogió para el desarrollo del proyecto, dado su tamaño y versatilidad, además del soporte que permite incluir información, haciendo de esta herramienta versátil que se acomoda a las necesidades del evaluador.

La investigación se desarrolló en cuatro etapas, comenzando por la planificación de la misión en donde se define la trayectoria al Drone (recepción de coordenadas e información del sensor), las cuales serán interpretadas por el aplicativo para establecer la misión de vuelo.

El cual obtuvo las imágenes de manera segura, prosiguiendo al procesamiento para obtener finalmente el mosaico por medio de la extracción de características y generación de correspondencias (unión de las imágenes; rotación y traslación). De esta forma, se logró analizar las imágenes con buena resolución evidenciando el estado actual de la fachada, para así finalmente generar el informe de resultados de la misión y procesamiento.

Cabe mencionar que en otro punto de la investigación se cambió la cámara nativa ZED por una cámara termográfica Flir Duo, en donde se generó de igual manera el mosaico de imágenes. Por otro lado, la información de posición se pudo traspolar, obteniendo la información térmica en la imagen permitiendo contrastar la información del mosaico con las capturas térmicas en zonas de interés.

El aplicativo, además, permite en su base de datos analizar todo lo que es el resultado de las misiones, accediendo a toda la información de misiones previas, visualizando los resultados de ejecución y procesamiento, para así generar y exportar un informe detallado de la misión desarrollada.

Mateo Barrera

2726

Page 15: ACADEMIA - idc-drone.com

Dentro de la industria existe la necesidad de una gestión eficaz del espectro radioeléctrico, de modo que los usuarios dispongan de los canales de comunicación necesarios para controlar de forma remota estas aeronaves, intercambiar datos captados por sus sensores y, en un futuro, la coordinación con los sistemas de gestión de tráfico aéreo actuales. Debido a lo anterior, nace la necesidad de establecer una serie de parámetros, los cuales deben cumplir los pilotos para poder utilizar los drones sin riesgo de colisión por la falta de coordinación con los servicios de tránsito aéreo.

El sistema UTM se concentra principalmente en entornos urbanos y rurales, orientado a la gestión de vuelos a baja distancia por debajo de los 120 o 150 m sobre el terreno en función del país basándose en la gestión centralizada de los planes de vuelo. Implementar UTM de Drones en Colombia permite a las autoridades locales y pilotos monitorear el tráfico en su área de influencia y administrar las áreas del espacio aéreo que se les confían.

Antes de realizar el vuelo, el piloto deberá llevar a cabo un registro electrónico, una vez hecho esto, se enviará el plan de vuelo que pretende ejecutar al sistema de gestión de tráfico de drones. Esto permitirá que la autoridad aeronáutica de Colombia se coordine, activando las restricciones que considere en tiempo real. Durante el vuelo, la aeronave será monitoreada por la unidad de gestión de tráfico para verificar el cumplimiento del plan de vuelo y brindar a los pilotos información sobre aspectos no

Sistema de gestión de tráfico en Colombia

planificados que pueden interferir con las operaciones. Después del vuelo, el sistema almacenará toda la información relevante, que podrá ser enviada al piloto en el futuro para mejorar su funcionamiento.

Este diseño proporciona una visualización claramente estructurada de la situación del tráfico aéreo, integrando los datos de vigilancia y de vuelo. Los datos de posición se reciben del rastreador y se muestran en la ventana principal y en la secundaria del radar. Los planes de vuelo se reciben del Sistema de Procesamiento de Datos de Vuelo (FDPS) y se muestran como tiras electrónicas totalmente personalizables y se comparan automáticamente los planes de vuelo con las pistas.

Los servicios fundacionales serán la base del sistema UTM y estarán integrados por los servicios de registro electrónico, identificación electrónica y geofencing. Los servicios iniciales brindarán soporte para la gestión de las operaciones de drones, como la planificación, aprobación y monitoreo de vuelos, brindando información con soporte para los servicios más complejos desarrollados en áreas de mucho tráfico, administrando la capacidad del espacio aéreo. Y por último, los servicios completos requerirán un alto grado de automatización, conectividad y digitalización de la propia plataforma y del sistema UTM para lograr la plena integración de los drones en el espacio aéreo.

Para lograr la plena aceptación y desarrollo del sector en la más amplia gama, se deben diseñar e implementar estrategias necesarias para su completa integración con el Sistema del Transporte Aéreo. Cabe resaltar la participación en la definición del futuro marco regulatorio de los servicios y procedimientos UTM, la integración UAS y la aviación tradicional en el espacio aéreo, y así cumplir con los más altos estándares de seguridad del sector aeronáutico colombiano lo cual es de suma importancia para la seguridad e integridad de los colombianos.

Valentina Valanta

2928

Page 16: ACADEMIA - idc-drone.com

Aeroproves dominicana es una organización especializada en brindar apoyo a empresas extranjeras de Investigación y Desarrollo (I+D) e intercambio de Tecnología en la industria aeronáutica, orientadas principalmente al segmento de Sistemas Aéreos Pilotados de Forma Remota (RPAS) y vehículos autónomos.

La organización surge de la necesidad que existe en Latinoamérica de tener un área dedicada especialmente para el desarrollo de nuevos conceptos de vehículos autónomos. Para ello, cuentan con la autorización por parte del Instituto Dominicano de Aviación Civil (IDAC) operando desde 2018 con La Zona de Vuelo Especial, que es un nuevo producto aeronáutico creado para la comunidad aeronáutica internacional especializada en el desarrollo de UAS, que requieran un espacio para realizar sus operaciones de vuelos de prueba en un ambiente con excelente clima y disponibilidad de vuelo superior a los 350 días al año.

Aeroproves dominicana

Además, la empresa ofrece un acompañamiento a los clientes desarrolladores en todo el proceso, colaborandoles con toda la logística necesaria para la estadía, instalación y pruebas en la zona de vuelo.

Por otro lado, la empresa también ofrece servicios como:

Gestiones ante ente IDAC:

• Solicitud de Permisos de Vuelo Especial para Drones

• Vuelos nocturnos, autónomos, con alturas especiales, de equipos pesados, con carga o dimensiones mayores.

• Vuelos de RPAS de enjambre o formación

Servicios Especiales:

• Gestión Aduanal para la entrada y salida de los equipos de prueba a ser utilizados en el país.

• Gestión de servicio de alojamiento y traslado del personal.

• Adquisición de pólizas de seguro.

• Renta de Vehículos de traslado de personal.

• Servicios Legales e Impositivos.

• Alquiler de Aeronave Perseguidora.

• Subcontratación y/o pre selección de personal técnico certificado (Pilotos, Ingenieros, Técnicos de Mantenimiento de Aeronaves, Despachadores de Vuelo, Etc.) para fines de contratación.

Es importante mencionar que Aeroproves está compuesta por socios locales y extranjeros de vasta experiencia en la industria de la tecnología, el comercio exterior, aeronáutica y seguridad de la aviación.

Zaida Geraldo

GANADOR STARUPS

3130

Page 17: ACADEMIA - idc-drone.com

www.idc-drone.com