Drone termografico per registrazioni aeree con la termocamera FLIR T640bx

Negli ultimi decenni la termografia è diventata un tema importante nel settore industriale e delle costruzioni. Un nuovo sviluppo in questo settore è costituito dall'ispezione termografica in volo. In combinazione con i droni, le termocamere possono essere particolarmente utili per l'ispezione di impianti fotovoltaici. I droni dotati di termocamere sono utilizzati anche per l'ispezione termografica di edifici inaccessibili o di linee elettriche, nonché per l'estinzione di incendi e per attività delle forze dell'ordine. La tecnologia è idonea anche per altre applicazioni industriali, per la ricerca e lo sviluppo, l'archeologia aerea avanzata o per l'osservazione della natura e degli animali.

Prima dell'uso dei droni, le panoramiche dei grandi impianti fotovoltaici potevano essere esaminate termograficamente solo da posizioni più elevate e da edifici che utilizzavano piattaforme aeree o treppiedi fotografici sopraelevati, il che richiedeva un notevole sforzo ed era piuttosto inflessibile. Beni Riedi della ditta svizzera emitec Messtechnik AG cercava una soluzione migliore e ha cercato un modo per usare un drone con termocamera per ispezionare impianti fotovoltaici ed edifici di grandi dimensioni.

Soluzioni di test e misura di emitec

Costituita da tre divisioni, emitec datacom (misura, registrazione, analisi, ottimizzazione, test e gestione di reti e applicazioni), emitec industrial (tecnologia di misura per EMC, HF, termografia, output, analisi dei segnali, registrazione dei dati e laboratori) e mesomatic fiberoptics (misure per fibra ottica e tecnologie di giunzione, componenti ottici, CATV), emitec offre un panorama completo di soluzioni di test. L'azienda rappresenta oltre 50 produttori di fama internazionale. Tra queste vi sono le soluzioni di termografia del leader mondiale nelle termocamere, FLIR Systems.

Dall'idea ai prototipi

Per quanto riguarda la termografia, Beni Riedi ha quindi avuto accesso a tutta la gamma di termocamere di fascia alta. "A causa delle maggiori distanze, ci siamo resi conto che dovevamo usare una termocamera di fascia alta con alte risoluzioni termiche", spiega Beni Riedi. "Le soluzioni di volo dovevano essere altrettanto affidabili". Aveva quindi bisogno di un partner competente per il drone, che ha trovato in Helipro GmbH, uno specialista nelle riprese aeree veloci e semplici. "Il nostro drone vola con motori elettronici ed ha le caratteristiche di volo di un colibrì grazie alla sua leggerezza", spiega Marc Baumann di Helipro. "In questo modo è possibile effettuare le riprese aerea da nuove angolazioni e ad un'altezza fino a 150 metri".

Downlink video HD

Il drone utilizza un downlink video HD per inviare l'immagine termica dal vivo ad uno o più monitor (ad esempio ad un monitor per il termografo e contemporaneamente ad un tablet PC per il pilota del drone). Per raggiungere questo obiettivo, la soluzione globale di Emitec e Helipro utilizza la porta HDMI della termocamera e la propria soluzione downlink HD per trasmettere video termici continui non radiometrici dell'intero volo in qualità HD, e può includere l'immagine MSX, se necessario. Ha ottime ragioni per esserne orgoglioso: "Non esiste da nessun'altra parte con questa qualità". La soluzione globale di emitec e Helipro utilizza anche una soluzione sviluppata internamente per il controllo della termocamera, che include la ripresa di un'immagine termica radiometrica durante l'esecuzione simultanea della registrazione visiva.

Servizi termografici in volo

Il primo cliente per il drone termografico sviluppato da emitec e Helipro è Rolf Rutzer della Krüger + Co. AG in Svizzera, che la utilizza come apripista tecnologico e per ampliare il suo portafoglio di servizi. Krüger + Co. AG è stata fondata originariamente come piccola impresa di ingegneria e conta oggi oltre 250 dipendenti. Si tratta di un produttore e fornitore di servizi specializzato in riscaldamento/asciugatura di edifici, danni causati dall'acqua, rilevamento di infiltrazioni, fisica degli edifici e climatizzazione, tra le altre cose. "Con il drone termografico siamo in grado di fornire ai nostri clienti servizi di ispezione per grandi edifici e impianti fotovoltaici che prima non erano possibili", spiega Rolf Rutzer. "Il drone termografico fornisce risultati preziosi per quanto riguarda la garanzia di qualità, i controlli di manutenzione e gli eventi elementari. Questo serve ad estendere la catena del valore per il consumatore con un elemento importante, aumentando nel contempo la sostenibilità ecologica ed economica".

La manutenzione non deve mai essere trascurata

Tutti gli impianti fotovoltaici di medie o grandi dimensioni devono essere ispezionati almeno una volta all'anno. In questo modo è possibile individuare eventuali moduli difettosi durante l'installazione e richiedere l’assistenza in garanzia in tempo utile. Quanto rilevato potrebbe includere difetti di fabbricazione o danni causati durante il trasporto. È inoltre importante garantire l'efficienza dell'intero sistema durante il funzionamento e sostituire i moduli difettosi. In questo modo è possibile riparare rapidamente eventuali difetti o anche danni causati dalle intemperie. Una panoramica dei possibili problemi è disponibile nella guida FLIR gratuita per l'edilizia e le energie rinnovabili: www.getflir.com/green-guidebook

Il drone è molto efficiente soprattutto se si devono ispezionare aree molto estese con molti moduli. Se ad esempio si verifica un problema in un pannello solare sul tetto di una stalla, sarebbe necessario uno sforzo eccessivo per misurare i moduli singolarmente con un misuratore. La termografia è ideale per questo caso perché i guasti nei moduli fotovoltaici di solito hanno differenze di temperatura relativamente elevate di 10–20 °K (= °C).

Termocamera di fascia alta

Per realizzare l'ispezione da una certa distanza, Beni Riedi necessita di una termocamera di altissima qualità e ad alta risoluzione. Emitec ha quindi scelto la FLIR T640bx. Il suo sensore ad alta risoluzione da 640 × 480 pixel fornisce naturalmente immagini chiare con un alto livello di dettaglio, ma ha anche una modalità autofocus continuo permanente, che è importante per ottenere uno stream video nitido dell'immagine termica, perché l'altitudine di volo del drone è in costante cambiamento. Ulteriori funzioni includono un oculare della termocamera, un GPS integrato, una bussola, grafici lineari in tempo reale, schizzo sull'immagine (termica e visiva), MPEG4, WLAN, Meterlink, Thermal Fusion, image-in-image e la funzione di miglioramento delle immagini MSX, che consente di ottenere immagini termiche di dettagli altrimenti non visibili combinando le immagini termiche e visive.

Pacchetto completo comprendente drone, termocamera, ottiche, software e formazione

Il drone termografico è fornito in un pacchetto completo che include il dispositivo di volo e la termocamera FLIR T640bx. La termocamera è dotata non solo dell’ottica standard a 25°, che di per sé offre un'eccellente visione d'insieme dall'alto. L'ottica grandangolare a 45° inclusa può essere utilizzata per ottenere un campo visivo ancora più ampio. Una volta identificate alcune aree problematiche, il drone può utilizzare l'ottica zoom a 15° per effettuare registrazioni dettagliate di punti problematici da altitudini elevate. L'ottica zoom è ottima anche per l'ispezione delle linee elettriche, perché i problemi in questo ambito sono spesso all'interno di una zona molto piccola e il dispositivo di volo deve mantenere una certa distanza.

Software e formazione sono inclusi

La soluzione globale comprende il software di analisi e una sessione di formazione di 3 giorni. Durante i primi 2 giorni, Marc Baumann di Helipro spiega la tecnologia e il controllo dei droni in teoria e in pratica in modo che l'utente possa controllare in modo sicuro il dispositivo di volo, che è un requisito importante per la copertura assicurativa del drone termografico, tra le altre cose. Il terzo giorno, Beni Riedi di emitec spiega la tecnologia della termocamera e del software agli utenti, che dovrebbero essere certificati o almeno avere una formazione sufficiente come specialisti di termografia.
Gestione e l'effetto delle condizioni meteorologiche

Naturalmente l'uso del drone ha alcune limitazioni. Il sistema non può essere utilizzato in caso di neve, pioggia o vento forte. "A proposito, il vento è svantaggioso per le ispezioni termografiche degli edifici in generale", spiega Beni Riedi, "perché raffredda la facciata e quindi ne falsa i risultati". Inoltre, dovrebbe essere possibile ruotare la termocamera con il drone solo entro un certo arco per evitare che la termocamera venga puntata direttamente verso il sole, con il rischio di danneggiare il sensore.

Helipro raccomanda un intervallo di manutenzione di 6 mesi per assicurare il corretto funzionamento del drone. Le telecamere FLIR generalmente non richiedono manutenzione. Tuttavia, Beni Riedi consiglia di farle controllare, ricalibrare e aggiornare il software presso emitec una volta all'anno.

Possibilità di utilizzo universale

Durante la progettazione del drone termografico, è stato posto l'accento sulla capacità di utilizzare la termocamera durante tutto l'anno e nel modo più flessibile possibile. Questo è possibile grazie alla sua struttura modulare: Anche se la termocamera è fissata saldamente al drone per garantire la sicurezza di impiego ed è cablata mediante una soluzione esclusiva per le funzioni di controllo e per il downlink video HD, può essere rapidamente rimossa e utilizzata come termocamera portatile. Anche le due applicazioni principali del drone (impianti fotovoltaici e termografia degli edifici) sono complementari perché gli impianti fotovoltaici di solito devono essere ispezionati durante i mesi caldi, mentre le perdite di calore nel settore edile vengono controllati principalmente durante la stagione fredda. L'investimento in questi droni termografici si ripaga rapidamente a causa della forte domanda.

Sommario

Con i droni termografici, emitec, FLIR Systems e Helipro forniscono un'efficiente tecnologia di ispezione ad alta tecnologia. I gestori di impianti fotovoltaici e i proprietari di edifici di grandi dimensioni possono trarre grande vantaggio dall'utilizzo di questi sistemi tramite fornitori di servizi specializzati. Le aziende partecipanti hanno dimostrato la loro elevata competenza in questo campo e hanno aggiunto un servizio innovativo al mercato.

Per ulteriori informazioni sulle termocamere e questa applicazione, si prega di contattare:
Termocamere: FLIR Systems GmbH, Berner Straße 81, D-60437 Frankfurt, Germania,
Telefono: 069/950090-0, Fax: -40, email: [email protected] www.flir.de
Formazione e certificazione termografica (D): www.irtraining.eu

Vendita e sviluppo di soluzioni globali, formazione termografica e certificazione (CH):
emitec Messtechnik AG, Mr. Beni Riedi, Birkenstrasse 47, CH-6343 Rotkreuz, Svizzera
Telefono: +41 (0) 41 748 60 10, Fax +41 (0) 41 748 60 11, [email protected]
www.emitec.ch

Tecnologia del drone:
Helipro GmbH, Mettlenstrasse 6, CH-8472 Seuzach, Svizzera
Telefono: +41 (0) 52 511 20 00, Fax +41 (0) 52 511 20 01, [email protected]
www.helipro.ch
Helipro Germany: Chemnitz
Telefono: +49 (0) 371 /33716980, www.hpluftaufnahmen.de

Servizi termografici, compresi il drone termografico:
Krüger + Co. AG, Winterhaldenstrasse 11, CH-9113 Degersheim, Svizzera
Telefono: +41 (0) 71 372 82 82, Fax +41 (0) 71 372 82 52, [email protected]
www.krueger.ch

Autori:
Thomas Jung, Sales Manager Distribution Central Europe, FLIR Systems GmbH, Frankfurt
Frank Liebelt, giornalista freelance, Frankfurt