Esami visivi ed ispezioni di strutture in c.a. e carpenteria metallica attraverso droni

Per compiere indagini strutturali è possibile utilizzare i droni, che consentono di lavorare in maniera precisa e dettagliata. Ne esistono di vari tipi e dimensioni, sia per indagini all'interno che all'esterno delle strutture. In questo articolo la Tekne Srl enuncia in dettaglio le caratteristiche di questi droni e le loro finalità di utilizzo.

L’utilizzo del velivolo multirotore consente infatti di monitorare e controllare vari aspetti, come ad esempio il controllo  dei pannelli fotovoltaici di impianti estesi, il controllo delle strutture industriali (ciminiere, torce, serbatoi etc.) e il monitoraggio di incendi boschivi.


Esami visivi su strutture mediante l’uso dei droni

Il nostro territorio si trova quotidianamente di fronte al problema della difesa dalle calamità naturali e dagli eventi indotti dall’uomo. La presa di coscienza da parte dell’opinione pubblica e della “politica” della vulnerabilità del territorio ha spinto le istituzioni nella direzione di una maggiore e più puntuale conoscenza dei fenomeni, attraverso l’individuazione di specifici strumenti legislativi e finanziari che consentano l’intervento di know-how e tecnologie d’avanguardia.

A fronte del duplice obiettivo di fornire una tecnologia innovativa nel campo delle indagini strutturali onshore e offshore unitamente ad un servizio a costi contenuti, la Tekne Srl si è dotata di multirotori con tecnologia intelligente tale da definirli droni, totalmente autonomi con a bordo una serie di apparecchiature elettroniche opportunamente realizzate per la fornitura di servizi nei più svariati settori di applicazione.

I multirotori, sono stati progettati e sviluppati per coprire distanze controllate e relativamente brevi e per trasportare un carico di circa 6 Kg. Ovviamente la forma, le dimensioni, e gli spazi ridotti per decollo e atterraggio permettono l’utilizzo per applicazioni onshore ed offshore, come:

  • Rilievo Termografico e 3D di luoghi chiusi (es. capannoni, aree industriali, ecc.);
  • Controllo di strutture e apparecchiature industriali (ciminiere, torce, pale eoliche, piattaforme marine ecc.);
  • Indagini visive, 3D e termografiche sullo stato di degrado di zone archeologiche aventi piccole estensioni e/o difficili da raggiungere;
  • Indagini sul degrado di beni storici (chiese, teatri, ecc.); 
  • Luoghi da monitorare con molti ostacoli e che richiedono interventi da vicino;
  • Sorvolo ravvicinato di aree aventi ordigni inesplosi sotterrati.

I multi-rotore sono in grado di stazionare in hovering attorno ad un punto fisso (come un elicottero) permettendo indagini lì dove è richiesta la massima precisione e il massimo dettaglio. Sono realizzati interamente in fibra di carbonio e dotati di motori ad induzione elettromagnetica. Nella parte superiore del telaio troviamo l’alloggiamento per l’antenna GPS e, laddove installato, il paracadute.

Nella parte inferiore del telaio è montato il supporto batterie, l’elettronica di navigazione e un sistema PAN/ TILT di tipo Gimbal a 3 assi dotato di piattaforma inerziale per ottenere immagini sempre paralleli all’orizzonte, anche quando è in configurazione navigazione. Per il controllo e la navigazione a bordo è montata una opportuna centralina di controllo, in grado di gestire le varie modalità di volo come:

  • ATTI MODE: la scheda a bordo manterrà il multirotore sempre orizzontale anche in condizioni di vento. Il sistema agirà sui singoli motori mantenendo solo la quota mediante barometro;
  • GPS MODE: in questa modalità il sistema oltre a compensare il vento per mantenere il multirotore in posizione orizzontale, manterrà anche la posizione grazie al GPS;
  • INTELLIGENT ORIENTATION CONTROL:
  1. Flying direction: il multirotore manterrà sempre la direzione di navigazione;
  2. Forward direction: il multirotore andrà sempre nella direzione frontale;
  3. POI Mode: il multirotore ruoterà intorno al punto registrato con la parte fronta- le rivolta verso il punto.
  • FAIL SAFE: con questa funzione si impartisce il comando di ritorno a casa. Il sistema in automatico calcola la rotta per il ritorno al punto di decollo. Inoltre, in Fail-Safe, in caso di perdita di segnale GPS o del segnale radio RC, la scheda com- muterà automaticamente in ritorno a Casa.

Altre modalità potranno essere configurate in funzione delle esigenze. Per il controllo, la trasmissione video a terra e per l’acquisizione dei dati rilevati dai sensori nel visibile, Laser 3D, termografici o multispettrale, è possibile utilizzare la SCEV in dotazione. L’autonomia del sistema multi-rotore è dettata dal carico massimo applicabile e dalla quantità di sensori a bordo. Per tale motivo l’utilizzo del multirotore è ristretto ad applicazioni VLOS come da Normativa ENAC.

 

Struttura del sistema droni

Il sistema droni è costituito da:

  1. Velivoli multirotori per rilievi interni ed esterni;
  2. Modulo di Acquisizione Immagini e Dati GPS;
  3. Stazione di Controllo e di Elaborazione Video (SCEV).

 

  • 1) Velivoli multirotore per rilievi visivi delle strutture interne

Velivoli appartenente alla famiglia dei multi-rotori, rappresentano uno strumento di lavoro versatile per le dimensioni e per la facilità di trasporto. Grazie alla sua struttura leggera e all’elettronica di bordo è ideale per voli dove necessita lo stazionamento in aria attorno ad un punto e per indagini ravvicinate di strutture chiuse quali capriate, attacchi al mantello di serbatoi, capannoni industriali ecc.

 

Droni per esami visivi interni

IMMAGINE 1: Droni per esami visivi interni

  • 2) Velivoli multirotore per rilievi esterni

 Velivoli appartenente alla famiglia dei multi-rotori certificati ENAC, rappresentano uno strumento di lavoro versatile per le dimensioni e per la facilità di trasporto. Grazie alla sua struttura leggera e all’elettronica di bordo è ideale per voli dove necessita lo stazionamento in aria attorno ad un punto e per indagini ravvicinate di strutture in aree critiche.

 

A sinistra, droni per esami visivi esterni certificati ENAC; a destra Droni per esami visivi esterni certificati ENAC

IMMAGINE 2: A sx, droni per esami visivi esterni certificati ENAC; a dx Droni per esami visivi esterni certificati ENAC

 

[...] l'articolo continua con i dettagli dell'esame visivo, i settori di applicazione

e l'elaborazione dei dati

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 Il presente articolo fa parte degli ATTI DEL CONGRESSO NAZIONALE 2019 DELL’ASSOCIAZIONE MASTER