eBee: inspección exprés de parque eólico

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Cuando CSRS necesitó realizar un estudio previo de un terreno de 8.100 hectáreas para un futuro parque eólico en Tunica, Mississippi, recurrió a la consultora GeoAcuity, por sus 20 años de experiencia geoespacial especializada y la entrega de estudios aéreos precisos en plazos ajustados.

Al mirar por la ventana cuando se viaja por la Ruta 61 de EE.UU., se pueden ver muchos kilómetros. El terreno llano que rodea Tunica Mississippi es tan amplio como vasto; un marcado contraste con el bullicio de Memphis Tennessee, su vecino a sólo 32 km al norte.

La comunidad local, conocida sobre todo por varios casinos populares situados a lo largo del río Mississippi, está atravesando un periodo de revitalización de sus infraestructuras públicas, que incluye actualizaciones de su sistema escolar, mejoras en las carreteras y una posible ampliación del Aeropuerto Municipal de Tunica.

Estos desarrollos no son la única fuente de ingresos. En la última década, el terreno llano del condado de Tunica lo ha convertido en un semillero de proyectos de energía renovable y en uno de los primeros en construir un parque eólico a escala de servicio público en el sureste de Estados Unidos.

 

La disposición del terreno

La empresa de arquitectura e ingeniería CSRS se encargó de la consultoría general de desarrollo del proyecto del nuevo parque eólico, que abarca un terreno de unos 8.100 ha en las afueras de Tunica. La empresa, conocida por sus capacidades de ingeniería civil y topografía, aprovecharía sus prácticas de asesoramiento medioambiental para coordinarse con las distintas partes interesadas y superar los retos poco habituales en los proyectos eólicos en los Estados Unidos.

El emplazamiento propuesto para el parque eólico estaba formado por tierras agrícolas (arroz, soja y maíz) y un suelo relativamente pobre que bordeaba una zona de humedales. El CSRS tendría que identificar rápidamente las zonas de humedales para minimizar el impacto del desarrollo en el medio ambiente, y cumplir los estrictos plazos de autorización o enfrentarse a un retraso del proyecto. Estos datos también fueron útiles para la comunicación y para obtener el apoyo de los propietarios de las tierras y de los funcionarios del gobierno.

Debido al tamaño del proyecto, los drones multirrotores resultarían poco prácticos y casi tres veces más caros, si se tiene en cuenta tanto, el área de cobertura, como el plazo. Los aviones tripulados también resultarían demasiado caros. Por ello, el CSRS necesitaba un equipo de ala fija.

La empresa de consultoría geoespacial GeoAcuity es conocida por su apoyo al SIG en las declaraciones de impacto ambiental, las evaluaciones biológicas y los modelos geoespaciales complejos. La empresa, propiedad de profesionales veteranos, aporta al proyecto más de 21 años de experiencia geoespacial especializada y fue contratada para realizar un estudio previo del emplazamiento del parque eólico antes de su construcción. Al equipo se le encomendó la tarea de cartografiar las 8.100 hectáreas en una sola semana y entregar ortomosaicos de alta resolución, DSM y mapas de contorno que CSRS utilizaría para tomar importantes decisiones de diseño y recursos para la colocación de generadores y turbinas.

 

Presionados por los plazos

A principios de 2020, las restricciones de viaje empezaban a endurecerse tras el inicio de la pandemia de COVID-19. Además, los cultivos que cubrían el lugar propuesto estaban empezando a crecer y pronto ocultarían la visibilidad del terreno, lo que daría lugar a imágenes homogéneas difíciles de encajar.

«Teníamos que ir rápido, y la posibilidad de obtener 8.100 hectáreas rápidamente fue fantástica», dice Jason Knowles, doctor y director general de GeoAcuity. «Bajamos con dos drones eBee X, ambos habilitados para RTK, y simplemente los hicimos funcionar».

 

El Dr. Jason Knowles, director general de GeoAcuity, se prepara para un día de recogida de UAS RTK en Tunica, Mississippi, utilizando el senseFly eBee X.

 

En Tunica, a mediados del verano, las altas temperaturas y la humedad hacen mella en la electrónica y en el equipo de campo. Por ello, el equipo volaba desde el amanecer hasta aproximadamente las 15:00 horas, cuando hacía demasiado calor para que los ordenadores funcionaran. Para captar la mayor cantidad de terreno posible, el equipo confió en la potencia de las baterías de 90 minutos de duración de senseFly.

 

«El senseFly eBee X es un caballo de batalla y era perfecto para un trabajo de esta embergadura. La calidad de los sensores, el sistema de control en tierra (eMotion), los prolongados tiempos de vuelo y su gran precisión espacial mediante correcciones RTK son indispensables para el tipo de trabajo geoespacial que realizamos». 
Jason Knowles, director general de GeoAcuity
Flujo de trabajo optimizado

Para realizar el levantamiento de una zona tan extensa, GeoAcuity utilizó el SIG para dividir el lugar en áreas de interés alfanuméricas (como se muestra a continuación), preasignando la misión cada día sabiendo cuánto podían recoger. El equipo utilizó este archivo de proyecto para seguir su progreso.

GeoAcuity dividió el lugar en áreas de interés alfanuméricas para recopilar eficazmente todas las imágenes y cumplir con el corto plazo.

 

El mapa de recogida del proyecto también se compartió con las empresas locales de limpieza de cultivos para ayudar a la desconfiguración diaria del espacio aéreo. A partir de ahí, cargaban el archivo shape en eMotion y establecían todos los parámetros.

«Todo lo relacionado con eMotion es estupendo; el hecho de que podamos planificar múltiples misiones es genial», dijo el Dr. Knowles. «Puedo asignar misiones en vuelo y podemos tener los planes de vuelo de todo un día almacenados en un proyecto de eMotion».

El RTK activo con GCPs fue esencial para este proyecto debido a la topografía continua y plana que se voló. Una vez en el campo, el equipo configuraba la GeoBase RTK a primera hora para evitar la pérdida de tiempo en la adquisición de la señal. Una vez establecida, se conectaban al eBee, cargaban la misión y comenzaban a volar.

Incluso bajo el calor abrasador, los drones eBee X volaron sus misiones sin problemas, alcanzando su mayor duración de vuelo de ~80 minutos antes de regresar a casa. En conjunto, los eBees volaron 55 misiones con cero incidentes.

«Fue una operación realmente ágil; nos volvimos muy eficientes en el lanzamiento y la recuperación de los drones, en cuanto bajaban, cambiábamos las baterías en caliente y volvíamos a lanzarlos», dice el Dr. Knowles. «No se perdía tiempo para realizar el trabajo en la semana».

Al final de cada día, el equipo descargaba todas las imágenes, hacía copias de seguridad de los registros de vuelo y preparaba el eBee para el día siguiente. Se utilizó Pix4Dreact para coser rápidamente las imágenes cada día y asegurarse de que no había lagunas en la cobertura antes de seguir adelante. A continuación, el equipo cambiaba la simbología en su archivo de proyecto GIS para marcar el área completa y hacer un seguimiento de su progreso.

 

Puesta en práctica de los datos

Tras una semana de misión, el equipo y sus eBees con la cámara 3D S.O.D.A. recogieron unas 48.000 imágenes georreferenciadas que se procesaron en Pix4Dmapper. El tiempo de procesamiento por sí solo llevaría un tiempo, pero las imágenes de alta resolución con una precisión de hasta 5 cm merecieron la pena para los equipos de ingeniería del CSRS.

 

 

«Estos grandes conjuntos de datos son cada vez más comunes», afirma Greg Crutsinger, doctor y director de investigación aplicada de GeoAcuity. «Con Pix4Dmatic y algunas de las otras opciones de software que existen, creo que resolveremos algunas de estas grandes necesidades de procesamiento con el tiempo; se trata más bien de cómo empezar a integrar los datos de la mejor manera».

El CSRS utilizará el ortomosaico de alta resolución con una marca de tiempo previa a la construcción para los puntos de referencia que se utilizarán a lo largo del proyecto a medida que se desarrolle la obra. El equipo de ingeniería utilizará el modelo digital de superficie (DSM) y los mapas de contorno para evaluar las opciones de drenaje y localizar los puntos altos para colocar los transistores y el equipo eléctrico.

Para GeoAcuity, completar un proyecto de esta envergadura sin un dron de ala fija preciso y fiable habría sido imposible.

«Hacemos muchos trabajos con UAS en todos nuestros sectores verticales y estamos viendo una demanda cada vez mayor de imágenes y datos con UAS. El tamaño de las áreas de captura también está aumentando. El senseFly eBee X es un caballo de batalla y era perfecto para un trabajo de este tamaño. La calidad de los sensores, el sistema de control en tierra (eMotion), los prolongados tiempos de vuelo y su gran precisión espacial mediante correcciones RTK son indispensables para el tipo de trabajo geoespacial que realizamos», afirma el Dr. Knowles. «Para GeoAcuity, la capacidad de recopilar rápidamente y con precisión conjuntos de datos de alta resolución es una gran parte de lo que hacemos. Desde la consultoría ambiental hasta la respuesta a desastres, confiamos en lo mejor en UAS para ayudar a entregar la información geoespacial de la más alta calidad a nuestros clientes y el senseFly eBee X ciertamente nos ayuda a hacerlo.»

 

Autor – Ron Piskula