Drones Imágenes Térmicos vs. Imágenes Infrarrojos

Cómo distinguir entre energía reflejada y emitida para optimizar operaciones de Seguridad y Agricultura de Precisión

Si trabajas con drones en inspecciones industriales, seguridad pública o agricultura de precisión, probablemente hayas notado que los términos "dron térmico" y "dron infrarrojo" se usan a menudo como sinónimos.

Este es un error técnico común que puede costar caro.

Aunque ambas tecnologías operan en el espectro infrarrojo, su comportamiento físico es radicalmente distinto. Elegir la tecnología equivocada puede significar la diferencia entre encontrar a una persona desaparecida en la noche o perderla; o entre detectar una plaga en un cultivo a tiempo o confundirla con estrés hídrico.

La termografía capta el calor que emiten los objetos, mientras que la infrarroja capta la luz reflejada en longitudes de onda IR específicas. Si bien se encuentran cerca en el espectro, una vez en el aire, su comportamiento es muy diferente.

En este artículo, desglosamos la física detrás de los sensores, explicamos las diferencias críticas entre Termografía (LWIR) e Infrarrojo Reflejado (NIR), y ayudamos a Ingenieros y Técnicos a elegir la carga útil correcta para su misión

El Fundamento Físico: ¿Qué estamos midiendo?

Para entender la herramienta, primero debemos entender el espectro. El ojo humano ve entre los 400 y 700 nanómetros (nm). Todo lo que está "más arriba" es infrarrojo, pero aquí es donde la historia se divide en dos caminos:

1. Infrarrojo Reflejado (NIR / SWIR): Se comporta como la luz visible. Necesita una fuente (el sol o un iluminador). "Rebota" en los objetos.

2. Infrarrojo Térmico (LWIR): No es luz reflejada; es calor emitido. Todos los objetos sobre el cero absoluto irradian energía.

Desglose del Espectro para Profesionales

Banda Espectral	Rango Aprox.	¿Qué detecta?	Aplicación Principal
NIR (Infrarrojo Cercano)	0.7 – 1.4 µm	Luz Solar Reflejada	Agronomía: Índices de vigor (NDVI), clorofila.
SWIR (Onda Corta)	1.4 – 3.0 µm	Reflejada + Emitida	Seguridad/Ind: Ver a través de niebla, humedad en suelos.
LWIR (Térmico)	8 – 14 µm	Calor Emitido (Radiación)	Seguridad/Ind: Búsqueda nocturna, fallas eléctricas, fugas.

1. Drones Térmicos (LWIR): El Ojo que Ve el Calor

Ideal para: Técnicos de Seguridad, Bomberos e Ingenieros Eléctricos.

La termografía no "ve" objetos; ve diferencias de temperatura. Una cámara térmica, equipada con un microbolómetro, convierte la radiación de calor invisible en una imagen llamada termograma.

Ventajas Operativas:

• Independencia de Luz: Funciona en oscuridad absoluta (0 lux).

• Penetración: Puede ver a través de humo denso y niebla ligera.

• Contraste Biológico: Un intruso o una persona perdida brilla intensamente contra un fondo frío (bosque o terreno).

El factor crítico: La Radiometría

Para los ingenieros, no basta con ver una mancha brillante. Necesitan cámaras radiométricas. Estas almacenan un valor de temperatura exacto en cada píxel de la imagen, permitiendo diagnosticar si un transformador está simplemente "tibio" o en riesgo crítico de explosión.

2. Drones Infrarrojos (NIR): El Analista de Superficies

Ideal para: Ingenieros Agrónomos y Forestales.

A diferencia de la térmica, las cámaras NIR (comúnmente llamadas multiespectrales en agricultura) necesitan luz. Su función principal es analizar cómo la luz interactúa con la materia orgánica.

Por qué es vital para el Agrónomo:

Las plantas sanas absorben mucha luz roja y reflejan mucha luz NIR. Cuando una planta se estresa (por plagas, agua o nutrientes), deja de reflejar NIR mucho antes de que se ponga amarilla al ojo humano.

• Usos: Cálculo de NDVI, zonificación de cultivos, conteo de plantas y análisis de fenología.

Comparativa Directa: ¿Cuál elegir para su misión?

Para facilitar la decisión de compra o alquiler de equipos, utilice esta tabla de referencia rápida:

Escenario	Tecnología Recomendada	¿Por qué?
Búsqueda y Rescate Nocturno	Térmica (LWIR)	Detecta el calor corporal sin necesidad de luz.
Monitoreo de Cultivos (NDVI)	Infrarroja (NIR)	Analiza la salud de la clorofila mediante reflectancia.
Inspección de Paneles Solares	Térmica (Radiométrica)	Detecta "hotspots" (celdas quemadas) por exceso de calor.
Vigilancia Perimetral	Híbrida (Térmica + Visual)	Detecta al intruso (Térmica) e identifica quién es (Visual).
Mapeo de Humedad de Suelo	Infrarroja (SWIR)	El agua absorbe fuertemente ciertas bandas infrarrojas.

La Revolución de los Sensores Híbridos

En la actualidad, la tendencia profesional es no elegir, sino fusionar. Los drones de gama empresarial (como la serie Mavic 3 Enterprise o Matrice) incorporan cargas útiles híbridas.

El poder de la fusión:

Imagine detectar un punto caliente en un techo (fuga térmica) pero no saber exactamente en qué parte del techo está porque la imagen térmica tiene poca definición.

Un sistema híbrido superpone los bordes y texturas de la cámara visual (RGB o NIR) sobre el mapa de calor térmico. Esto ofrece al técnico de seguridad o al ingeniero el contexto necesario para tomar decisiones rápidas.

Guía de Compra: 3 Factores a Considerar

Si está por invertir en equipamiento, verifique estos tres puntos en la hoja técnica:

1. Resolución del Sensor:

   • Juguete: 160x120 px (Insuficiente para trabajo profesional).

   • Estándar: 320x256 px.

   • Pro: 640x512 px (Requerido para inspecciones eléctricas o búsqueda a gran altura).

2. Capacidad Radiométrica:

   • ¿Necesita saber si el objeto está a 40°C o 80°C? Si la respuesta es sí, necesita un sensor Radiométrico.

3. Lentes/FOV:

   • Lentes de gran angular para búsqueda en grandes áreas; teleobjetivos para inspección de líneas eléctricas a distancia segura.

Este desglose simple de los factores principales  ayudarán a seleccionar la mejor configuración para operaciones con drones térmicos, infrarrojos o híbridos.

1. Tipo de sensor

Elija si su misión requiere imágenes térmicas, infrarrojas o un sistema híbrido.

• La tecnología térmica es la mejor para detectar calor, como en búsqueda y rescate, extinción de incendios o inspecciones eléctricas.

• El infrarrojo es ideal para el análisis de superficies, como en la agricultura o en el monitoreo de materiales.

• Los sistemas híbridos combinan ambos, proporcionando datos térmicos y detalles de la superficie en un solo vuelo.

2. Resolución del sensor y la radiometría

Los sensores de mayor resolución proporcionan imágenes más nítidas y precisas.

• Un sensor térmico de 640×512 proporciona datos más claros y precisos que un sensor de 320×256.

• Los sensores radiométricos permiten la medición de temperatura a nivel de píxel, lo cual es importante para las inspecciones industriales.

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3. Carga útil y el rendimiento del dron

Asegúrese de que su dron pueda soportar el peso del sensor sin perder estabilidad ni tiempo de vuelo. Las cargas útiles con sensor dual suelen requerir:

• Mayor capacidad de elevación

• Tiempos de vuelo más largos

• Estabilización de cardán más fuerte

4. Condiciones de la misión

Piensa en el entorno en el que volarás:

• La tecnología térmica es mejor en condiciones de oscuridad, humo, niebla o poca luz.

• Los rayos infrarrojos son eficaces para el análisis de superficies durante el día.

• Equilibre siempre la resolución, el tipo de sensor y las condiciones de vuelo para obtener resultados prácticos.

Elegir la combinación correcta de dron y sensor garantiza que su misión sea eficiente, segura y proporcione los datos que necesita.

Conclusión

Comprender la diferencia entre los drones térmicos e infrarrojos le ayudará a elegir la herramienta adecuada para su trabajo.

Un dron termográfico detecta el calor emitido y es ideal para búsqueda y rescate, extinción de incendios e inspecciones industriales.

Un dron infrarrojo detecta la luz infrarroja reflejada, lo cual resulta útil para analizar superficies, vegetación y materiales. Los sistemas híbridos proporcionan información térmica y detalles de la superficie en un solo vuelo.

Al elegir un dron, comience por los objetivos de su misión. Luego, considere el tipo de sensor, la resolución, la capacidad de carga útil y el entorno en el que volará. Una configuración adecuada mejora la precisión, la eficiencia y la seguridad. Una vez que comprenda estas diferencias, elegir el mejor dron termográfico o un sistema híbrido será mucho más fácil.

DOCUMENTO TÉCNICO DE REFERENCIA

Tema: Fundamentos y Metodología de Inspección con Sensores Aerotransportados

Seminario de Tecnologías Aplicadas

Autor: Departamento de Ingeniería - QTS SRL

1. Resumen Ejecutivo

La teledetección mediante VANT (Vehículos Aéreos No Tripulados) a menudo confunde dos tecnologías dispares: la imagen Infrarroja Cercana (NIR) y la Termografía (LWIR). Este documento establece las diferencias físicas, los principios de operación y las fórmulas de corrección necesarias para transformar imágenes aéreas en datos de ingeniería confiables.

2. Fundamentos Físicos

2.1 El Espectro Invisible

La diferencia fundamental radica en el origen de la energía captada:

• Infrarrojo Cercano (NIR - 0.7 a 1.4 µm): Energía Reflejada. El sensor capta fotones del sol que rebotan en la superficie. Depende de la iluminación externa. Se utiliza para índices de vegetación (NDVI).

• Infrarrojo Térmico (LWIR - 8 a 14 µm): Energía Emitida. El sensor capta la radiación del propio objeto en función de su temperatura molecular. Funciona en oscuridad total.

2.2 Cuadro Comparativo Técnico

Variable	Sensor NIR (Multiespectral)	Sensor LWIR (Termográfico)
Principio	Óptica (Reflexión)	Termodinámica (Emisión)
Material del Sensor	Silicio (CMOS/CCD)	Óxido de Vanadio (Microbolómetro)
Dependencia de Luz	Total (Ciego de noche sin foco)	Nula (Ve 24/7)
Comportamiento Vidrio	Transparente	Opaco (Espejo térmico)
Aplicación Principal	Salud Vegetal, Mapeo 3D	Inspección Eléctrica, Fugas, SAR

3. Metodología de Inspección Termográfica

Para que una inspección sea válida, se debe trascender la imagen cualitativa y aplicar correcciones cuantitativas.

3.1 La Ley de Stefan-Boltzmann

La potencia total irradiada por unidad de superficie viene dada por:

Donde epsilon es la emisividad del material (0 a 1). Un error en la estimación de epsilon resulta en un error exponencial en la temperatura calculada.

3.2 Corrección por Carga y Viento (Líneas Eléctricas)

Un defecto eléctrico puede parecer leve si la línea tiene poca carga o hay viento. Se debe normalizar el Delta T proyectándolo al peor escenario:

3.3 Corrección por Irradiancia (Paneles Solares)

Según norma IEC 62446-3, las inspecciones fotovoltaicas requieren una irradiancia mínima de 600 W/metro cuadrado.

4. Errores Críticos a Evitar

4.1 La Regla de los 60 Grados (Emisividad Angular)

La emisividad no es constante; disminuye drásticamente si se observa el objeto de forma rasante.

• Norma: Nunca realizar mediciones con un ángulo de incidencia >60° respecto a la normal de la superficie.

• Efecto: Ángulos mayores aumentan la reflectividad, mostrando temperaturas falsamente bajas ("Falsos Negativos").

4.2 Crossover Térmico

Fenómeno que ocurre al amanecer y atardecer cuando la temperatura del objetivo se iguala con la del entorno debido a la inercia térmica.

• Consecuencia: Pérdida total de contraste (Lavado térmico).

• Recomendación: Evitar ventanas de vuelo durante los cambios rápidos de luz solar.

5. Criterios de Severidad (Estándar NETA)

Para sistemas eléctricos (Delta T sobre referencia):

• Clase 1 (1° C – 10° C): Posible deficiencia. Monitoreo.

• Clase 2 (10° C – 20° C): Deficiencia probable. Reparación programada.

• Clase 3 (> 20° C): Deficiencia crítica. Reparación inmediata.

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