Inspección por contacto: de drones que miran a drones que tocan y miden

Algunas cosas en inspección se pueden ver, y otras solo se encuentran al tacto. Las grietas y el óxido aparecen en las fotos. Pero cuántos milímetros ha perdido una chapa de acero por corrosión, si el hormigón está delaminado por dentro o si el óxido avanza bajo un recubrimiento no se puede ver desde la superficie. Estas comprobaciones son ensayos no destructivos (END), y la mayoría requieren que el sensor toque la superficie.

Hoy se usan andamios, plataformas elevadoras y acceso por cuerda solo para lograr ese contacto. La medición tarda segundos; llegar hasta allí tarda días. A eso apuntan exactamente los drones de contacto.

Lo más cercano al uso rutinario es la medición de espesores por ultrasonidos (UT). La sonda debe mantenerse perpendicular a la superficie, con fuerza constante, durante unos segundos. Empujar en vuelo estacionario hace que la superficie empuje de vuelta, así que las aeronaves usan varios trucos.

En la inspección de infraestructuras en Japón, el sondeo por percusión es esencial para encontrar hormigón delaminado. El hormigón sano suena claro; un punto hueco da un golpe sordo. Para hacerlo con dron, un martillo o un dispositivo rodante debe golpear la superficie mientras los micrófonos captan el sonido y lo separan del ruido de los rotores.

• Sobre todo investigación y ensayos: muchos prototipos y demostraciones de universidades, contratistas y fabricantes, pero todavía no un sustituto general de la inspección visual cercana y la auscultación.
• Separar el sonido: el ruido de los rotores puede solaparse con las frecuencias del golpe. La colocación del micrófono y el procesamiento de señal son clave.
• Contacto y posicionamiento: bajo tableros y bóvedas de túnel el dispositivo presiona hacia arriba, donde también entra en juego el efecto techo (principios de vuelo).
• Otros métodos: la imagen térmica puede acotar candidatos de delaminación en grandes áreas, con auscultación solo en los puntos sospechosos.

Un manipulador aéreo es un dron con un brazo robótico. La investigación apunta a tareas como colocar sensores, comprobar pernos o fijar y retirar piezas pequeñas. Mover el brazo desplaza el centro de masa y cada empuje produce una reacción, así que el control de vuelo y el control del brazo deben diseñarse juntos.

El posado permite a la aeronave aterrizar sobre la estructura como un pájaro en una rama y luego detener o reducir sus rotores. Imanes, succión o pinzas la sujetan a elementos o vigas de acero. Como ya no tiene que mantenerse en vuelo estacionario, la batería dura más y las mediciones quedan libres de vibración, útil para monitorización de larga duración o para instalar sensores.

Un dron cautivo vuela conectado por cable a una fuente de alimentación en tierra. Con energía continua puede permanecer en el aire durante horas, y los datos pueden enviarse por el cable con gran ancho de banda. Su alcance está limitado por el cable, pero el riesgo de que se escape volando es pequeño.

• Encajan bien: monitoreo de larga duración desde un punto fijo, cámaras cenitales en desastres, trabajo dentro de pozos verticales y tuberías como alcantarillas y chimeneas, y relé donde la radio es débil.
• Atención a: enganches y enredos, peso del cable y resistencia al viento, equipo de tierra y alimentación.
• Regulación: desde una enmienda de septiembre de 2021 de la ordenanza de aviación de Japón, los vuelos cautivos con una línea suficientemente resistente de 30 m o menos, con el acceso de terceros controlado, no requieren permiso ni aprobación para volar sobre zonas pobladas, de noche, más allá de la línea visual, a menos de 30 m de personas o bienes, o para soltar objetos. Consulte la regulación mundial y la guía oficial.

En espacios confinados, por muy hábil que sea el piloto, la aeronave acabará tocando algo. Así que diséñela para ser tocada: esa es la idea de la tolerancia a colisiones. La aeronave va encerrada en una jaula esférica o reticular para poder rebotar contra las paredes y seguir volando (p. ej., la serie Flyability Elios).

Estos espacios suelen combinar espacios confinados, oscuridad y deficiencia de oxígeno y gases tóxicos. No enviar a una persona dentro es la mayor ganancia de seguridad de todas.

La cuestión central en la inspección por contacto es si la medición puede aceptarse en el registro de inspección. Las inspecciones de recipientes a presión, tuberías y tanques prescriben métodos, calibración de equipos y cualificaciones del inspector (p. ej., ISO 9712 o certificaciones END nacionales). Para usarse en registros bajo códigos del sector (p. ej., API 510, 570, 653), los valores tomados con dron deben cumplir las mismas condiciones.