Com o desenvolvimento e popularização de novas tecnologias associadas a drones, esses equipamentos se tornaram ferramentas essenciais para a gestão de projetos ligados a uma imensa variedade de setores da economia mundial.

Embora estejam normalmente associados às filmagens aéreas realizadas com sensores que operam apenas no espectro do visível, drones possuem muitas possibilidades de aplicações quando utilizam outros tipos de sensores, como é o caso de câmeras térmicas e multiespectrais.

Profissionais ligados à agricultura de precisão já fazem uso recorrente de drones embarcados com câmeras térmicas para diagnosticar lavouras e gerar resultados capazes de orientar a implementação de medidas agronômicas responsáveis pelo aumento contínuo da produção de alimentos.

Muitas outras aplicações comerciais para câmeras térmicas têm surgido conforme a acessibilidade e qualidade dessa tecnologia cresce. Profissionais de segurança, energia, construção civil e mineração vêm se beneficiando de resultados obtidos por meio de levantamentos aéreos realizados com câmeras térmicas.

Para quem não sabe muito bem o que são câmeras térmicas para drones, a GeoSense criou este post para expor conceitos fundamentais acerca do que são e quais as principais aplicações dessa tecnologia para fins comerciais, acadêmicos e industriais.

O Que São Câmeras Térmicas?

Para que você entenda o que são e como funcionam os principais tipos de câmeras térmicas utilizadas em drones, é necessário que você entenda primeiro princípios básicos acerca do espectro eletromagnético e sua interação com objetos na superfície terrestre.

Ondas eletromagnéticas são ondas que se resultam de oscilações constantes entre campos magnéticos e campos elétricos. A luz visível, o raio X, as ondas de rádio, a radiação ultravioleta e o infravermelho são exemplos de ondas eletromagnéticas.

As ondas eletromagnéticas podem ser melhor compreendidas quando dividimos o seu espectro de ação entre diferentes comprimentos de onda e frequências. Essa divisão é o que chamamos de espectro eletromagnético.

Abaixo, você pode conferir as principais categorias do espectro eletromagnético e sua aplicação para usuários de drones e profissionais de sensoriamento remoto.

• Ondas de Rádio: esta categoria compreende ondas eletromagnéticas que possuem comprimentos de onda maiores que 1 mm e frequências menores que 3 GHz. É por meio de ondas de rádio que o drone se comunica com o controle remoto, esse tipo de onda também é utilizado por sistemas de GPS e GNSS para comunicação.
  
  

• Espectro Visível: esta categoria consiste na luz visível e possui comprimentos de onda variando entre 700 nm e 400 nm. Os modelos de drones mais populares do mercado possuem sensores capazes de capturar imagens e vídeos de alta resolução apenas no espectro do visível.
  
  
• Ultravioleta: a radiação ultravioleta possui comprimentos de onda que variam entre 400 nm e 1 nm. Alguns modelos de drones possuem filtros que adicionam uma camada física de proteção às lentes da câmera contra a radiação ultravioleta, melhorando sensivelmente a qualidade de imagens e vídeos realizados em ambientes de alta altitude ou próximos ao mar.
  
  
• Raios X e Raios Gama: essas categorias possuem comprimentos de onda menores que 1 nm. Esses formatos de ondas eletromagnéticas não possuem aplicações para usuários de drones, entretanto, são largamente utilizados por satélites vinculados à estudos astronômicos.
  
  

Drones normalmente são operados com câmeras embarcadas que são capazes de capturar apenas o espectro visível e isso é suficiente para um grande número de aplicações técnicas, como é o caso de Levantamentos Topográficos e a criação de Ortomosaicos e Modelos 3D da Realidade.

Porém, com o avanço tecnológico e com uma disponibilidade crescente de câmeras térmicas e multiespectrais no mercado de drones, muitas novas aplicações de aeronaves não tripuladas vêm se popularizando gradativamente.

Câmeras térmicas são capazes de capturar comprimentos de onda que se manifestam no Espectro do Infravermelho e transformá-los em uma escala de cores ligada ao Espectro do Visível (RGB), gerando imagens e vídeos com renderização adequada à visão humana.

Temperaturas baixas são normalmente representadas pela cor azul ou preta e temperaturas altas pelas cores vermelha, laranja e amarela. Entretanto, a escala de cores utilizada pode variar sensivelmente entre diferentes modelos de câmeras termais, além de poderem ser ajustadas de acordo com a preferência e necessidade do usuário.

Na imagem abaixo, você pode conferir como câmeras térmicas renderizam a radiação infravermelha, invisível aos olhos humanos, transformando-a em uma escala de cores que facilita a identificação da temperatura de alvos e objetos na superfície terrestre.

Agora que você já sabe o que são câmeras térmicas para drones, falaremos sobre as principais aplicações de levantamentos aéreos realizados com essa tecnologia e como ela vem ajudando profissionais em todo o mundo a resolver problemas de ordem prática.

Quais São as Principais Aplicações de Drones Com Câmeras Térmicas?

Com o advento de modelos de drones comerciais, portáteis e cada vez mais acessíveis a uma grande parcela da população, o uso de câmeras térmicas embarcadas em drones tem se tornado uma realidade comum para diversos profissionais que trabalham diretamente com Mapeamento Aéreo Com Drones.

Além de desenvolverem modelos de drones mais eficientes e tecnológicos, empresas produtoras de drones vêm trabalhando constantemente no aperfeiçoamento de sensores térmicos capazes de atender as necessidades industriais do mercado.

Com sensores de calor cada vez mais tecnológicos e acessíveis, muitos usos para esses equipamentos vêm surgindo em diferentes áreas do conhecimento.

Para ajudá-lo a entender como essa tecnologia tem ajudado profissionais ao redor do mundo, listaremos abaixo, as principais aplicações de drones com câmeras térmicas para alguns segmentos da economia.

Segurança Pública e Privada

Sendo extremamente eficientes em identificar a presença e movimentação de pessoas, câmeras térmicas já se tornaram fundamentais para garantir a segurança de propriedades de interesse público e privado.

A possibilidade de identificar calor sendo emitido por corpos humanos possui muitas aplicações para a indústria de segurança e privacidade. Por esse motivo, sensores de calor já são largamente empregados para fortalecer e orientar medidas de segurança preventiva em ambientes domiciliares, governamentais, industriais e comerciais.

Setores de segurança pública têm usufruído de câmeras térmicas embarcadas em drones para identificar fugitivos em ambientes de difícil acesso e para socorrer pessoas em situações de risco. Além disso, câmeras termais acopladas em drones são poderosas ferramentas para a prevenção e controle de incêndios de qualquer natureza.

Se antes, grandes grupos de busca deveriam se arriscar em matas fechadas e ambientes de difícil acesso, agora, drones acoplados com câmeras térmicas realizam a varredura completa de determinada área de interesse, garantindo a segurança dos profissionais envolvidos e gerando resultados confiáveis em tempo real.

Agricultura de Precisão e Pecuária

Muitas aplicações de aeronaves não tripuladas vêm se popularizando no setor da agricultura de precisão e esses equipamentos podem ser utilizados desde o pré-plantio até a colheita para cumprir uma variedade de funções específicas, como a aplicação localizada de fertilizantes e defensivos agrícolas e a análise fitossanitária de uma lavoura.

Muitas variáveis de interesse agronômico podem ser estipuladas e monitoradas por meio da temperatura do solo e das plantas de uma lavoura, por esse motivo, câmeras térmicas são de interesse especial em estudos que se relacionam com o monitoramento da vegetação e do solo ao longo do tempo.

Índices como o NDVI, que relacionam matematicamente a resposta espectral de plantas ao Infravermelho e ao Espectro do Visível (RGB), são amplamente difundidos no meio agrário para monitorar lavouras e plantios de qualquer natureza.

O NDVI é utilizado para identificar plantas doentes e invasoras, presença de estresse hídrico e nutricional, monitorar a ação de pragas e doenças, orientar a adubação e a irrigação, entre outros usos e aplicações de interesse à gestão de empreendimentos agronômicos.

Além disso, pecuaristas já utilizam de drones com câmeras termais para monitorar pastagens, controlar o pastejo e localizar animais que eventualmente se perdem ou fogem do rebanho.

Existem ainda muitas outras aplicações de drones para a agricultura e a pecuária e essas áreas têm se tornando ainda mais dependentes do mapeamento aéreo com câmeras termais conforme a acessibilidade à essa tecnologia cresce em todo o mundo.

Monitoramento de Painéis Solares e Instalações Elétricas

Câmeras térmicas são capazes de identificar pontos de calor excessivo, peças defeituosas e monitorar conexões elétricas, podendo ser utilizadas em estudos que envolvem a inspeção da infraestrutura de instalações elétricas robustas como antenas, painéis solares, transformadores e linhas de transmissão.

Drones com câmeras termais minimizam o risco de inspetores e engenheiros, que podem trabalhar em menor número e a uma distância segura de situações de risco, usufruindo de resultados incríveis que representam fielmente a estrutura de determinada instalação elétrica.

A inspeção de células solares tem se mostrado altamente dependente do uso de drones e sensores de calor. Levantamentos realizados com esses equipamentos são capazes de cobrir grandes áreas de painéis solares em espaços de tempo relativamente curtos e obter resultados precisos acerca da infraestrutura dessas instalações em intervalos frequentes.

Engenharia Civil e Infraestrutura

Drones possuem muitas aplicações para a engenharia civil e para a arquitetura e já são ferramentas populares utilizadas em diversas etapas de uma construção, principalmente, para criar Plantas Topográficas e Modelos 3D da Realidade.

Câmeras térmicas acopladas a drones podem ser utilizadas em estudos de infraestrutura de construções de qualquer natureza. Ao inspecionar a área externa e o telhado de edifícios por meio de levantamentos aéreos com câmeras termais, é possível identificar falhas na infraestrutura de energia precocemente, prevenindo acidentes e gerando uma economia significativa em manutenção de redes elétricas.

Além disso, drones podem ser utilizados para cobrir grandes áreas rapidamente e monitorar estruturas muito maiores que um edifício, como pontes terrestres e aquáticas, ferrovias, viadutos e dutos de transporte de gás.

A análise térmica da infraestrutura de dutos de transporte de gás permite identificar instantaneamente possíveis vazamentos de gás. Nesses estudos, utilizam-se drones de asa fixa acoplados com sensores térmicos específicos, que utilizam da resposta espectral no infravermelho para identificar gases e prevenir acidentes de grande porte.

Biologia e Comportamento Animal

Não é raro encontrar documentários e programas de televisão, nos quais, biólogos utilizam câmeras térmicas para monitorar a atividade noturna de animais selvagens e gerar filmagens profissionais por meio do monitoramento de radiação infravermelha.

Câmeras térmicas já são utilizadas há um bom tempo para orientar pesquisas que envolvem o comportamento animal e muitas aplicações de drones para a biologia e conservação de recursos naturais têm surgido conforme a acessibilidade de câmeras térmicas cresce gradativamente.

Ao utilizar drones embarcados com câmeras termais, especialistas são capazes de cobrir extensas áreas naturais, realizar gravações noturnas, identificar a presença de animais de grande porte, contabilizá-los e monitorá-los a uma distância segura e minimamente evasiva.

Esses estudos podem ajudar profissionais ao redor do mundo a entender com maior clareza aspectos ligados ao comportamento animal em habitats naturais, orientando a criação e implementação de medidas efetivas para a conservação de áreas naturais protegidas.

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