Tutor az iendale :

Dot t . Andrea Cucchiara

SAL Engineer ing

Presentata da:

Dot t . G iacomo Uguccioni

RILIEVO TERMOGRAFICO AEREO DA RPAS

- REMOTELY PILOTED AIRCRAFT SYSTEM -

CASI DI STUDIO DI MAPPATURA TERMICA

E ISPEZIONE DI PANNELLI FOTOVOLTAICI

MASTER IN SVILUPPO SOSTENIBILE

E GESTIONE DEI SISTEMI AMBIENTALIA.A. 2013/2014

SAL ENGINEERINGV I A L E V I T T O R I O V E N E T O , 2 - 4 1 1 2 4 M O D E N A

PRODOTTIMultirotors : ESAFLY A2500, OCTOFLY A3500

Planes: HORUS A220

Ground Control Stations e Ground Tracking System

SERVIZI

Rilievi aerofotogrammetrici

Rilievi topografici – Rilievi GPS

Monitoraggio terreni, strutture

Rilievi con sensore multispettrale

RILIEVI TERMOGRAFICI

RICERCA & SVILUPPO

FORMAZIONENormativa ENAC per RPAS, corsi di pi lotaggio

Consulenza organizzazioni

Organizzazione riconosciuta

TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO

Thermal Camera: OPTRIS PI 450Weight: 320 g - Detector: FPA 25 µm x 25 µm

Optical resolution: 382 x 288 pixels

Spectral range: 7.5 - 13 µm - Frame rate: 80 Hz

Optics:

38° x 29° FOV / f = 15 mm or

62° x 49° OV / f = 8 mm or

13° x 10° FOV / f = 41 mm

Thermal sensitivity: 0.04 k

Norma UNI 10824-1:2000Prove non distruttive - Termografia all'infrarosso

Metodo che permette di ottenere,

per mezzo di una termocamera,

la distribuzione spaziale e

l’evoluzione temporale della

radiazione infrarossa proveniente

dall’oggetto osservato, secondo

le caratteristiche e i parametri

della sensoristica

TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS

RPAS ESAFLY A2500 – SAL EngineeringStruttura in carbonio ad alta resistenza

Diametro velivolo: 100 cm; Peso massimo al decollo: 5 kg

Autonomia di volo: 20 min

Ground Control Station: controllo e mission planning

Visualizzazione in tempo reale di telemetria, quota e batteria

Sistema GPS; Sistema inerziale con Gimbal per sensore termico

Altimetro barometrico per il mantenimento della quota di volo

TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS

SU PANNELLI FOTOVOLTAICI

ATTIVITA’ STRUMENTALE DI COLLAUDOLa termografia si rivela una tecnica di indagine utile in fase

di prevenzione, in senso propedeutico ad ulteriori indagini e

verifiche visive o strumentali dell’efficienza del pannello

fotovoltaico, le quali potranno essere indirizzate alle zone

dove il danno è già stato individuato. Questo vale per

strutture e componenti elettriche dell’impianto nel suo

complesso, in fase di collaudo e in fase di monitoraggio.

INDAGINE PER IL MONITORAGGIO DEI MODULIAttraverso un’indagine termografica aerea, è possibile

individuare molto rapidamente singole celle o stringhe di

celle che presentano danni o difettosità in termini di

efficienza, perché queste risulteranno visibilmente

surriscaldate rispetto al resto del modulo (effetto HOT-SPOT).

Le celle che presentano difettosità tendono a produrre

energia termica in eccesso: si comportano di fatto come

resistenze elettriche, anziché come convertitori di energia

luminosa in energia elettrica, e la difettosità molto spesso

non è individuabile tramite le sole verifiche visive.

TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS APPLICAZIONI DI MAPPATURA TERMICA

AGRICOLTURA DI PRECISIONE

Indagini termografiche aeree sono molto utili per ottenere

dati termografici georeferenziati di terreni e coltivazioni:

- verifica dello stress idrico delle coltivazioni

- verifica dello stato dei fusti degli alberi da frutta o da legna

- distribuzione delle acque superficiali

- monitoraggio della temperatura delle piante e del suolo

PROSPEZIONE GEOFISICA

= misurazione strumentale non invasiva tramite sensori di

proprietà fisiche del suolo e del sottosuolo. È utilizzata in

campo archeologico, civile, ambientale, minerario,

forestale e geotecnico. Altre tecniche di indagine geofisica

sono la prospezione magnetometrica, il georadar, il laser

scanner, le indagini sismiche, le indagini geoelettriche.

Attraverso metodi fotogrammetrici, è possibile ricostruire il

modello tridimensionale e produrre cartografia termica.

VANTAGGI E SVILUPPI FUTURI

DELLA METODOLOGIA PROPOSTA

SISTEMA INTEGRATO DI ACQUISIZIONE DATI TERMOGRAFICI QUANTITATIVI

PROGETTATO, SPERIMENTATO E ATTUATO DA SAL ENGINEERING

I. Supporto aereo radiocontrollato, con modalità di volo automatico e riprese

stabilizzate

II. Sensoristica termografica ad alta risoluzione ottica e ad alta sensibilità termica

III. Stazione di controllo con telemetria e visualizzazione real-time dei dati

VANTAGGI• Rapidità di esecuzione del rilievo, ripetibilità

• trasportabilità della strumentazione, indagine non invasiva

• operazioni in aree difficili da raggiungere

• rilievo ottimizzato secondo le esigenze di tempo e inquadrature

• soluzione più economica ed efficace delle tradizionali modalità

• operazioni in sicurezza per persone e oggetti e in totale controllo

• visualizzazione real-time dei video termici

RICERCA&SVILUPPO• integrazione e ricerca di complementarietà alle tecniche di collaudo e monitoraggio esistenti

• redazione di reportistica tecnica di rilievo chiara, precisa, interfacciabile a operatore e cliente

• georeferenziazione di video termici e di termogrammi e inserimento dei prodotti in SR

• metodologia orientata alla possibilità di monitoraggio pluritemporale

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA

Gabriele Bitelli, Rita Bianco, Paolo Conte, Franco Coren, Emanuele Mandanici, Aspetti applicativi nell'uso della termografia aerea

per la mappatura delle dispersioni termiche in ambito urbano, Atti 16° Conferenza Nazionale ASITA, 2012

Mancini, F.; Dubbini, M.; Gattelli, M.; Stecchi, F.; Fabbri, S.; Gabbianelli, G. Using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) for High-

ResolutionReconstruction of Topography: The Structure from Motion Approach on CoastalEnvironments. Remote Sens.2013, 5,

6880-6898.

G. Acciani, G.B Simione, S. Vergura, Thermographic Analysis of Photovoltaic Panels, International Conference on Renewable

Energies and Power Quality, 2010

Jody Andreola, Manutenzione preventiva degli impianti elettrici con analisi termografiche, Univesità di Padaova - Facoltà di

Ingegneria, 2011

Henry Denio III, Henry Denio II, Aerial Solar Thermography and condition monitoring of photovoltaic systems, Inframation 2011

Proceedings, 2011

Filippo Bernasconi, Ombreggiamenti parziali e hot-spot in impianti fotovoltaici: indagine sperimentale ed analisi numerica,

Politecnico di Milano - Facoltà di Ingegneria industriale, 2013

Associazione Italiana Termografia Infrarosso: http://associazionetermografia.it/

ENAC - Ente Nazionale per l'Aviazione Civile: http://www.enac.gov.it

SAL Engineering: http://www.salengineering.it/