Evaluación de la dinámica térmica estacional y diurna de puentes de canales de agua y carreteras utilizando termografía de vehículos aéreos no tripulados
Autores: Memduholu, Abdulkadir; Polat, Nizar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación de la dinámica térmica estacional y diurna de puentes de canales de agua y carreteras utilizando termografía de vehículos aéreos no tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Puentes
Tensiones térmicas
Termografía de UAV
Mediciones de temperatura
Respuestas térmicas específicas de materiales
Acoplamiento ambiental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los puentes son componentes críticos de la infraestructura moderna, sin embargo, su rendimiento a largo plazo a menudo se ve comprometido por las tensiones térmicas inducidas por factores ambientales y materiales. A pesar de los avances en la teledetección, caracterizar la compleja dinámica térmica de las estructuras de los puentes sigue siendo un desafío. En este estudio, investigamos el comportamiento térmico estacional y diurno de dos tipos comunes de puentes: un puente de canal de agua con superficie de piedra de pavimentación y un puente de carretera con superficie de asfalto, utilizando termografía UAV de alta resolución. Se implementó un plan de vuelo fotogramétrico pre-diseñado (que produce una distancia de muestreo en el suelo de <5 cm) para adquirir imágenes térmicas y visuales durante cuatro ventanas temporales distintas (mañana de invierno, tarde de invierno, mañana de verano y tarde de verano). La metodología involucró la generación de ortofotos térmicas a través de técnicas de estructura a partir del movimiento, la extracción de mediciones de temperatura sistemáticas (n=150 por puente) y el análisis de estas utilizando pruebas t de muestras independientes y emparejadas para cuantificar las respuestas térmicas específicas del material y los efectos de acoplamiento ambiental. Los resultados revelan que el puente de canal de agua mostró una variabilidad térmica significativamente menor (1.54-3.48 grados C) en comparación con el puente de carretera (3.27-5.66 grados C), con diferencias pronunciadas durante las mañanas de invierno (d de Cohen=2.03, p<0.001). Además, las propiedades del material modularon fuertemente la dinámica térmica, como lo evidencian los diferenciales de temperatura significativos entre las superficies de piedra de pavimentación y asfalto, mientras que las condiciones ambientales influyen aún más en el acoplamiento superficie-ambiente (r=0.961 vs. 0.975). Los resultados proporcionan métricas cuantitativas basadas en UAV para la evaluación térmica de puentes y evidencia empírica para apoyar el monitoreo temporal de puentes con materiales y condiciones ambientales variables para estudios futuros.
Descripción
Los puentes son componentes críticos de la infraestructura moderna, sin embargo, su rendimiento a largo plazo a menudo se ve comprometido por las tensiones térmicas inducidas por factores ambientales y materiales. A pesar de los avances en la teledetección, caracterizar la compleja dinámica térmica de las estructuras de los puentes sigue siendo un desafío. En este estudio, investigamos el comportamiento térmico estacional y diurno de dos tipos comunes de puentes: un puente de canal de agua con superficie de piedra de pavimentación y un puente de carretera con superficie de asfalto, utilizando termografía UAV de alta resolución. Se implementó un plan de vuelo fotogramétrico pre-diseñado (que produce una distancia de muestreo en el suelo de <5 cm) para adquirir imágenes térmicas y visuales durante cuatro ventanas temporales distintas (mañana de invierno, tarde de invierno, mañana de verano y tarde de verano). La metodología involucró la generación de ortofotos térmicas a través de técnicas de estructura a partir del movimiento, la extracción de mediciones de temperatura sistemáticas (n=150 por puente) y el análisis de estas utilizando pruebas t de muestras independientes y emparejadas para cuantificar las respuestas térmicas específicas del material y los efectos de acoplamiento ambiental. Los resultados revelan que el puente de canal de agua mostró una variabilidad térmica significativamente menor (1.54-3.48 grados C) en comparación con el puente de carretera (3.27-5.66 grados C), con diferencias pronunciadas durante las mañanas de invierno (d de Cohen=2.03, p<0.001). Además, las propiedades del material modularon fuertemente la dinámica térmica, como lo evidencian los diferenciales de temperatura significativos entre las superficies de piedra de pavimentación y asfalto, mientras que las condiciones ambientales influyen aún más en el acoplamiento superficie-ambiente (r=0.961 vs. 0.975). Los resultados proporcionan métricas cuantitativas basadas en UAV para la evaluación térmica de puentes y evidencia empírica para apoyar el monitoreo temporal de puentes con materiales y condiciones ambientales variables para estudios futuros.