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CHRISTOPHER MACIAS SOMELLERA2015DRONES Y SUS APLICACIONES NO BELICAS

BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA

Introducción………………………………………………………………………2

¿Qué son los drones?...............................................................................3

a) Definición…………………………………………………………3b) Partes que lo componen

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Usos civiles……………………………………………………………………5

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Introducción

En los últimos tiempos los denominados vehículos aéreos no tripulados (DRONES) han dado de que hablar ya que han revolucionado diferentes áreas en la cuales sus usos son aplicados facilitándonos el trabajo.

Estas nuevas formas de efectuar vuelos está generando polémica entre los organismos públicos y privados ya que se busca la manera de regular su eso en las diferentes áreas para poder lograr un beneficio en general al igual que poder erradicar los malos usos que se le puedan dar a estos.

El uso de los drones no es nuevo, pues ya en 1917, hace casi un siglo, el ingeniero inglés Archivald Low (1888 - 1956) demostró ser capaz de controlar un pequeño y novedoso prototipo de biplano guiado por radio, cuando menos al punto de hacerlo emprender el vuelo. Sin embargo, las averías del motor de explosión utilizado en aquel entonces, con las consiguientes caídas de los prototipos, hizo que la real Fuerza Aérea británica perdiera interés en el tema, a pesar del innegable éxito desde el punto de vista de control automático o electrónico

Posteriormente, en la década de los años 60, durante la Guerra del Vietnam, se utilizaron por el ejército estadounidense vehículos controlados por radio para volar, repetidamente y en trayectorias circulares definidas previamente, sobre el campo enemigo captando imágenes. Hoy en día, los drones se pueden considerar como robots no antropomorfos con una inmensa autonomía de vuelo y una gran gama de posibilidades de aplicación.

Actualmente, y los drones ya no son un privilegio solo para ser usados en la guerra tanto en actividades defensivas como ofensivas, estos equipos ofrecen amplias posibilidades de aplicación a sectores de investigación , culturales, científicos, productivos como inspecciones de infraestructuras, investigación atmosférica, levantamientos topográficos, filmación de películas y fotografía deportiva, cultivos de precisión, control de caza, localización de bancos de pesca, mantenimiento de parque eólicos e infraestructuras energéticas, control medioambiental, gestión de riegos y desastres naturales, exploración geológico-minera, etc.

Todo esto nos permite ver la importancia que en la actualidad se le pone a estas nuevas tecnologías y el avance que ha generado toda esta investigación para poder mejorar la calidad en los diversos sectores.

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¿Qué son los drones?

a) Definición

Un dron es un vehículo capaz de volar y de ser comandado a distancia, sin que se requiera de la participación de un piloto. Existen drones de todos los tamaños y orientados a finalidades distintas, sobre todo en los últimos años. No obstante, es importante señalar que artefactos de este tipo existen desde hace bastante tiempo, aunque por supuesto nunca fue tan barato fabricarlos, ni tampoco poseían la gran cantidad de características que poseen en la  actualidad.

“Obviamente que un dispositivo de estas características sorprendería a cualquiera que alzase su cabeza y lo viera sobrevolando la ciudad a la entrega de un paquete o realizando tareas de vigilancia, todo un digno espectáculo de ciencia ficción, que no es para nada ficción.”

Desarrollados y puestos en servicio hace unos muy pocos años, los drones pueden ser usados en infinidad de tareas que el humano no puede o no quiere realizar, o simplemente son demasiado peligrosas como la exploración o la limpieza de residuos tóxicos, y como no podía ser de otro modo, para fines bélicos.

b) partes que lo componen

Marco (o frames): Es el esqueleto del multirotor, es la estructura que le da la forma y en donde todas las otras partes se instalan y aseguran. Como se observa existen diferentes diseños y materiales.

Motores, Hélices y ESCs: Son los componentes fundamentales para mantener al multirotor en el aire. Los ESC (Electronic Speed Control) o Controladores de Velocidad Electrónicos regulan la potencia eléctrica para lograr controlar el giro de los motores con agilidad y eficiencia. Este giro está conectado a las hélices cuya rotación a alta velocidad genera la sustentación del multirotor.

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Controlador de Vuelo: Este componente es el cerebro de la máquina. Éste sensa y controla todo lo que sucede con el multirotor, y es a donde prácticamente todos los componentes van conectados.

Radio Receptor: Es el responsable de recibir la señal de radio enviada desde el Control Remoto, el cual ha interpretado el movimiento realizado por el usuario y lo ha transformado en onda radial. La señal de radio es recibida por el Radio Receptor del multirotor y transformada en datos que se envían al Controlador de Vuelo para que ejecute la instrucción, normalmente con cambios coordinados en la velocidad de los motores (cuando se trate de

una instrucción de movimiento).

Baterías: Proporcionan la energía necesaria para hacer funcionar el equipo. Son  componentes muy pesados por lo que es esencial que  sean capaces de tener una buena relación peso/capacidad para maximizar la autonomía de vuelo del mutirotor. Las más utilizadas son las baterías Li-Po (polímero de litio) debido a su densidad de energía, su bajo peso y su alta tasa de descarga que es ideal para maniobras ágiles como las de un multirotor.

GPS y Brújula: Componentes que conectados al Controlador de Vuelo le permiten a éste conocer la ubicación, altitud y velocidad exactas del multirotor.

Cámara y Estabilizador: En la estructura del multirotor se puede acoplar una cámara para aprovechar el vuelo y capturar fotos o videos desde el aire. Normalmente se utiliza un estabilizador o Gimbal para evitar que los movimientos propios del vuelo del multirotor afecten las tomas. 

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USOS CIVILES

Como hemos mencionado el uso de esta tecnología ya no está solo al alcance de unos cuantos, al paso de estos años se ha dejado a un lado el uso en acciones bélicas y se ha logrado un gran avance en aplicaciones beneficiosas para ayudar al ser humano a hacer actividades las cuales ponen nuestra vida en riesgo o para poder ayudarnos a facilitar un trabajo.

Aquí las tareas que hasta el momento fueron probadas con drones:

En Eventos

Los vimos en el último mundial de fútbol en Brasil sobrevolando la cancha, mostrando desde arriba el juego con los mejores ángulos, como ninguna otra cámara podía. Recitales, desfiles de moda y hasta protestas, son captados por estos mini helicóptero que como ventaja pueden volar más bajo y más cerca de la gente que un helicóptero real y tiene muchas más posibilidades de maniobra que un brazo de grúa. Los drones abren toda una nueva gama de posibilidades al periodismo fotográfico y a los cineastas.

Logística

Esto parece realmente de ciencia ficción: En Rusia e Israel los drones ya se encuentran haciendo envíos de pizza. En china, la empresa de correo SF Express hace envíos a través de los pequeños helicópteros. Estados Unidos, esta vez se quedó atrás en la tendencia ya que Amazon, una de las empresas más grandes de comercio electrónico del país, lanzó un video promocionando el envío de productos en 30 minutos gracias a un drone. Sin embargo, desde la misma compañía señalaron que esto no va a ser posible por lo menos, por los próximos 5 años ya que la legislación actual no lo permite.

En situaciones de emergencia

Los drones se destacan por su efectividad en situaciones límites, especialmente en áreas que quedaron aisladas o de difícil acceso. Se demostró la importancia de su uso por ejemplo, en zonas que fueron azotadas por desastres naturales. Su velocidad de vuelo permite recorrer áreas enormes en muy poco tiempo. Permitiendo llevar la ayuda necesaria, traslado de bancos de sangre o en una fase previa para evaluar la ayuda necesaria en la zona o la forma de arribo al lugar.

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Búsqueda de personas

La posibilidad de volar a poca altura junto con una cámara de alta calidad que transmite en tiempo real, permite el reconocimiento inmediato de personas perdidas en bosques o montañas, por ejemplo. En España se desarrolló, LifeSeeker, un sistema integrado con los drones que permite a éstos conectar con teléfonos móviles que quedaron sin señal e informar de su posición exacta.

Control fiscal

En Argentina el gobierno se hizo eco de esta tecnología y los VANT se emplean para sobrevolar terrenos que fueron declarados al fisco como baldíos. El área se sobrevuela y se corrobora si efectivamente no están construidos.

Vigilancia fronteriza

España comenzará a utilizarlos a través de la Guardia Civil, para controlar los ingresos marítimos. Asimismo, Estados Unidos está evaluando su uso para controlar la frontera Mexicana y así disuadir posibles inmigrantes ilegales y el tráfico de drogas.

Zonas rurales

Los agricultores le vienen sacando mucho provecho a los drones ya que los utilizan en diferentes funciones:

I. Por un lado, gracias a las fotos y videos de alta definición que permite la GoPro incorporada posibilita el monitoreo de grandes dimensiones que de otra manera seria imposible transitar. Este equipo puede recorrer más de mil hectáreas en sólo una hora permitiendo la localización temprana de plagas o malezas.

II. Por otro lado, se utilizan estas naves sin tripulación para el control del rebaño.

III.Por último, en Asia se estiman que hay unos 2400 drones utilizados para esparcir pesticidas y fertilizantes en grandes terrenos rurales.

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Control de incendios forestales

En España se crearon los primeros VANT especialmente diseñados para la prevención y el control de incendios forestales. Su tarea es reunir la información necesaria para anticiparse en lo posible a la prevención y expansión de incendios.

Investigaciones arqueológicas

Son utilizados para buscar y analizar restos arqueológicos gracias a su capacidad de recorrer y tomar fotografías de áreas extensas. En Perú se utilizaron los VANT para estudiar las ruinas de Cerro Chepén obteniendo más de 700.000 fotografías en sólo diez minutos, casi 50 veces más fotos que las que se pueden obtener por otros medios.

Fines geológicos

En todo el mundo los drones se utilizan para acceder a zonas peligrosas para el ser humano. Tal es el caso de los volcanes en actividad. Los drones son capaces de tomar muestras del interior del volcán y de las cenizas que emite, permitiendo predecir erupciones logrando alertar con mayor anticipación a las poblaciones cercanas. Por otro lado, esa información también se utiliza para profundizar en la investigación científica del estudio del centro de la tierra.

Asimismo, se han utilizado drones para estudiar e intentar predecir la ruta de un huracán. Estos equipos fueron enviados al ojo de un huracán en Estados Unidos que, tomando índices de temperatura y humedad, permitió pronosticar el camino y alertar a la población disminuyendo los daños.

Investigaciones biológicas

Se han utilizado estos aviones teledirigidos para reproducir la ruta de aves en libertad. Se registra el vuelo con un GPS incorporado al ave y luego se reproduce con un dron. Los investigadores pueden determinar de esta manera el porqué del recorrido animal al tener la posibilidad de registrar exactamente las características de la zona donde vuela.

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Manipulación de materiales nocivos

Como decíamos, los drones son utilizados para las tareas que son demasiado peligrosas para el ser humano. Permitiendo la manipulación, limpieza y estudio de materiales nocivos para la salud de las personas. En Japón, más precisamente en Fukushima, se utilizaron drones para obtener una vista precisa del interior del reactor nuclear con el objetivo de elaborar un plan de limpieza y prevención de futuras fugas. La utilización del avión no tripulado en este caso fue fundamental, ya que se pudo acceder a zonas que ningún ser humano podría tolerar dado el alto índice de radiación en el área.

Como satélites

Se investiga la posibilidad de utilizar drones para crear redes de internet en áreas donde aún no llega. Estos drones funcionarían con energía solar y podrían cumplir las tareas de los satélites pero más baratos y en una cobertura específica.

14.  Jugar con drones

Como no podía ser de otra manera los drones están preparando el terreno para los juegos del futuro. Permitiendo capturar imágenes reales de los diferentes escenarios del mundo y no como son hasta ahora, interpretaciones de los paisajes. Lo que hoy es seguro es que existen modelos disponibles para los aficionados del aeromodelismo. Con un precio medianamente accesible, estos naves vienen con cámaras de muy buena calidad, y muy fáciles de maniobrar desde cualquier dispositivo inteligente.

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Conclusión

Como se ha visto esta tecnología no es nueva, su uso data desde los años 60 en los cuales solo el ejército y el gobierno podía adquirirla debido al costo muy elevado. Pero al pasar de los tiempos estos costos se redujeron y solo así esta tecnología comenzó a estar al alcance de asociaciones no bélicas lo cual dio inicio a un desarrollo científico que buscaba beneficiar al ser humano en las diferentes áreas en que este se desarrolla.

Nosotros como futuros ingenieros que se desarrollan en el área de la electrónica y de la mecatrónica participamos activamente en estos temas ya que se necesita constantemente ir evolucionando estas tecnologías por ejemplo: reducir los tamaños de los drones, mejorar la eficiencia y la eficacia, programas de control más amigables con el usuario, creación de baterías más eficientes, mejorar sistemas eléctricos, etc.

Con todo esto aportamos que se pueden aplicar las nuevas tecnologías en más áreas en los que todavía no ha llegado su uso , tenemos enfrente el camino a un mejor futuro en el cual las tecnologías serán más amigables con el medio ambiente y lograremos cambiar al mundo a algo mejor y garantizando una plena vida para nosotros y segura.

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BIBLIOGRAFIA:

droning. (2014).Qué partes componen andrón? octubre 19, de droning Sitio web: https://droningpage.wordpress.com/2014/10/19/que-partes-componen-un-drone-multirotor/

informática hoy. (2014).Que son los drones para que nos sirven? sin fecha, de informatica hoy Sitio web: http://www.informatica-hoy.com.ar/gadgets/Que-son-drones-sirven.php

DonWeb.com: http://donweb.com/

Fenercom. Los drones y sus aplicaciones a la ingeniería civil .Madrid: Graficas Arias Montano S.A., 2015

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