Los drones vienen en todas las formas, tamaños y configuraciones. La idea de drones evoca varias imágenes en nuestra mente, desde armas militares hasta los que vuelan los niños en la sala de estar. Casi todos hemos visto en el cine los drones militares como el Predator, que se utiliza en combate directo. El Predator requiere una gran cantidad de equipo especializado y personal para operarlo.

 

predator-lanzando-un-missile

 

En este video, la Fuerza Aérea de Estados Unidos mostró la segunda generación del Predator, el Reaper.

 

 

Más recientemente, de seguro te has maravillado con el Phantom 4 de DJI. Este tipo de drones van dirigidos al público en general, pero también son aparatos muy complejos, que requieren firmware y software especializado para mantener un vuelo estable.

 

DJI-Phantom-4

 

Además de estos dos tipos de drones, hay otras plataformas en existencia, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Es importante para el consumidor u organización entender las diferencias entre los tipos de drones, y la forma en que son capaces de satisfacer las necesidades de cada individuo.

 

Componentes de los drones

Todos los drones requieren de componentes comunes para que funcionen: un fuselaje, algún tipo de propulsión (motor), un sistema de control y un sistema de comunicación. La carga útil más común de un drone es una cámara capaz de capturar imágenes fijas y grabar video. Las opciones del sensor puede incluir imagen térmica, de infrarrojos, multi-espectro, hiper-espectro y LIDAR (Light Detection and Ranging), para nombrar algunas. Por último, una vez que el drone ha completado su misión, alguna forma de post-procesamiento debe ser realizada, para traducir los datos capturados durante el vuelo en información práctica para el fin deseado.

 

COMPONENTE TECNOLOGÍA
Fuselaje Diseños de plataforma - ala fija, rotativos, multi-rotor, más ligero que el aire y atados.
Propulsión/energía Electrico, gas, turbina, híbrido
Sensor/carga Cámara térmica, de infrarrojos (IR), LIDAR, otro
Comunicaciones Transmisor de radio frecuencia, estación de tierra, híbrido
Sistemas de control Hardware y software
Post procesamiento Hardware y software (imagen, vídeo y procesamiento de los datos

 

Los avances en el diseño y materiales del fuselaje se mueven a una gran velocidad. Los materiales que antes eran muy caros y exóticos ahora están encontrando su camino en las plataformas de menor precio. La fibra de carbono se está convirtiendo en algo común en sistemas de nivel medio y de gama alta. Técnicas innovadoras con plásticos y espumas aumentan la fuerza y disminuyen el peso del fuselaje. Este enfoque se traduce inmediatamente en una mejora en el vuelo sin gastar tanta energía.

 

drone-fibra-de-carbono

 

Tipos de plataformas de drones Drones de ala fija.

Una plataforma de ala fija es un drone pequeño o grande, dependiendo de su escala. Algunos pueden ser tan grandes como un avión de combate y otros pueden ser tan pequeños como un colibrí. Estos tipos de drones tienen los mismos atributos y beneficios que sus hermanos más grandes. Es la plataforma más aerodinámica de todas. Una plataforma de ala fija tiene ventajas significativas para muchas aplicaciones cuando se compara su resistencia, rango, su carga útil y opciones de sensores. Uno de los inconvenientes potenciales de la plataforma de ala fija es que necesita de lanzamiento y recuperación.

Los drones no son capaces de despegar o aterrizar verticalmente y por lo tanto requieren una cierta distancia horizontal o espacio libre. Dependiendo del tamaño de la plataforma, esta distancia al suelo puede requerir una pista pavimentada, un sistema de catapulta, o si es lo suficientemente pequeño, puede ser lanzado a mano. Las obstrucciones como árboles, edificios y personas se deben tener en cuenta y evitarlas durante el lanzamiento y recuperación.

 

fixed-wing-drone

 

En este sentido el Parrot DISCO promete grandes avances en la plataforma de drones de ala fija:

 

 

Drones con sistema rotatorio.

Las plataformas con sistema rotatoria son, en todo sentido, un helicóptero a escala reducida y con las mismas complejidades mecánicas. Estos sistemas requieren un buen mantenimiento antes y después del vuelo para asegurar que no hay daño en la integridad, componentes o su estructura. Por estas razones, este tipo de plataforma caería en la categoría de alto costo.

Debido al diseño del fuselaje, este tipo de plataforma puede ser equipado con diferente tipo de energía, ya sea con electricidad, gas, plantas de energía, turbina o energía híbrida. Esto proporciona al operador un alto grado de flexibilidad y de configuración en función del perfil de vuelo. Además, la estructura del avión en sí es muy versátil y puede estar equipado con diversos módulos de carga útil para servir a su aplicación. Otra ventaja es que son capaces de volar en todo tipo de condiciones climáticas, incluyendo vientos moderados o incluso altos, manteniendo al mismo tiempo una plataforma estable para el fin previsto. Esta es una consideración importante cuando se vuela en las regiones donde el clima puede variar mucho.

 

Sniper-rotary-wing

 

Drones multi-rotor

La plataforma multi-rotor es probablemente la que la mayoría de la gente conoce más. Este tipo de plataforma ha llamado mucho la atención en estos últimos dos años. Son fácilmente disponibles, vienen en todas las formas y tamaños, y tienen capacidades impresionantes a precios muy asequibles. La facilidad de uso es una de las razones por la que esta industria continúa su expansión a un ritmo sin precedentes. Estos drones tienen algunos de los componentes electrónicos más avanzados en el mercado, permitiendo a la plataforma mantener un vuelo controlado y estable, mediante el uso de potentes procesadores que se apoyan en telemetría, GPS, y datos de entrada para su control. Se procesan todos los datos a bordo de la plataforma a gran velocidad. Esto libera al operador para centrarse exclusivamente en navegar la plataforma a una ubicación precisa, sin tener que compensar por el viento u otras fuerzas externas. Cuando el operador mueve las palancas de control para iniciar un movimiento, el multi-rotor ajustará automáticamente la velocidad de la hélice de cada motor para que se mueva en la dirección indicada. Un drone multi-rotor puede tener varios motores individuales; lo más común es una configuración de 4, pero no es raro ver a 6, 8, 10 o más.

Entre más motores tenga, se requiere más potencia y un fuselaje más pesado, para soportar todas las dinámicas de trabajo durante el vuelo. Los multi-rotores son los más ágiles de todos  y son extremadamente estables en todas las configuraciones posibles. Este tipo es muy versátil y muy bueno para inspeccionar áreas que requieren una proximidad extrema. El multi-rotor también es multifacético y puede ser adaptado para llevar diferentes configuraciones de carga útil. En la actualidad, los multi-rotores están accionados por motores eléctricos, lo que limitan su resistencia y capacidad de carga útil. Su complejo control electrónico requiere de firmware y software para mantener un vuelo estable y controlado.

 

DJI-Phantom-4-multi-rotor

 

Drones más livianos que el aire

El tipo de plataforma, la más ligera que el aire (dirigible) es la menos conocida pero ha existido desde hace mucho tiempo y tiene muchas aplicaciones comerciales, industriales y del Departamento de Defensa en Estados Unidos. Los dirigibles no rígidos de menor escala se han vuelto cada vez más populares en grandes espacios interiores. Estas plataformas son muy estables y tienen una robusta capacidad de carga útil y una buena resistencia, en función del tipo de gas que se utiliza para flotar el dirigible. Funcionan muy bien para aplicaciones que requieren una larga resistencia y maniobrabilidad. Aunque la plataforma es simple en construcción y sistemas de control, la complejidad aumenta con el tipo de gas que se utilizan para mantenerla en el aire. Dependiendo el uso que se le va a dar, el operador puede requerir un permiso de uso especial, y poner en práctica los procedimientos de manejo y operativos especializados, incluyendo un equipo de apoyo. Esta plataforma es la más susceptibles a los problemas del tiempo, tales como vientos fuertes o variables debido a su volumen y capacidad de control limitada.

 

Blimp

 

Drones con línea anclada

Esta plataforma también es una de las menos conocida y menos difundida, pero al igual que el dirigible tiene varias funciones en aplicaciones industriales, comerciales y del Departamento de Defensa. La plataforma es típicamente un dirigible o un multi-rotor que está conectado a una base utilizando una correa de sujeción. El aspecto más conveniente de una plataforma anclada es que se puede utilizar la conexión para enviar energía a los motores y conectarse a los sensores que utilizan los drones. En el caso de una configuración multi-rotor, la resistencia se extiende a los límites de la energía suministrada desde debajo.

 

drones-con-ancla

 

Al considerar las diferentes plataformas de drones, es de mucha ayuda el darse cuenta que todos los sistemas tienen capacidades y limitaciones diferentes. Independientemente del tipo de plataforma que elijas, lo más importante en cualquier decisión, es saber escoger la más adecuada para lo que necesitas. Ninguna plataforma única cumplirá con el 100% de tus necesidades, pero con un poco de investigación podrás adquirir el drone más adecuado.