¿Qué son los Drones?

Hoy en día a casi cualquier persona que le digas la palabra Drone se imaginará un aparato volador con varias hélices usado, generalmente, para grabar escenas aéreas, o simplemente por diversión… En cambio, el uso de los drones va mas allá de la grabación de imágenes y de aparatos con varias hélices.

Los drones son aparatos voladores no tripulados, pilotados a control remoto o configurados para vuelo autónomo desde tierra por un piloto, usados a nivel recreativo, deportivo y profesional. Existen dos grandes grupos de drones: los de ala fija y los de ala rotativa, cada uno de ellos con sus ventajas y sus desventajas; y, por tanto, destinados a diferentes usos.

Los drones de ala fija son aquellos que disponen de alas fijadas a su cuerpo para volar, ya sean aviones estandar con alas principales en su zona central y cola en su zona trasera, o alas voladoras sin cola. Disponen de una unidad central de control de vuelo con sensores inerciales, capaces de determinar la posición y actitud del aparato y estabilizar y corregir su rumbo en vuelo. Suelen disponer de GPS y altímetro entre otros sensores, para automatizar el vuelo mediante una ruta previamente programada por el piloto en tierra, la cual puede ser creada sobre un mapa, desde un ordenador o un smartphone. Pueden despegar y aterrizar de forma autónoma y llevar cámaras de grabación u otro tipo de sensores como cámaras multiespectrales o cámaras térmicas, con sistemas de estabilización gimbal.

Generalmente se usan motores eléctricos sin escobillas (Brushless) debido a su alta eficiencia energética y reducido peso por unidad de potencia, en comparación con otro tipo de tecnologías; aunque suelen utilizarse motores de combustión interna en aparatos de gran tamaño, generalmente cuando su masa total en vuelo supera los 25Kg, ya que en estos casos se necesitarían baterías electricas muy grandes y el rango operacional del aparato se vería negativamente afectado debido a las limitaciones que presentan las baterías eléctricas a día de hoy.

La actitud en vuelo de los drones de ala fija se controla modificando el ángulo de las denominadas superficies de control. Los alerones y el timón de profundidad o elevador son las superficies de control principales en este tipo de aparatos; y, en algunos casos, estas dos se ven combinadas en los llamados Elevones (palabra formada de la combinación de alerones y elevador) usados en las alas voladoras que no disponen de cola. Superficies de control como el timón de dirección o los flaps son superficies de control secundarias y en algunos casos ni siquiera se dispone de ellas. Los encargados de modificar estas superficies de control son los servomotores, motores eléctricos capaces de modificar su ángulo de forma precisa al recibir una señal de control electrónica. Pueden existir casos de drones en los que las superficies de control se modifiquen usando circuitos hidráulicos u otro tipo de tecnologías, pero no es lo común.

La autonomía de los drones de ala fija suele ser alta ya que utilizan las alas para mantenerse en vuelo y el motor se usa estrictamente para propulsar al aparato a través del aire. Por el contrario, una desventaja importante que suponen es que no pueden permanecer en vuelo estacionario ya que necesitan del desplazamiento horizontal para generar la sustentación y mantenerse en el aire.

UAV militar de ala fija con motor de combustión y cola en V invertida.

Sin duda los mas conocidos son los multirrotores. Éstos aparatos disponen de varios motores; 4, 6 u 8 generalmente; y hélices o rotores en cada uno de ellos. Al igual que en los drones de ala fija, una placa electrónica de control mantiene la estabilidad del aparato a partir de sensores inerciales integrados en ella, además de poder disponer de GPS, sonar, altímetro y otros sensores con el fin de automatizar su vuelo.

Usan motores eléctricos Brushless con sus respectivos variadores de velocidad. El control y los movimientos del aparato se realizan modificando la velocidad de los motores, de forma que la sustentación aumenta y disminuye en lados opuestos (causando que el drone se incline), así como desequilibrando la fuerza de torsión de los motores (causando que el aparato gire sobre sí mismo).

Los multicopteros son muy usados a nivel de grabación aérea ya que pueden permanecer inmóviles en el aire y desplazarse en cualquier dirección. Al igual que los drones de ala fija, éstos pueden llevar cámaras de grabación así como termográficas y todo tipo de sensores. A diferencia de los drones de ala fija, los multirrotores son muy poco eficientes ya que utilizan la fuerza de sus motores para generar la sustentación necesaria y poder desplazarse por el aire. En cambio, son muy maniobrables y más seguros en los aterrizajes y despegues.

Gimbal de 2 ejes impreso en 3D con amortiguadores y cámara de grabación.

Ser piloto profesional de drones es una opción de trabajo que está surgiendo cada vez en más ámbitos, desde empresas de mantenimiento y grabación, hasta el rescate de personas.

Son mucho más baratos de usar que las aeronaves tripuladas y por ello están cobrando una gran importancia. A principios del año 2018, entró en vigor la nueva ley para el uso de drones a nivel profesional y recreativo; facilitando, por lo general, el vuelo en escenarios en los que antes estaba prohibido

[Multicoptero pequeño de competición con helices naranjas y estructura de fibra de carbonoDrone de competición de 210mm.]

La competición en este mundo es cada vez más conocida. Existen carreras de drones de ala fija y de multirrotores de 4 motores, alcanzando velocidades de hasta 200Km/h en circuitos con obstáculos. Los circuitos incluyen puertas y banderas entre otros. En las primeras, el drone tiene que pasar por dentro de ellas; mientras que en las segundas, el drone las debe rodear para cambiar el rumbo de vuelo.

Se trata de drones pequeños, entre 20 y 30 centímetros de diámetro y un peso de unos 600 gramos, construidos en fibra de carbono, con una cámara en la parte frontal y un transmisor de vídeo para que el piloto pueda controlar el aparato en primera persona, como si estuviera subido en él, a través de unas gafas (vuelo en FPV, del inglés First Person View). Éstos drones son capaces de acelerar de 0 a 100Km/h en cuestión de medio segundo, y gastar una batería por completo en poco más de un minuto. La DCL (Drone Champions League) es una de las competiciones más importantes del mundo de multirrotores pequeños de competición que acoge a los mejores equipos de cada país.

[Gafas con pantalla y sistema de lentes para la visualización de la imagen de una camara de un drone de competiciónGafas con receptor de video de 5.8GHz para el vuelo con drones en FPV.]

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