E-29. Drones aéreos de uso marítimo

 

 

E29.  Drones aéreos de uso marítimo

En el microcurso Nº 10 de ROBOTICA NAUTICA presentamos los drones  o vehículos de interés para las marinas y puertos deportivos clasificados según el medio en el cual operan, de modo que hay 3 grupos :  

• ·        Vehículos aéreos
• ·        Vehículos de superficie de agua
• ·        Vehículos submarinos

Autores del Artículo

 

Investigador  principal	Inteligencias Artificiales	Coordinador

 1.- Introducción a los Drones Marinos

Primero le pediremos a DALL-E.AI un dibujo para visualizar esta idea

 

Bueno, puede valer con algo de imaginación. En este artículo, voy a dar una mirada especifica a los drones aéreos de uso marítimo, que es una de las aplicaciones que más interesan en el sector de marinas y puertos deportivos.  

 

Aplicaciones en Puertos deportivos

Entre sus aplicaciones, el control con drones permite disponer de una lectura exacta y en tiempo real de la ocupación de los pantalanes, supervisar las actividades que se llevan a cabo en los recintos del puerto deportivo o realizar controles medioambientales. Los drones ofrecen una visión de gran precisión del espacio portuario. Ahora veamos que dice CHAT-GPT AI.

Query: Una lista de aplicaciones y servicios de drones aéreos en el ámbito de la náutica, marinas y puertos deportivos Reply in Español

Los drones aéreos tienen diversas aplicaciones en el ámbito de la náutica, marinas y puertos deportivos. A continuación, presentamos una lista de algunas de las aplicaciones y servicios que se pueden ofrecer con drones en esta área:

1. Inspección de instalaciones portuarias: los drones pueden ser utilizados para inspeccionar las instalaciones portuarias, como muelles, barcos y grúas, para detectar cualquier tipo de daño, deformación o deterioro en estas estructuras. Esto puede ayudar a prevenir accidentes y reducir costos en las reparaciones necesarias.
2. Vigilancia y seguridad: los drones pueden ser utilizados para la vigilancia y seguridad de las instalaciones portuarias y las embarcaciones que se encuentran en ellas. Los drones equipados con cámaras pueden detectar cualquier actividad sospechosa, proporcionando una vista aérea de la situación para que las autoridades puedan tomar medidas apropiadas.
3. Búsqueda y rescate: los drones pueden ser utilizados en situaciones de búsqueda y rescate en el agua. Por ejemplo, pueden ayudar a buscar personas desaparecidas en el agua o incluso proporcionar ayuda médica de emergencia a personas que se encuentran a bordo de embarcaciones en el mar.
4. Cartografía y topografía: los drones pueden ser utilizados para hacer mapas y mediciones de la topografía del fondo marino y de la costa, lo que puede ser muy útil para planificar proyectos de construcción, mejorar la navegación y prevenir la erosión de la costa.
5. Monitorización medioambiental: los drones pueden ser utilizados para monitorear el medio ambiente en el área de los puertos y marinas. Esto puede incluir la detección de derrames de petróleo, la identificación de áreas de contaminación y la vigilancia de la fauna marina.

En resumen, los drones pueden ser utilizados en una amplia variedad

de aplicaciones y servicios en el ámbito de la náutica, marinas y puertos

deportivos. Desde la inspección de instalaciones portuarias y la vigilancia y

seguridad, hasta la búsqueda y rescate, cartografía y topografía, y monitoreo

ambiental. Su uso puede mejorar la eficiencia, reducir los costos y mejorar la

seguridad en estas áreas.

 2.- Del Curso de Robótica Náutica de la Prueba de Concepto

 

RPA	Remotely Piloted Aircraft		Aeronave pilotada por control remoto
UAV	Unmanned Aircraft Vehicle		Vehículo aéreo no tripulado

 

 

 Elegimos estas dos abreviaturas como las más usadas, pero no son las únicas. Algunos fabricantes o investigadores suelen crear abreviaturas de su propio cuño. Por ejemplo:

 

• ·        UA (Unmanned Aircraft): Aeronave no tripulada
• ·        UAV (Unmanned Aerial Vehicle): Vehículo aéreo no tripulado
• ·        UAS (Unmanned Aerial System): Sistema aéreo no tripulado (aeronave + estación en tierra + enlace de comunicaciones)
• ·        RPA (Remotely Piloted Aircraft): Aeronave tripulada de forma remota
• ·        RPAS (Remotely Piloted Aircraft System): Sistema de aeronaves pilotado de forma remota (aeronave + estación en tierra + enlace de comunicaciones)
• ·        Drone: Dron, popularmente aeronave no tripulada.

 

Además, hay que considerar el contexto. En el capitulo 1.1 mencionamos dos tipos de robots submarinos por autonomía. ROV y UAV. El UAV aéreo es diferente del UAV marítimo

 

UAV	Unmanned Autonomous Vehicle	Vehículo Autónomo no tripulado
UAV	Unmanned Aircraft Vehicle	Vehículo Aéreo no tripulado

 

Algunos autores, para diferenciarlos, trasponen los términos del robot marítimo y le denominan AUV por Autonomous Unmanned Vehicle en vez de UAV… En el año 2005 la OACI comienza a debatir sobre vehículos aéreos no tripulados o UAV (Unmanned Aerial Vehicles), popularmente conocidos como «drones». Pero no es hasta el año 2010 cuando la OACI reconoce como aeronaves a dichos ingenios, pasando a denominarse «aeronaves no tripuladas» o UAS.

Una de las condiciones para poder integrar los UAS en espacio aéreo no segregado y en aeródromos no segregados es que debe haber un piloto responsable de la operación, principalmente por seguridad. Aunque el vuelo se lleve a cabo de forma autónoma, según el programa que sigan los ordenadores de a bordo, el piloto responsable tiene que supervisar el vuelo y debe poder tomar el control de la aeronave en cualquier momento. De esta forma se llega al término RPAS.

 Los RPAS son un subconjunto de las UAS. Hay otros tipos de UAS que son completamente autónomos y llevan un piloto automático programado para realizar el vuelo de principio a fin, incluso evitar colisiones automáticamente, sin necesidad de la intervención humana.

1.1  UAV (Unmanned Air Vehicle): vehículo aéreo no tripulado, se define a cualquier aparato que vuela sin personas dentro. Desde el juguete más pequeño hasta los planeadores de más de 100 Kg tipo Predator  

1.2  UAS (Unmanned Air System): por su traducción, sistema aéreo no tripulado. Incluye la aeronave y los componentes necesarios para volarlo. Es decir, la emisora, el mando. Del pequeño dron de juguete al dron gigante de ataque Predator, el panel de control desde el que se maneja´ UAV + Emisora o estación de control = UAS  

1.3  RPA (Remotely Piloted Aircraft): Aeronave pilotada por control remoto. A esto se le denomina a un UAS (Unmanned Air System). Se le incorporan sensores y sistemas para realizar un cometido en concreto. Dron con cámara y mando o Dron gigante con cámaras infrarrojas. Se vuelven a llamar igual.   UAV + Complementos = RPA. Una cámara para vigilar, sensores para captar lecturas diferentes, una cámara térmica para captar con exactitud el foco de un incendio entre otros muchos ejemplos.  

1.4  RPAS (Remotely Piloted Aircraft System): Sistema de Aeronave pilotada por control remoto, expresión que define al conjunto de aeronave, más sistema de guiado y pilotaje, más complementos. UAV + emisora o estación de control + Complementos =RPAS  

1.5  Drone . En inglés zumbido, es la palabra elegida por la comunidad tecnológica correspondiente para definir estos ingenios voladores, y esto incluye todo lo que vuela sin piloto a bordo, pero pilotado desde tierra, por lo cual un Dron seria un RPA.

3 .- Tipos de drones

Aunque se podrían clasificar por su finalidad, por la potencia de los motores y por otros factores, veremos las mas comunes :.

 

·       Por el número de rotores: Realmente va a depender del número de rotores, el diseño y la performance de nuestro dron. Los más extendido son el ala fija, el cuadricóptero y el hexacóptero. Y entre estos tres, el más popular desde hace mucho tiempo es el cuadricóptero.

  

Por el método de control:

En cuanto al manejo del drone, existen los autónomos y por control remoto. Los autónomos incluyen sensores y señal GPS para llegar de un punto a otro; en tanto que los de control remoto, que más allá de los controles típicos de radio control puede incluir una cámara para poder maniobrarlos sin tener contacto visual directo.

·        Autónomo: El dron no necesita de un piloto humano que lo controle desde tierra. Se guía por sus propios sistemas y sensores integrados.

·        Monitorizado: En este caso si se necesita la figura de un técnico humano, que proporcionará información y controlará el feedback del drone. El zángano dirige su propio plan de vuelo y el técnico, a pesar de no poder controlar los mandos directamente, sí puede decidir qué acción llevará a cabo.

·        Supervisado: Un operador pilota el dron, aunque este puede realizar algunas tareas autónomamente.

·        Preprogramado: El dron sigue un plan de vuelo diseñado previamente y no tiene medios de cambiarlo para adaptarse a posibles cambios.

·        Controlado remotamente(R/C): El dron es pilotado directamente por un técnico mediante una consola.

En función de su uso_

·        Drones Militares: Son llamados UCAV que procede del inglés Unmanned Combat Air Vehicle, traducido al español sería vehículo aéreo no tripulados de combate. Existen en distintas especialidades de combate  militares y , navales y aéreas. Van  armados y con capacidad de bombardeo.

 Drones Civiles:

Son aquellos drones que no tienen uso militar. A su vez pueden ser de:

·        De uso comercial: como cartografías, fotografías, vídeos, etc.

·        Para aficionados: Se utilizan como un juguete y suelen tener precios bastantes económicos.

·        Para uso del gobierno: Se utilizan para bomberos, fuerzas de rescate, etc. con el fin de ayudar a las tareas de reconocimiento, rescate, fronterizas e incluso fiscales.

4.- Desafíos marítimos para drones aéreos

 

Como con toda tecnología, hay problemas que deben ser superados.

El entorno marino es peligroso para los drones. Los barcos se mueven, engañando a la función de "regreso a la base" de los drones; la humedad reduce el rendimiento de la batería, lo que aumenta la posibilidad de un choque; y no pueden soportar el mal tiempo. También son peligrosos para nosotros, dado el riesgo de incendio de las baterías de repuesto y la falta de drones aéreos intrínsecamente seguros. Sin embargo, a menudo son mejores que las alternativas.

 

En el frente de la seguridad, las señales de control de muchos drones no están encriptadas, por lo que los piratas informáticos pueden tomar el control fácilmente. Los operadores hostiles pueden "interferir" el control y las señales de GPS, mientras que la suplantación de GPS hace que el dron piense que está en otro lugar. Los delincuentes pueden usar la suplantación de identidad para redirigir los drones, eludir el regreso a la base o incluso estrellarlos deliberadamente.

 

Si bien volar cerca de aeronaves es un problema obvio, también lo son volar drones que no son intrínsecamente seguros en atmósferas inflamables, dejar caer cargas útiles y colisionar con personas y objetos. Aunque los drones aéreos tienen menos impacto ambiental que las alternativas, todavía hay recursos limitados como el litio y la contaminación de los drones perdidos en el mar a considerar.

5.- Usos marítimos actuales de drones aéreos

Hay cinco categorías de aplicaciones marítimas para drones:

1. Inspecciones a pequeña escala

2. Inspecciones a gran escala

3. Respuesta de emergencia

4. Investigación

5. Logística

 

1. Inspección a pequeña escala

El concepto de las inspecciones aéreas con drones es simple: volar un dron y registrar el vuelo. La inteligencia artificial (IA) puede marcar áreas de interés y el dron puede probar con gas un espacio antes de que alguien ingrese. Esto ahorra tiempo y dinero, y reduce las inspecciones de días a horas. Las inspecciones de bodegas y tanques, bengalas, palas de turbinas eólicas y estudios de calado son más fáciles con drones.

 

2. Vigilancia e inspección a gran escala

El océano es grande, los barcos son pequeños, los aviones son caros y los drones aéreos son baratos. Es por eso que la Agencia Europea de Seguridad Marítima (EMSA), Australia, Belice y las Seychelles usan drones para el monitoreo costero: son perfectos para patrullar áreas enormes.

3. Respuesta a emergencias

Después del primer rescate de surf con drones registrado, Little Ripper se diversificó para advertir a los nadadores de tiburones y cocodrilos. En 2020, los drones SAR de largo alcance se mostraron prometedores en las pruebas.

Algunas organizaciones usan drones para monitorear a los refugiados. En cinco meses, los drones salvaron más de 8.800 vidas y se están probando para localizar embarcaciones en peligro.

 

4. Investigación

Investigar animales marinos es complicado, pero los drones ayudan. A diferencia de las alternativas, los drones tienen poco impacto en los animales. Además, la investigación con drones sobre la temperatura y el movimiento del agua identifica sitios para parques eólicos marinos, generadores de mareas y más.

 

5. Entrega y logística

La entrega de drones a los barcos es más rápida, segura y económica que los barcos o los helicópteros. Probado en tierra y probado en el mar en 2019, este enfoque seguramente se pondrá de moda. El etiquetado de identificación por radiofrecuencia (RFID) se está extendiendo. En los patios de contenedores, los relés de drones podrían ayudar a completar inventarios o ubicar una unidad de carga en particular.

 

 6.- Futuros usos marítimos de drones aéreos

 

En el ámbito marítimo y costero, hay pocas áreas que no pueden usar drones aéreos. Dejar caer salvavidas, balsas salvavidas o incluso quemar gasolina (¡sí, a propósito!); extinción de incendios a bordo; deshielo de barcos y turbinas eólicas; localizar fugas de gas; y la generación de modelos 3D para realidad extendida (XR) y simulación avanzada son solo algunos de los usos previsibles de los drones aéreos marítimos.

 

En muchos barcos es imposible completar las tareas en el tiempo permitido, lo que genera exceso de trabajo, fatiga y accidentes. Debemos aumentar la tripulación o disminuir el trabajo.

 

Incluso los drones más baratos reducen la carga de trabajo y mejoran la seguridad. La adopción generalizada de drones en tierra casi garantiza su difusión en el mar. A medida que la tecnología mejore, los drones aéreos pueden aprovechar cada desarrollo. Por una vez, tal vez la industria marítima lidere el camino a seguir en estas tecnologías y sus aplicaciones.

 

 El Proyecto ISAR de Salvamento Marítimo Español.  (2020 2022)

Su objetivo es mejorar el desempeño y eficiencia de los servicios de Salvamento Marítimo en España mediante la innovación y la incorporación de las nuevas tecnologías: sensores inteligentes, aeronaves no tripuladas, mejora de la transmisión y gestión de la información. Esta nueva planificación y dotación de equipación cuenta con un presupuesto de 21 millones de euros.