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¿Qué son los drones?

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

Los drones son aparatos voladores no tripulados, pilotados a control remoto desde tierra y usados a nivel recreativo, deportivo y profesional. Existen dos grandes grupos de drones: los de ala fija y los multirrotores (o multicopteros), cada uno de ellos con sus ventajas y desventajas, y destinados a diferentes usos.

Los drones de ala fija son aquellos que tienen alas para volar, ya sean aviones normales y corrientes con alas y cola, o alas voladoras sin cola. Disponen de una unidad central de control de vuelo con sensores inerciales que son capaces de determinar la posición del aparato y corregir su rumbo en vuelo. Suelen disponer de GPS y altímetro entre otros sensores, para automatizar el vuelo mediante una ruta, 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 con un sistema de estabilización llamado gimbal, u otro tipo de sensores como cámaras termográficas o nocturnas. Generalmente utilizan motores eléctricos de alta eficiencia llamados Brushless, aunque también existen drones de ala fija con motores de combustión (suelen utilizarse en aparatos de mas de 25Kg de peso). Los distintos movimientos se realizan modificando el ángulo de las llamadas superficies de control mediante servomotores (alerones y timones de profundidad y dirección). La autonomía de éstos aparatos es muy alta ya que utilizan las alas para mantenerse en vuelo y el motor solo para avanzar. Por el contrario, no pueden permanecer en vuelo estacionario ya que necesitan el desplazamiento horizontal para mantenerse en el aire.

 

Avión no tripulado con motor de combustión y cola en forma de V invertida.
Drone 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 varias 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 un sensor inercial integrado 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.

 

Dispositivo para la estabilización de una cámara con dos motores impreso en 3D
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 carbono
Drone 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 competición
Gafas con receptor de video de 5.8GHz para el vuelo con drones en FPV.

 

Por Aaron (@AaronGonher96a)