Los cuadricópteros (formados por cuatro rotores) representan una clase particular de drones
El desarrollo tecnológico de los vehículos aéreos no tripulados ha pasado prácticamente desapercibido, la evolución de estos sistemas y sus aplicaciones están siendo utilizadas en todo el mundo. Inicialmente, esta tecnología fue impulsada por el uso militar; sin embargo, en los últimos años se ha desarrollado vertiginosamente debido a sus aplicaciones científicas, comerciales y civiles, entre otras potenciales aplicaciones.
Actualmente los artefactos aéreos no tripulados por un piloto humano se han convertido en tecnología clave y estratégica, incluyen desarrollo de comunicaciones inalámbricas con protocolos específicos que van desde bluetooh, radio control, WiFi, lenguajes de programación, sensores, servomotores, etapas de potencia, algoritmos de control, ingeniería aerodinámica y modelado dinámico nolineal, así como el empleo de sistemas electrónicos con arquitectura en microprocesadores de alto desempeño con la interface necesaria para llevar a cabo el control de vuelo desde un operador en piso.
Hoy en día, hay que considerar que los componentes electrónicos abundan, son mucho más fácil de adquirir, tienen mejores prestaciones de calidad y desempeño, siendo mucho más económicos en comparación con los que se utilizan en aeronaves de uso militar o científico. Además, dichos componentes cubren una enorme gama de aplicaciones específicas de la aviación para su uso comercial y de carácter civil. Esto necesariamente representa un atractivo para diseñar, ensamblar.
La etimología de la palabra dron (en plural drones) proviene del vocablo inglés drone, cuyo significado es zángano; su origen se refiere a vehículos aéreos no tripulados, en referencia al término que describía una abeja macho que se caracteriza por no tener aguijón, ni realizar ningún trabajo, sin producir miel y con su único objetivo de aparearse con la abeja reina. La palabra dron fue introducida en 1936 por el comandante norteamericano Delmer Fahrney.
Un dron es un vehículo aéreo no tripulado (es decir, en total ausencia de un piloto humano abordo) equipado con sistemas de control y comunicación inalámbrica, sensores, con funciones integradas de control en la aeronave que lo proveen para operar en forma autónoma o controlado a distancia por un usuario en tierra.
Los drones representan una nueva economía y es un foco detonante para el desarrollo de empresas en materia de actividades recreativas y profesionales. La Unión Europea considera que la industria de los drones representará el 10 por ciento del mercado aeronáutico en la década 2016-2026; se espera 15 mil millones de euros anuales. El valor de mercado en drones para uso civil a nivel mundial fue de 500 millones de dólares en 2014 y 2 mil millones de dólares para 2017.
El uso comercial de los drones micro dominará el mercado, sobrepasando los 8 mil 400 millones de dólares en 2019 (más del 50 por ciento de esa cantidad corresponderá a los drones de uso civil). Por lo que, desde la perspectiva de la legislación, es necesario establecer regulaciones y normas para el uso de drones civiles en zonas urbanas de influencia en México y en general para todos los países. En el caso de México, la regulación o normativa legal para uso y correcta operación de los drones es competencia de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) que depende de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). La DGAC clasifica a las aeronaves en función de su peso máximo de despegue y por el uso que puede tener (recreativo y comercial). Drones micro son aquéllos que pesan 2 kg o menos; los ligeros se encuentran en el rango de más de 2 kg y hasta 25 kg; y los drones pesados son aquellos que tienen más de 25 kg. La DGAC define a un dron como un sistema de aeronave pilotada a distancia (RPAS, Remotely Piloted Air System), y particularmente, a la persona que controla el vuelo de la aeronave desde piso o plataforma firme se le denomina piloto u operador, dependiendo del tipo de dron puede requerir de una licencia de piloto. Además, reconoce que los drones representan un nuevo concepto de la aeronáutica, y en general, de la industria aeroespacial; que ese requiere comprender, definir e integrar este tipo de aeronaves no tripuladas con tecnología de última generación.
El 25 de julio de 2017 la DGAC publicó la norma CO AV-23/10 R4, la cual establece los requerimientos legales y el conjunto de estándares internacionales para la correcta operación de un dron, y en su caso, obtener la aprobación del tipo de diseño y/o su autorización de operación (nacional o extranjero). Esta normativa no se aplica al uso de drones para personal del ejército militar, policías federales, patrullas fronterizas y marítimas o similares.
Por otro lado, los drones se han convertido en una tecnología estratégica y rentable para una amplia gama de aplicaciones; particularmente son adecuados para realizar misiones que no pueden ser económicamente factibles con aviones tripulados, los drones proporcionan una alternativa viable a los aviones tripulados. Los Drones son plataformas tecnológicas para realizar tareas de formación e investigación, dado que pueden ser sistemas de código abierto, lo que permite acceder al código fuente, a la documentación del diseño, implicando que no sólo se puede aprender cómo funciona de manera práctica, también proponer mejoras en aspectos prácticos.
Un aspecto importante que hay que resaltar es el punto de vista científico en los drones, por ejemplo, el modelado de su comportamiento dinámico no lineal, subactuado, fuertemente acoplado y multivariable son aspectos académicos que hacen que el dron sea una planta de interés, ya que permite el planteamiento de problemas abiertos para la comunidad científica; de ahí que las técnicas de control automático y modelado dinámico se apliquen de manera sistemática y periódica para mejorar el desempeño y grado de autonomía en este tipo de aeronaves.
Los Drones son sistemas dinámicos que integran las áreas de mecánica, electrónica, programación, control, automatización, inteligencia artificial, entre otras áreas del conocimiento multidisciplinarias. El tema de drones es clave en el plan de estudios de para las carreras de ingeniería y ciencias exactas, tales como: sistemas, electrónica, física, matemáticas, mecatrónica, robótica, computación, aeronáutica, etcétera. Los drones son sistemas que definen por sí solos un área que se encuentra en completa expansión, que es parte del desarrollo tecnológico actual.
Referencia
Fernando Reyes y Jaime Cid. Drones: Cinemática, Dinámica y Control. Grupo Editor Alfaomega, 2019.
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