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Los pequeños aviones no tripulados conocidos como drones fueron creados para usos militares. Sin embargo, gracias a sus características y a las innumerables posibilidades y ventajas que brindan, el uso de estos aviones se ha extendido al área civil, y el crecimiento de su implementación apenas comienza. Su incursión en el sector de máquinas y herramientas ya es una realidad, y su aplicación, tanto como la amplia gama de usos que puede otorgársele es ilimitada.

Estos vehículos aéreos no tripulados, surgieron en Estados Unidos como aviones de combate denominados “Unmanned Combat Air Vehicle” (UCAB). Sus primeras versiones fueron bastante básicas y debido a que sólo seguían el sistema de navegación interno, al igual que el insecto, los militares optaron por referirse a los UCAB como “drones”.

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Los drones son una herramienta extremadamente útil para el control de incendios forestales, la geología, la agricultura, la construcción, y el control y análisis de tráfico en las grandes ciudades, entre muchas otras tareas, ya que los drones son muy económicos de operar, prácticamente no requieren de insumos o combustibles para su operación y no ponen en peligro las vidas de quienes lo pilotean.

Pero además el propio drone tiene un valor por lo menos 60 veces inferior a un helicóptero. En este sentido, la flexibilidad y la posibilidad de poder controlar a este ingenio a distancia manteniéndose su operador fuera de peligro, es la respuesta adecuada a este tipo de situaciones.

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Agricultura

Una de las implementaciones que han tenido los drones y con gran éxito, ha sido en el área de la agricultura. Estos aparatos se utilizan para inspeccionar todo el campo de siembra y determinar en que zonas específicas se requiere aplicar pesticida. Esto representa un ahorro monetario considerable, ya que no se requiere el uso de aviones piloteados, ni recurrir a satélites. Por otro lado, representa una gran disminución del deterioro ambiental.

Adicionalmente, los drones proporcionan información que permite realizar diversos análisis para hacer correcciones en la metodología de trabajo, y para adoptar nuevas tecnologías.

Los japoneses son los pioneros en el uso de drones para el cuidado y supervisión de sus cultivos, obteniendo resultados altamente positivos.

Industria petrolera

Una de las principales empresas petroleras, ha implementado el uso de drones para realizar la vigilancia constante de una tubería que cuenta con varios kilómetros y que se encuentra ubicada en Alaska. Algunas secciones de esta tubería se encuentran en lugares de difícil acceso para humanos, por lo que el empleo de los drones ha sido esencial para el rastreo de fugas en el área. Por supuesto, el beneficio adicional es el ahorro que implica el no necesitar helicópteros para realizar el trabajo.

Topografía

Otros de los campos de trabajo en los que se utilizan los drones, es el de la topografía. Los drones gracias a su alcance y a su capacidad para tomar fotografías, pueden inspeccionar grandes extensiones de terrenos en poco tiempo.

Un profesional de la topografía de origen griego, detalla que gracias al uso de drones puede efectuar el trabajo que anteriormente le tomaba 3 semanas, en solo 3 o 4 días, y sin requerir personal. Esto representa para él un ahorro significativo tanto de tiempo como de dinero y aquí también aparece el desafío; cómo los puestos de trabajo deben resignificarse con la aparición de nuevas tecnologías y la importancia de capacitarse en ellas para estar actualizados.

Cartografía

En el campo de los mapas los drones constituyen una herramienta invaluable. Gracias a la información proporcionada por estos aparatos, se pueden crear mapas con elevación incluida, modelado en imágenes 3D y modelado digital de la superficie. Los drones pueden capturar tipografía geológica que de otra forma sería muy difícil de obtener. Esto además aporta una precisión exacta en la información plasmada en los mapas.

Son innumerables los usos que se le pueden dar a los drones en el mundo laboral, y en cualquier ámbito. Estos vehículos aéreos no tripulados son utilizados también para efectuar inspecciones de instalaciones fotovoltaícas, plantas industriales, tendido eléctrico, infraestructuras críticas, bosques, seguimiento a animales en peligro de extinción, supervisión de fronteras, seguimiento al desarrollo de incendios, entre muchos más.

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Estos vehículos aéreos cuentan con un componente de conducción mediante radiocontrol, pero no se limitan solo a las instrucciones que reciben. Los drones pueden ejecutar actividades o tareas de forma autónoma, gracias a los sensores de nivel y de altura, al giroscopio y al GPS que poseen incorporados en su electrónica. Estos componentes le permiten a los vehículos aéreos no tripulados, tomar decisiones sin la intervención de un ser humano, convirtiéndolos en aparatos con cierto nivel de autonomía.

Aunque el termino dron se asocia directamente con vehículos aéreos, estos también se pueden desarrollar para actividades acuáticas y terrestres.

Los drones están generalmente fabricados con material polipropileno expandido, el cual es liviano y posee gran resistencia. Tal es el caso de los drones tipo ala delta. Este dron cuenta con un alcance superior a los 3 kilómetros de radio y con una autonomía que puede llegar e incluso superar los 45 minutos. Estas características le permiten al dron capturar cerca de 300 imágenes, lo cual es muy útil en trabajos de mapeo y fotogrametría, entre otros. Los drones no solo cumplen con la útil tarea de tomar fotografías, también son capaces de realizar otras actividades.

Desde su aparición y su primera implementación en el mundo civil, estos vehículos han estado demostrando su grandioso potencial en diferentes áreas industriales. Los dronesrepresentan una alternativa mucho más económica, limpia y efectiva para ejecutar trabajos en el ámbito de la construcción, minería, agricultura e incluso en el mundo del cine y la televisión, por mencionar algunos.

Estos aparatos tienen la capacidad y el potencial de cambiar la forma de trabajo de muchos sectores. Y su aparición ya está obligando a transformar ciertos aspectos de la industria y el sector de máquinas y herramientas.

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Marco o Chasis

Es el esqueleto del multirotor, es la estructura que le da forma y en donde deben ir alojadas todos los componentes del mismo para su correcto funcionamiento: Motores, electrónica, baterías, etc

Los materiales utilizados para la construcción del chasis, están muy relacionados con las prestaciones a las que se destine el drone (aluminio, fibra de carbono, fibra de vidrio, Kevlar, etc.) y por supuesto muiy relacionadas también con el precio.

Motores

Son los componentes fundamentales para mantener al multirotor en el aire. Los más comunes son los eléctricos de tipo Brushless que no emplean escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. Destacan por la relación peso/potencia.

Reguladores O ESCS

Los reguladores de velocidad o ESC (Electronic Speed Control) son los responsables de proporcionar electrónicamente las revoluciones necesarias a cada motor/hélice de manera individual en un momento determinado para realizar diferentes movimientos (elevaciones, rotaciones, translaciones, acrobacias, etc.).

Controlador de vuelo o Unidad de Control

Es el cerebro de todo Drone. Sensa y controla todo lo que pasa en el Drone y es a donde van conectados casi todos los componentes del Drone (reguladores, sensores, etc).

Sensores mas comunes:

Giróscopo       .- Junto a la estabilizadora permiten tener el drone nivelado.

Acelerómetro   .- Mide variaciones de aceleración o velocidad.

Barómetro       .- Mide variaciones de altura, también llamados altímetros.

Brújula             .- Mide la orientación del drone.

GPS                .- Mide y sitúa al drone en coordenadas geográficas. (Red satélites GPS)

Helices

Están fabricadas en diferentes tamaños y materiales, compuesto de nylon, fibra de carbono, etc. Son las encargadas de , cambiando el empuje suficiente por cada par motores girando en sentido contrario.

Cada hélice viene determinada por dos cifras (50/30) donde el primer dígito representa la longitud de la misma y el segundo el pich o paso de hélice. A mayor longitud de hélice mayor empuje y también mayor consumo de corriente. Por lo que hay que usar las hélices adecuadas a nuestro modelo.

Baterías LIPO (Polímeros de Litio)

Proporcionan la energía necesaria para hacer funcionar el Drone. Son  componentes muy pesados por lo que es esencial que  sean capaces de tener una buena relación peso/capacidad para maximizar la autonomía de vuelo del Drone. Las más utilizadas son las baterías Li-Po (polímero de litio) debido a su densidad de energía, su bajo peso y su alta tasa de descarga que es ideal para maniobras ágiles como las de un multirotor.

Emisora RC

La Emisora es el control remoto del drone y la que establece la comunicación entre el piloto y el Drone de forma bidireccional: el piloto da instrucciones de vuelo al drone y el drone da información relevante sobre su estado al piloto como por ejemplo el estado de la batería o su posición GPS.

Tipos de comunicaciones inalámbricas.

AM; FM; 2,4Ghz. Siendo la 2,4 Ghz la más frecuente en aeromodelismo porque termina con los problemas de interferencias.

Wifi; Bluetooth. Usado en Drones dotados de control mediante wifi o Bluetooth para Tablet o Smartphone.

Canales de la emisora:

Cada uno de los canales gestiona una función del Drone mediante servos electrónicos. Ejemplos de canales son: el canal de potencia, de elevación, de timón, etc.

Pantalla:

Muestra toda la información relevante sobre el estado del drone al piloto: Consumo de las baterías, coordenadas de posición, estado y calidad de la señal, FPV, etc.

FPV (First Person View)

El FPV es un sistema de transmisión y recepción del video capturado por la cámara del Drone, en tiempo real. De esta manera el piloto puede ver lo que el drone está “viendo”. Es una de las características mas reseñadas a la hora de elegir un dron u otro.

Cámara y Estabilizador

En la estructura del drone se puede instalar una cámara (muchos la llevan incluida) que dependiendo de la potencia del drone puede ser de un tamaño pequeño tipo GoPro a una profesional. La cámara va instalada en un estabilizador llamado Gimbal para evitar que los movimientos propios del vuelo del multirotor afecten las tomas. Estos gimbal absorben la vibración de los motores y corrigen automáticamente la inclinación de la cámara para que siempre esté en el mismo ángulo respecto al suelo. Dependiendo de la calidad de nuestra emisora podremos disponer de un canal para poder mover el Gimbal y posicionar la cámara a nuestro gusto.

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DRONES: Funcionamiento, tipos y usos (en Español)

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Partes básicas de un drone... En el tablero