Requerimientos de valoración para el piloto u observador de RPAS

Apéndices B y C normativos para el manejo de un dron a distancia

Ya hemos hablado de otros requisitos para la aeronavegabilidad de un dispositivo como estos, sobretodo tomando en cuenta ciertos factores como la comunicación, comandos, controles, mandos de vuelo, pilotos automáticos, estación de control, emergencias, terminales de control, entre otros. Ahora veremos otras restricciones y obligaciones en cuanto al manejo del dron.

B-3. Abastecimiento de apoyo en tierra

Es necesario determinar e informar acerca de todo el equipo de apoyo utilizado en tierra, que abarquen sistemas de recuperación, datos de estaciones en tierra, alternadores y productores de urgencia.

B-4. Métodos y procesos

  1. Administración de la configuración

a1) ¿Qué métodos están en tierra para reali

zar un cambio de Administración?, ¿Existen documentos que avalen?

a1) Es necesario describir los métodos o procesos usados para el óptimo control de acarreo, procesos de prueba y modificaciones de ingeniería.

a3) Detallar el aval de calidad del sistema, en la que se describan los procesos y las formas utilizadas, así como el sistema dentro de la organización.

  1. Administración del software

b1) ¿Es un software adquirido y en qué zonas de los sistemas está programado? ¿Puede ser que dicho software haya sido diseñado por el solicitante?

b2) ¿Cuál software está en etapa de progreso, el cual debió usarse en el proceso de los elementos del sistema del dron y la terminal de control? ¿Qué datos pueden presentarse a revisión?

b3) ¿Cómo se actualizará el software?

b4) Dar a conocer los detalles de los requisitos o necesidades del software y la funcionalidad del software y hardware.

b5) ¿Cómo es el software confirmado, aprobado y demostrado por el sistema?

b6) ¿Cómo es revisado el proceso del software adquirido?

b7) ¿Cómo es efectuado el control del software, tratando de asegurar la óptima carga de los mecanismos del mismo en el sistema?

b8) ¿Cómo se puede asegurar la calidad del software? ¿A base de qué procedimientos se mide? ¿Cómo es utilizado en el sistema? En caso de ser comprado se necesitará el domicilio de la compañía que lo elaboró.

b9) ¿Cuáles procesos existen en sitio para gestionar una modificación de configuración? ¿Están plasmados en documentos?

  1. Propiedades particulares de la interface entre la máquina y el humano.

c1) Estar consciente de las circunstancias que pudieran aparecer durante el vuelo.

c2) Un esquema de parámetros extendidos para minimizar lo más que se pueda los errores del ser humano.

c3) Compilación de colores y su nexo con la pauta a seguir de los drones tripulados.

c4) La seguridad de operación de acuerdo a los parámetros con los que se trabajen.

c5) Avisos de posibles amenazas, incluyendo control de los procesos de emergencia.

c6) Los efectos en caso de haber una falla de la carga de información de trabajo de la tripulación de las aeronaves.

c7) Cantidad mínima de pilotos u observadores RPAS necesarios para el pilotaje seguro de vuelo.

B-5. Mantenimiento

  1. Dar un proyecto de mantenimiento e inspección.

a1) Detallar el proyecto. Es necesario especificar el proyecto de mantenimiento e inspección que tendrán que ser utilizados para mantener el dispositivo y sus mecanismos, como terminales de tierra o algún sistema de soporte.

a2) Es obligatorio entregar copias de la documentación de los manuales, reporte de peso, balance e inventario del equipo.

Apéndice C Normativo – Condiciones para conseguir la licencia de aeronave

C-1. Acerca de la capacitación al operador y observador de la RPA

  1. Es trascendental especificar el esquema de trabajo interno en cuanto al entrenamiento.

C-2. Condiciones mínimas para el operador y observador del dispositivo volador

  1. Certificación y evaluación del piloto a mando para el RPA.

a1) El operador y observador del aparato tiene que tener como mínimo, una preparación en la teoría apta de operador privado, ya sea de avión, helicóptero o aeronave militar.

a2) El operador y observador de la aeronave tiene que tener como mínimo el examen de aptitud psicofísica actualizado para operador privado.

a3) El operador debe de contar con una experiencia mínima de 50 horas / vuelo en aeronave pilotada a distancia, éstas deberán ser plasmadas en la bitácora de vuelo.

la importancia de los drones en la arquitectura

Usos de las aeronaves pilotadas a distancia para el diseño arquitectónico

Cada vez más el humano está encaminado a buscar soluciones más prácticas o eficientes para realizar los procesos de construcción más avanzados, por ello es que se precisa de mucha ayuda para hacer los cálculos o el diseño exacto. Las aeronaves pilotadas a distancia o RPAS ayudan en ese propósito, mediante la visualización amplia del terreno a trabajar.

En la arquitectura cada vez se vuelve más trascendental el tomas imágenes aéreas para la correcta planificación de proyectos. Esto antes era muy difícil de realizar por todas las implicaciones de operación y económicas, ya que solo era posible tomar imágenes desde un costoso helicóptero o avión.

El dron ha venido a aparecer como una forma diferente y práctica para la toma de imágenes, convirtiéndose en algo ya indispensable para distintas aplicaciones de ingeniería, arquitectura, diseño, rescate y desde luego militar. Uno de los usos que se le está dando al mundo de la edificación es la toma de infografías en 3D superpuestas sobre espacios en los cuales se piensa edificar. Esto proporciona una opción muy real de cómo podría quedar cualquier emplazamiento.

Las operaciones en obras civiles cada vez es más exacto por ayuda de los drones, y es que al emplearlos se tendrá más exactitud en el cálculo de volúmenes y áreas, por lo tanto el progreso de obra será efectiva. Mediante el uso de su cámara, las imágenes serán de gran resolución, además claro está de su cobertura en hectáreas, permitiendo recorrer y analizar grandes áreas en cuestión de minutos.

Los RPAS o aeronaves pilotadas a distancia tienen varios usos dentro de la arquitectura. Primero en el diseño, hay modelos de dispositivos que pueden ser muy útiles para el mapeo topográfico de toda una región o solo una manzana, dichos planos en modelos tridimensionales pueden ser capturados en un software de diseño arquitectónico, de esa forma se desarrollan los modelos conceptuales para la representación de la estructura de trabajo.

Estos dispositivos voladores cobran aún mayor importancia en el proceso y procedimientos de la construcción. Imaginemos que se está construyendo un edificio de veinte pisos, con un área que abarca una manzana completa, sin lugar a dudas estamos hablando de una muy extensa área cúbica de construcción, es aquí donde se vuelve casi una obligación el monitoreo estricto del proceso edificativo. Al hacer capturas nítidas y exactas del progreso, es como el ingeniero o arquitecto se dará cuenta de algunos posibles errores que se pudieran presentar o incluso que se puedan corregir algunas situaciones fuera de lo normal. Es importante que en cualquier proyecto de edificación se chequen constantemente los ángulos y alturas detalladamente, eso podría ser la diferencia entre una construcción eficiente y otra que no lo es. Incluso puede haber drones más pequeños que se logren filtrar en zonas realmente difíciles de acceder, para la correcta inspección.

Cualquier constructora o empresa de bienes raíces quisiera realizar una toma detallada en foto y video de su proyecto finalizado. Una aeronave pilotada a distancia puede ser una herramienta en verdad útil para cuestiones de publicidad. Sin duda un vendedor estaría feliz de mostrar a sus potenciales clientes la estructura de una casa desde todos los ángulos posibles, ya sea mediante fotografía o video de un recorrido, así los interesados en invertir en un inmueble tan importante se podrán dar una idea del diseño de su futuro hogar, siendo una argumento de venta sólido.

Hay que reconocer que su cobertura en cuanto a aplicaciones dentro del diseño arquitectónico puede ser muy lenta por todos los requerimientos que se precisan para poder pilotar este tipo de dispositivos. Sin embargo hay normas y leyes que se pueden leer para mayor información en el uso de los RPAS.

Por otro lado, también es importante reconocer sus alcances y la evolución rápida que se está dando. Actualmente están en desarrollo aeronaves que se pueden manejar con la mente humana e incluso ser completamente autómatas, sirviendo por lo menos para un propósito de construcción simple. Si todo esto se hace realidad, muy probablemente en un futuro ya no se vayan a requerir trabajadores para la edificación de emplazamientos que pudieran resultar peligrosos para los involucrados, esto da un paso a la rapidez, efectividad y seguridad en este rubro.

Uso de drones en monitoreo de calidad del aire

Una de las principales preocupaciones en el ámbito del cuidado medioambiental es el monitoreo y control de la calidad del aire, pues los contaminantes atmosféricos ocasionan efectos nocivos en la salud de las personas, en entornos naturales y en las estructuras de construcciones de todo tipo. Para llevar a cabo el seguimiento y control de la calidad de aire se emplean diferentes tipos de instrumentos embarcados tradicionalmente en aviones o globos, sin embargo, hoy en día los drones son cada vez más utilizados como vehículos aéreos teledirigidos para la observación de la calidad del aire.

La contaminación atmosférica se produce por diferentes vías. Por un lado encontramos la contaminación que se deriva de fuentes fijas que emiten contaminantes de manera continuada, como pueden ser los gases que emanan diferentes tipos de actividades industriales. Por otro lado encontramos la contaminación generada por impactos episódicos, por ejemplo, la que se deriva de accidentes en actividades industriales o durante el transporte de materiales de alto riesgo. Si bien, los métodos aplicados para medir la calidad del aire y las acciones que se toman para minimizar los impactos negativos de los contaminantes varían según la fuente que los originan (ya que el tipo de contaminantes que generan son diferentes),  los vehículos aéreos autopilotados o teledirigidos resultan muy prácticos y de ello que tengan una amplia aplicación, si bien no sustituyendo, sí apoyando a los equipos tradicionales de observación de la contaminación atmosférica como globos, aviones y redes superficiales de observación.

En el control de la calidad de aire, los drones sirven como embarcación en la que se instalan los instrumentos que se emplean para medir la contaminación atmosférica. Es importante considerar que cuando se decide emplear vehículos de este tipo, deben poder embarcar la instrumentación requerida para lograr conseguir las medidas en los rangos temporales y espaciales necesarios, según el tipo de observación que se vaya a realizar. Por lo anterior, se debe tener claridad respecto al tipo de observación que se pretenda llevar a cabo y al tipo de instrumentación que se requiera para ello, de esta manera se pueden determinar las características que deberá reunir el dron.

Uno de los usos más comunes que puede recibir un dron en la observación de la calidad de aire es en la medición de la contaminación de origen automovilístico. Los automóviles emiten óxidos de nitrógeno, partículas de polvo y humo en suspensión. Los óxidos de nitrógeno, por reacciones fotoquímicas producen ozono, que rellena la parte baja de la tropósfera y se transporta a grandes distancia afectando regiones distantes al lugar donde fue producido, causando daños en especies vegetales y en la salud de personas y animales. En este punto cabe mencionar que el ozono que es generado por las emisiones automovilísticas no tiene relación con la capa de ozono que nos protege de los efectos dañinos de la radiación ultravioleta, y se trata únicamente de un gas de efecto invernadero de un fuerte carácter oxidante.

La medición del ozono se puede hacer mediante dos tecnologías: la medida electroquímica en la célula líquida y la medida en el ultravioleta. En las redes de vigilancia superficiales y en los aviones, la medida en el ultravioleta es la más utilizada y en la observación mediante globos se emplea más comúnmente la medida electroquímica en célula líquida. Para ello se emplean sensores especializados y, en caso de que se decida instalar estos sensores en un dron se debe considerar que los de medida en ultravioleta pesan aproximadamente 2 kg y necesitan una alimentación continua de 12 V, mientras que los de medida electroquímica pesan alrededor de 200 gr pero necesitan de un proceso de calibración y preparación previos cada vez que se vayan a emplear.

Es precisamente por las características de los sensores utilizados para el control de la calidad del aire que lo más común es que en los drones sólo se instalen sensores electrónicos que miden la concentración de gases en la atmósfera. Estos sensores son dispositivos pequeños de poco peso que se pueden acoplar fácilmente a una placa electrónica en miniatura. Con la disminución en peso y volumen que supone el uso de este tipo de instrumentos de medición, el dron puede sondear grandes volúmenes de aire durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, la medida fácilmente puede alterarse por la presencia de otras especies químicas de distinta naturaleza que la que inicialmente se pretende medir, de manera que la medición no puede ofrecer la misma precisión que un sistema de observación tradicional.

Hoy en día, el tipo de sensores que se instalan en un dron son de nueva generación, los que basan sus medidas en la determinación de corriente establecida entre dos electrodos cuando el gas que se esté midiendo reacciona con el electrodo de trabajo. Los sensores de nueva generación tienen una membrana porosa que permite al gas medido difundirse en el interior de su celda, y al contacto con un electrodo sensible generar una corriente eléctrica que hace variar la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo con los que están configurados. Es la variación en la señal eléctrica lo que se mide y amplifica, ya que es un valor proporcional a la concentración del gas. La configuración de este tipo de dispositivos varía según el tipo de gas que se desea medir y en todo caso, instalados en un dron, a pesar de que no se alcance la precisión de un sistema tradicional, permiten hacer observaciones continuas de la contaminación atmosférica.

Uso de drones en la obtención de datos para cartografía

Desde la antigüedad la cartografía de los terrenos se ha realizado para simplificar los elementos que presenta la superficie y consiste en su interpretación, análisis y representación gráfica. Con el paso del tiempo, los instrumentos utilizados en la cartografía se han sofisticado y las representaciones que se hacían en papel actualmente se hacen digitalmente. Asimismo, debido a una alta demanda de obtención de datos en una escala de tiempo y espacio reducida, se han comenzado a utilizar drones para obtener la información necesaria para realizar las representaciones gráficas del terreno.

El uso de estos vehículos aéreos pilotados remotamente representa muchos beneficios, entre los que se encuentra el ahorro de tiempo, reducción de costes y la obtención de resultados precisos y satisfactorios. Para conocer más acerca de la manera en que el uso de un dron puede simplificar las tareas propias de la cartografía, a continuación explicamos los métodos empleados para el manejo e interpretación de datos cartográficos.

En cartografía se utilizan tres tipos de programas en el manejo de datos para producir las representaciones de la superficie analizada: programas de diseño asistido por computadora, programas de sistemas de información geográfica y programas de teledetección. Los programas de diseño asistido por computadora, CAD, generan dibujos 2D y tienen herramientas para hacer modelados en 3D a partir de entidades geométricas vectoriales. Los programas de sistemas de información geográfica cuentan con herramientas para combinar y relacionar elementos georeferenciados y finalmente, los programas de teledetección, además de poder captar estos elementos georeferenciados pueden recoger imágenes de la superficie en diferentes bandas del espectro electromagnético, es decir, con ellos se pueden captar imágenes que no se pueden percibir a simple vista.

Además de estos programas, la cartografía emplea herramientas como la fotogrametría para determinar las propiedades geométricas de los objetos a partir de fotografías captadas, de esta manera se obtiene información bidimensional para hacer las representaciones y se pueden medir coordenadas 3D. La fotointerpretación es otra de las herramientas que se utilizan para determinar los elementos que intervienen en un terreno a partir de un trabajo de campo. La tecnología GPS también tiene un amplio uso ya que permite determinar las coordenadas de cualquier elemento que se encuentre sobre la superficie terrestre con gran precisión.

Para obtener los datos necesarios para poder utilizar cualquiera de los programas y herramientas que acabamos de describir es necesario utilizar herramientas que puedan captar los datos a una alta resolución espacial, ya sea en imágenes planas o en imágenes tridimensionales. Es aquí donde el uso de drones resulta una excelente opción para tomar fotografías de los terrenos que se desean analizar, ya sea que se equipe el dron con una cámara fotográfica convencional, con una cámara focal fija o con una cámara multiespectral que pueda captar diferentes bandas del espectro electromagnético.

Al utilizar un dron para la obtención de datos en cartografía es necesario considerar algunos factores, como la escala a la que se trabajará para poder visualizar los elementos del terreno claramente. A partir de la escala que resulte adecuada, según el tipo de datos que se desea recabar, se determina la altura de vuelo del vehículo aéreo y en todo caso esta debe sujetarse a los rangos de altura aceptados por las normas vigentes. Otro punto a considerar son las condiciones atmosféricas del lugar donde se esté recabando la información, ya que afectan la precisión de la captación de datos y pueden generar dificultades en el piloteo del dron, pues como sabemos, son equipos muy ligeros que resultan vulnerables a la acción del viento y de ciertas condiciones meteorológicas.

En todo caso se recomienda que se consulte el manual del dron y se disponga un procedimiento de vuelo condicionado por la meteorología para evitar fallas y problemas de seguridad durante el vuelo, siguiendo siempre las indicaciones del manual del operador. En este punto cabe mencionar que antes de comenzar el vuelo, el dron debe calibrarse y se debe hacer una comprobación de todos los sistemas y equipos que se le hayan instalado al dron, ello con el fin de reducir los errores en la captación de datos y asegurar la calidad de los resultados.

Después de que los datos han sido recabados se exportan a los programas especializados para realizar el procesamiento fotogramétrico y el procesamiento de los datos. Estos programas hacen una nube de datos coordenados, un modelo digital del terreno y la composición de una imagen georeferenciada. Es necesario que previo al procesamiento de datos se conozca el sistema de coordenadas que se empleó en el proceso de recabado de datos, de lo contrario no se podrá hacer la configuración el software utilizado correctamente y se corre el riesgo de que se produzcan deformaciones en los resultados.

Cuando se han generado los modelos se exportan a un programa de diseño para modelar, analizar y diseñar las superficies previamente generadas con la nube de datos coordenados. Para el análisis, gestión y almacenamiento de la información geográfica recabada se utilizan los sistemas de información geográfica que parten de la combinación de la información gráfica y alfanumérica y utiliza el formato vectorial y ráster. Finalmente, con la teledetección se hace el análisis de la superficie y de los elementos que intervienen a partir de la identificación de la reflectividad de los objetos en las imágenes multiespectrales captadas.

En próximas entradas hablaremos de las aplicaciones de los drones para el análisis del suelo de diferentes terrenos y de la manera en que se generan datos topográficos y otras representaciones en cartografía a partir de los datos recabados con ayuda de esta tecnología.

Circuito cerrado basado en IP

Anteriormente en este blog hemos hablado de las características generales de los sistemas de seguridad de circuito cerrado de televisión (CCTV), así como de las ventajas de su uso en diferentes tipos de negocios y en el hogar. En esta ocasión abordaremos las peculiaridades que presenta un sistema de este tipo, pero de trasmisión de video por protocolo de internet, es decir un CCTV de red IP y de los beneficios que puede representar su uso como sistema de videovigilancia.

Recordemos que los sistemas de videovigilancia CCTV se basan en la tecnología que se emplea para la transmisión televisiva para emitir la señal, sólo que estos lo hacen únicamente a un monitor o conjunto de monitores, es decir, no transmiten en modo abierto. Las cámaras de seguridad que componen estos sistemas se conectan por cables para transmitir la señal de video hasta los monitores para la visualización de las imágenes captadas, pero hoy en día, gracias al avance tecnológico, las conexiones con cables pueden ser suplidas por receptores inalámbricos mediante la implementación de un sistema basado en IP.

Con los sistemas de CCTV basados en IP los usuarios pueden disfrutar de mayor comodidad, pues su instalación no requiere del uso de cables que conecten las cámaras con los monitores. Además, las cámaras IP son de una resolución mayor que las cámaras analógicas y dependiendo de su campo de visión, pueden realizar el trabajo de varias cámaras convencionales, ya que tienen la capacidad de cubrir zonas más amplias y hacer un zoom más cercano sin que ello implique la pérdida de nitidez en la imagen capturada. Para obtener los máximos beneficios, los sistemas de CCTV basados en IP utilizan cámaras IP de alta resolución, es decir HD, las que además de ofrecer muchas ventajas respecto a la visualización de las imágenes, suelen integrar características que permiten actuar de manera más rápida cuando se presentan emergencias o actividades sospechosas en el sitio en que se encuentren instaladas.

La transmisión de imágenes en HD de las cámaras de seguridad IP puede ir acompañada de la transmisión simultánea de las mismas imágenes, pero en una resolución menor, lo que permite tener un control mejor e incluso monitorear la actividad de las cámaras desde un teléfono inteligente. Por otra parte, este tipo de cámaras se pueden configurar para capturar imágenes fijas y enviarlas por correo electrónico cuando alguna actividad sospechosa es detectada por el equipo, lo que permite a los usuarios actuar más rápido cuando se presenta alguna emergencia.

Las cámaras que utiliza un CCTV basado en IP transmiten la señal por un protocolo de internet y para que funcionen correctamente necesitan estar conectadas a una red Wi-Fi o bien, directamente a un módem por Ethernet. Esta característica, aunque ofrezca la ventaja de monitorear vía remota lo que ocurre en el sitio en que se encuentren instaladas las cámaras, puede tener algunos inconvenientes, como el hecho de que el equipo tenga que contar en todo momento con conexión a internet para operar correctamente y que el ancho de banda debe ser suficiente para que se establezca la comunicación con los servidores remotos y la imagen se transmita en una buena resolución. Es principalmente por esta razón que muchas personas prefieren utilizar sistemas con cámaras analógicas convencionales, sin embargo, hoy en día existen modelos de cámaras IP que solucionan los problemas operativos que más comúnmente se presentan en estos equipos.

Los modelos más recientes de las cámaras HD cuentan con códecs para la identificación facial y la captura de áreas de interés definidas por el usuario, además ofrecen un control sobre el tamaño de los archivos capturados y enviados vía remota, por lo que el ancho de banda ya no resulta un impedimento para que los CCTV basados en IP funcionen correctamente. Por otra parte, muchas cámaras incluyen una función de análisis inteligente de video que además de permitir un control óptico sobre la cámara, detectan las entradas y salidas al lugar en el que está instalado el equipo y los movimientos de los objetos para enviar alertas en caso de robo o de la presencia de algún intruso. Otra función del análisis de video inteligente es que puede manipular cambios de escena y enviar alertas en caso de que se produzcan movimientos no autorizados o se emplee alguna sustancia para impedir la visibilidad del equipo, como pintura pulverizada.

Uno de los problemas a los que se enfrentan continuamente quienes tienen un sistema de seguridad de circuito cerrado de televisión es que las imágenes grabadas no cuentan con la suficiente claridad y están desenfocadas, lo que dificulta las tareas de analizar las escenas y tomar una decisión rápida cuando se presentan emergencias o incidentes. Esto ocurre principalmente en establecimientos comerciales, como grandes cadenas de supermercados y tiendas departamentales. Para eliminar este problema, las cámaras IP cuentan con una función de escaneo progresivo que optimiza la manera en que se graban los videos para ofrecer imágenes de mayor nitidez. Esta herramienta permite una mejor apreciación de imágenes pausadas, por lo que la identificación de rostros y de matrículas de autos, por mencionar un par de ejemplos, resulta más sencilla, puesto que las imágenes no se ven borrosas.

Son muchas las ventajas que representa el uso de un sistema de seguridad de circuito cerrado de televisión basado en IP. Aunque los equipos de video que lo componen son más costosos que las cámaras de seguridad analógicas, son una inversión inteligente que trae muchos beneficios y que a la larga, permitirán ahorrar dinero y evitar pérdidas materiales e incluso humanas en caso de que se presenten siniestros y otro tipo de emergencias.