Drons del camp de batalla a l'aula

2014/02/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Demà temperada a la platja d'Ondarreta. Un grup relativament gran de joves vestits amb un peto groguenc i verd sobre la sorra, es fixa en els transeünts. Tenen alguna cosa entre mans, però no es pot detectar. El conjunt dels nens i nenes s'obre i deixen al descobert el seu aparell central. Dóna una aranya amb cos blanc central i quatre potes o braços que salin d'ella. De sobte els braços dels peus comencen a girar, per tant les ales, i l'andròmina va cap amunt. És un dron, un dispositiu volador sense conductor.
Ed. Beñardo Kortabarria/Elhuyar Zientzia

En el cicle d'obra civil de la Formació Professional de Bidasoa-Irun es va adquirir un dron fa tres anys i des de llavors s'està treballant amb un dispositiu volador. "Utilitzem el dron per a fer treballs de fotogrametria a través de fotografies --de Dani Tenarena, un dels professors del cicle. Busquem obtenir informació tridimensional de la Terra per a elaborar mapes que reflecteixin la planimetria i altimetria del terreny. De la terra o d'un objecte. De fet, en parlar de fotogrametria, jo puc reflectir de la mateixa manera la muntanya Jaizkibel o, per exemple, l'església d'Hondarribia. Al final és un objecte que jo puc imaginar".

Per a fer treballs amb finalitats purament estètics o d'entreteniment, el dron es pot conduir manualment mitjançant un joystic i amb el dispositiu a la vista. No obstant això, per a altres treballs tècnics, es condueixen de forma programada. En l'ordinador es realitza la programació del vol, s'especifiquen alguns punts a recórrer, els punts waypoints i se li indica què fer en aquests punts.

Per a la realització de treballs de fotogrametria, per exemple, el dron realitza fotografies de la terra de forma alineada en funció de l'objectiu que es desitja buscar i del recorregut que se li ha donat. Cadascuna de les fotografies se superposa a la següent, cobrint el 60-70% de l'anterior en longitud i el 30-40% en amplària.

Dani Tena, programant el dron. Ed. Beñardo Kortabarria/Elhuyar Zientzia

A través de diverses equacions és possible saber en quin moment s'ha tret cadascuna de les fotos i on estava la càmera en el moment de la seva sortida. Amb aquesta informació es determina la posició de tots els objectes superficials. "Quan preparem el vol, diem al dron, vola sobre la platja i fes fotos superposades al 70% i al 40%. Quan ho programem així, és el propi programari el que decideix el nombre de fotografies i posicions que ha de realitzar per a complir amb els requisits que ens hem marcat. El resultat és un núvol de punts".

Segons Dani Tena, durant el cicle, els alumnes han d'adquirir la capacitat d'aprendre a programar un programari que vola el dron. "No sols això, sinó que també han d'aprendre a programar el vol i després, una vegada que el dispositiu ha aterrat, aprendre a obtenir fotografies, a utilitzar programari de fotogrametria i a realitzar mapes en tres dimensions".

Substitut de la topografia

Per a la realització de treballs de fotogrametria es marca el recorregut i les tasques del dron i el propi programari decideix el nombre de fotografies i posicions que ha de realitzar en aquestes condicions. Ed. IE FPS Bidasoa-Irun
Mitjançant les imatges obtingudes amb el dron s'obtenen ortofotos, és a dir, semblants als plans habituals utilitzats en cartografia, per a poder realitzar mesuraments precisos. Ed. IE FPS Bidasoa-Irun

La fotogrametria amb drons és considerada com l'hereva de la topografia clàssica a l'escola, sobretot des del punt de vista temporal i de cost. "Quan realitzarà el mostreig de la terra, el topògraf ha de prendre dades punt a punt. Per a obtenir entre 3.000 i 5.000 punts, un topògraf pot passar una setmana treballant amb mètodes clàssics. Nosaltres volem un matí o una tarda, portem les dades a l'ordinador i en 20 minutos generem 1.000.000 de punts. Potser la qualitat dels nostres punts no és tan bona, però la quantitat representa aquesta manca".

En els plans que es generen amb les imatges obtingudes pels drons apareix tot el que es troba en superfície: rampes, arbustos, tanques, escales, bancs... I d'aquests models també obtenen ortofotos, és a dir, representacions mitjançant fotografies de la superfície terrestre, amb tots els elements que apareixen a la mateixa escala, sense errors de perspectiva. En els ortofotos, per tant, es podran realitzar mesuraments precisos, igual que en els plans habituals utilitzats en cartografia. "És el futur. La topografia i la cartografia han evolucionat al llarg del temps, han passat diverses fases, i això és un més. No tindria sentit ensenyar als alumnes a utilitzar les eines que s'usaven fa 10 anys", diu Tena.

Per al parell dronea-fotogrametria es preveuen noves aplicacions: modelització d'edificis, restauració, excavació arqueològica tantes vegades com es desitgi, estat de pedreres, control d'instal·lacions elèctriques, etc. El treball del dron dependrà del sensor que se li posi. "El dispositiu volador té la seva importància, però el dispositiu no és el més important, sinó el sensor que se li aplicarà. Si li poso la càmera normal, farà fotos normals, el dron farà el treball segons el que li aplicarem amb la càmera de vídeo, amb una arma… Com a Formació Professional el nostre objectiu no és volar els dispositius. L'important és que l'alumne sàpiga quin tipus de sensors pot col·locar en el dron i què pot fer amb aquesta informació".

A més de la manera programada, existeix la possibilitat de conduir el dron manualment mitjançant un joystic. Ed. Beñardo Kortabarria/Elhuyar Zientzia

Quan el dron va trepitjar la sorra d'Ondarreta és el migdia i l'exercici ha acabat. La bateria tampoc la dóna per a molt més, prop d'una hora de recorregut. Temps suficient per a recollir les dades, retornar al centre i realitzar l'ortofoto de la platja amb la informació rebuda.

Diferents tipus de drons

Els usos dels drons poden ser, per tant, molt variats, i el propi ús condiciona amb freqüència el disseny d'aquest. Es classifiquen en funció del pes i tipus de sud. "Les de menys de cinc quilos, com la nostra, entren en la categoria de micròfons; a partir d'aquí, fins a 200 quilos, es consideren de categoria mitjana i més de 200 quilos com a grans. També es realitzen classificacions segons el seu pla de contenció per a aconseguir volar. Tenint en compte això, es distingeixen principalment dos tipus de drons: els d'ales giratòries i els d'ales fixes. Les rotatives poden tenir dues ales, quatre, sis, vuit o més; les fixes són com a avions, amb una hèlix que permet la propulsió del dispositiu i ales que asseguren el pla de contenció".

El dron de Formació Professional de Bidasoa-Irun és elèctric i funciona amb bateries. Els drons més grans també utilitzen un altre combustible, combustibles líquids com els avions, i tenen una gran autonomia per a volar, tant en el temps com en quilòmetres. Poden arribar a recórrer milers de quilòmetres.

Tant d'un tipus com d'un altre, els drons es mouen en una situació d'alegalitat, ja que encara no existeix una normativa clara. Es tracta d'iniciar el desenvolupament d'una normativa a nivell europeu, però fins al moment es poden utilitzar lliurement en un espai aeri no controlat. És a dir, no es poden utilitzar en les zones en les quals es mouen els avions comercials --en les proximitats dels aeroports -, no poden superar els 300 metres d'altura, ni els vols sobre grans aglomeracions estan prohibits, però la resta no té límits. "Als Estats Units estan més avançats des del punt de vista normatiu i ja es preveu que per a 2015 grans drons i avions comercials comparteixin espai aeri". És a dir, que hi ha nous colonitzadors.

Drons en recerca
Al juny de 2012, els membres de la Formació Professional del Bidasoa-Irun van tenir entre mans un projecte que pot ser un exemple d'un altre ús del dron. En col·laboració amb l'Institut Politècnic de Palma i a petició del Govern de Mallorca.
Va ser un projecte pilot per a mesurar l'impacte del morrut roig ( Rhynchophorus ferrugineus ) sobre les palmeres. Aquest coleòpter de 3-4 centímetres de gruix nidifica en palmeres, primer per la malaltia de la palma i després per la sequera. L'objectiu del projecte era trobar aquests nius per a identificar palmeres malaltes i sanes, i van decidir fer-ho des de l'aire.
Per a dur a terme el projecte es va instal·lar una cambra multiespectral en el dron. Aquesta càmera incorpora un sensor infraroig que mostra perfectament els canvis que es produeixen en la vegetació i els que no poden veure's a simple vista. Amb aquesta informació i utilitzant mètodes de teledetecció és possible realitzar estudis sobre l'estat de la vegetació. És una tècnica adequada per a l'elaboració de plagues, situacions d'estrès hídric, classificacions de tipus de boscos, etc., ja que en cada cas la resposta de l'espectre és diferent. Així ho diu el professor Dani Tena. "Encara que en algun periòdic s'hagi publicat així, nosaltres no vam anar a posar fi a la plaga del coleòpter, només vam fer un pilot de proves.
Això es deu a dos problemes fonamentals: d'una banda, a l'ésser una cambra molt nova, no li traiem el suc suficient i d'altra banda, no vam tenir un punt de presa de mostres unificat i gran. Moltes de les palmeres estaven aïllades als jardins dels propietaris particulars. Vam fer alguns vols, aconseguim imatges, una mica d'estudi, però fins aquí. Ara és possible reprendre el tema perquè estan demanant ajuda, i és possible que el multiespectral se substitueixi per una cambra termogràfica, ja que amb el canvi de temperatura de les palmeres és possible trobar el morrut".
Origen militar dels drons
Els drons tenen el mateix origen que altres dispositius actuals: l'exèrcit.
L'ús de drons amb finalitats militars va començar a expandir-se a la fi del segle passat, sobretot per ràdio control i satèl·lit. La fama va començar en la guerra del Golf, i en totes les guerres posteriors, tant en forma com en forma, han tingut protagonisme.
MQ-9 Reper dron militar. Ed. Exèrcit USA/Domini públic
S'han utilitzat com a diana --per a simular atacs d'avions-, per a recaptar informació i, per descomptat, per a tota mena d'atacs, sobretot en situacions d'alt risc. Aquesta és el principal avantatge dels drons, que poden utilitzar-se en zones de difícil accés o molt perilloses. I, per descomptat, no necessitar conductor.
Encara que semblen excel·lents dispositius per a fer la guerra, també tenen desavantatges: la interrupció de les comunicacions per satèl·lit no és tan difícil per als experts informàtics, el temps que passa de donar ordres a rebre impedeix afrontar imprevistos, els afecten els canvis de l'atmosfera, poden estar en mans de qualsevol...
Els grans drons també han fet el salt a la societat civil. S'utilitzen per a la vigilància dels límits, per a la vigilància de vaixells pesquers, per al seguiment de bancs de peixos, en serveis d'emergència, en els hidrohablantes que, controlats de manera remota, penetren a l'interior dels incendis, utilitzant cambres termogràfiques per al seguiment dels incendis encara que hi hagi fum que impedeixi la seva visió...