Investigadores de la Universidad de Piura (UDEP) diseñaron y construyeron un prototipo de dron de ala fija para facilitar el traslado de ayuda humanitaria, especialmente alimentos y medicinas, a las zonas afectadas por desastres naturales como los que provoca el Fenómeno El Niño.
Miguel Castro Sánchez, investigador principal del proyecto e ingeniero mecánico-eléctrico de la Facultad de Ingeniería de la UDEP, sostuvo en entrevista exclusiva con la Agencia de Noticias Andina que este proyecto se ideó a partir de las necesidades de asistencia que surgieron en la región Piura durante los desastres ocasionados por El Niño costero de 2017.
“Las torrenciales lluvias generadas por El Niño y que provocaron el desborde de los ríos y la inundación de muchas zonas que quedaron aisladas, como las ubicadas en el Bajo Piura (La Arena, La Unión, Chato Chico, Chato Grande, Pedregal, entre otras), a las que era imposible llegar por vía terrestre, nos hizo pensar en la necesidad de formular una solución para llevar ayuda, sobre todo alimentos y medicinas, a las poblaciones afectadas por este desastre natural”, manifestó.
Es así que un equipo de docentes investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UDEP, liderados por Miguel Castro Sánchez, Jorge Machacuay (actual decano de dicha Facultad) y José Céspedes, elaboraron el proyecto denominado “Dron para monitoreo y asistencia remota ante desastres naturales”.
Diseño y fabricación del dron
Castro Sánchez refirió que el proyecto empezó a ejecutarse en 2019 con un financiamiento de 200,000 soles por parte del Concytec, en convenio con el Banco Mundial, a través de su unidad ejecutora Fondecyt.
Consistió en el diseño y fabricación de un prototipo de dron de ala fija, que es un tipo de vehículo aéreo no tripulado que puede moverse y sostenerse en el aire hasta los 1,000 metros de altura. La distancia entre los extremos de las alas es de cuatro metros y tres metros de la punta a la cola.
Resaltó que un dron ofrece muchas ventajas respecto de otros vehículos aéreos, como los helicópteros y avionetas, en la atención de las zonas afectadas por los desastres, dado que pueden llegar a zonas de muy difícil acceso para las mencionadas aeronaves.
A diferencia de los drones convencionales que se movilizan con hélices y que no pueden soportar mucho peso por el riesgo de perder su autonomía de vuelo, el dron de ala fija creado por la UDEP sí puede hacerlo.
“Nuestro dron cuenta con un ala fija que lo convierte en una mini avioneta, capaz de soportar cargas de hasta 5 kilogramos y resistir ráfagas de viento. Con la ayuda de programas de medición se hicieron los cálculos específicos y muy exactos que permitieran diseñar el prototipo perfecto para las necesidades del proyecto”, describió.
De esta manera, el dron diseñado por el equipo de docentes investigadores de la UDEP tiene la capacidad de trasladar alimentos, medicinas, unidades de sangre, entre otros productos vitales para los damnificados por un desastre natural. Según el diseño sus creadores, el dron de ala fija no aterriza en las zonas inundadas, sino que arroja, desde una altura establecida y fuera de peligro, el cargamento con la ayuda humanitaria.
Construido con impresión en 3D
Una de las innovaciones en la construcción del dron de ala fija de la UDEP es el empleo de impresoras en 3D del laboratorio de Campus de la Universidad de Piura, lo que permitió fabricar el 70% de las piezas.
Asimismo, el dron posee una autonomía de vuelo de 100 kilómetros (50 de ida y la misma distancia para retornar) y, a diferencia de los drones convencionales que utilizan baterías de litio para accionar las hélices, el dron de ala fija requiere de dos tanques pequeños de gasolina para movilizarse.
“Este dron se maneja a distancia con la ayuda de una cámara de alta resolución, aunque el aterrizaje se realiza de forma manual mediante un control de mando", mencionó.
El proyecto se desarrolló con el apoyo del Club de Aeromodelismo de Piura, que prestó sus instalaciones y brindó su amplia experiencia en vuelo de drones para las pruebas necesarias del prototipo del dron de ala fija.
“Nunca habían trabajado con un dron de estas dimensiones, por lo que esta pionera experiencia permitió generar una sinergia muy importante para el éxito del proyecto", remarcó Castro Sánchez.
Desafíos
Si bien el diseño del dron de ala fija se desarrolló en los plazos previstos, surgió una indeseable demora en el proceso de fabricación y ensamblaje debido a la pandemia del covid-19 que retrasó por varios meses la adquisición de las piezas que se necesitaban para completar el armado del dron.
A ello se sumó el hecho que, debido a las dimensiones del dron, se requería de una pista de despegue y aterrizaje de al menos 200 metros de largo. Y el Club de Aeromodelismo de Piura solo contaba entonces con una pista de 50 metros.
Por ello fue necesario acudir al Grupo Aéreo N° 7 de la Fuerza Aérea del Perú (FAP) que sí cuenta con una pista con el largo necesario para el despegue y aterrizaje del dron. “Allí se hicieron las pruebas de vuelo con éxito”,
manifestó.
Dron replicable
El investigador de la UDEP subrayó que el proyecto buscó desde sus inicios que el prototipo de dron a desarrollar pueda ser replicado, para lo cual se tiene que obtener la mayor parte de las piezas en el Perú. Por eso se apostó por la impresión en 3D que permite producir de manera más rápida y económica las piezas que se requieren para ensamblar el vehículo aéreo no tripulado.
Y con el propósito de compartir los conocimientos y experiencia logrados en este proyecto, la UDEP está en proceso de firmar un convenio con la FAP para trabajar juntos en la producción de drones.
“Un profesor nuestro ya visitó las instalaciones del Servicio de Mantenimiento Aeronáutico (Seman) de la FAP para conocer su trabajo y ellos harán lo propio en la UDEP. Vamos a trabajar en conjunto y espero que el convenio se pueda suscribir este mes o el siguiente para compartir nuestro conocimiento y experiencia y asesorarles en la elección de los equipos de impresión en 3D para que puedan dar el salto tecnológico a la manufactura 4.0 que facilita mucho las cosas y permite imprimir muchos materiales”, expresó.
Resultados
Castro Sánchez destacó que, a partir del desarrollo del proyecto de dron para el traslado de ayuda humanitaria a zonas afectadas por desastres, se ha generado una tesis de pregrado, dos artículos científicos enviados a publicaciones internacionales indexadas, y la participación en el XXIV Congreso Nacional de Ingeniería mecánica, eléctrica y afines, en el 2021.
Segunda versión del dron
Terminado el proyecto, a mediados de 2022, el equipo de investigadores de la UDEP se propuso diseñar y fabricar una segunda versión mejorada, esta vez con financiamiento propio de la UDEP.
Aunque se mantiene las dimensiones de las alas, en esta nueva versión se redujo la distancia de la punta a la ola, a menos de cuatro metros para que pueda despegar y aterrizar en una pista de 50 metros de largo y no de 200 metros como lo requería el primer prototipo. “De esta manera, el nuevo dron puede despegar y aterrizar en espacios acondicionados en el mismo campus universitario y no necesitar de otras instalaciones como la pista del Grupo Aéreo N° 7”, dijo. También se redujo el peso de carga a transportar, de 5 a 2 kilogramos.
Castro Sánchez sostuvo que la mejora más notable en esta segunda versión del dron es que el 90% de las piezas necesarias para su ensamblaje se pueden obtener mediante impresión en 3D, a diferencia del anterior prototipo que solo se podía imprimir el 70 %.
“Compramos una impresora para fibra de carbono, un material más ligero, pero más resistente que el acero. Y la impresora permite imprimir en su integridad componentes como las alas que en otros casos se fabrican con madera balsa y resina de fibra de vidrio. Este nuevo dron está hecho en sus partes más resistentes con fibra de carbono y el proceso de construcción es mucho más rápido. Y también puede despegar en cualquier pista de 50 metros de largo. Lo importante es que esta tecnología está a disposición de quienes deseen replicarla”, finalizó.
(FIN) LZD/MAO
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