Entrevistas TenTIC: Modesto Agudo, Drones

Buscando información sobre el mundo de los drones en las Islas Baleares nos han hablado de Modesto Agudo, Ingeniero Técnico en Telecomunicaciones, máster en Liderazgo Diplomacia e Inteligencia, actualmente realizando máster en matemáticas en la UIB y miembro de GEOINTEL-3.  Nos gustaría profundizar en la motivación, los estudios, la disciplina, la metodología y la tecnología que necesita una persona para llegar a diseñar y construir su propio dron en el marco de nuestro proyecto Ten TIC (tendencias de futuro en las TIC) continuando con nuestra serie de entrevistas a expertos.

Modesto Agudo

 1. ¿Qué es un dron y para qué puede servir a un particular o una pyme? Nos puede poner ejemplos?

El concepto dron engloba muchos tipos de máquinas o estructuras, pero en general y queriendo ser formales, sería una máquina capaz de actuar con una mínima o nula participación humana, en las tareas más sencillas o automatizadas realizando operaciones o usando herramientas como sensores, cámaras, etc…. Esta definición incluye a muchos tipos de dron. Existen en los tres medios, agua, en plataformas móviles, mini submarinos de inspección, por tierra, modelos con ruedas, orugas o con patas mecánicas o aire, como los que yo diseño, ya sea ala fija o multirotores.

Las tareas que pueden realizar son numerosas y todo el mundo hoy en día, creo que tiene una ligera pero cierta idea de sus capacidades. Tenemos desde inspecciones aéreas con todo tipo de cámaras, para modelar planos con todo detalle, cámaras de infrarrojos para detectar fuegos en áreas protegidas, detectar el calor de personas perdidas en mitad del bosque, para la detección de contaminantes, para diseminar semillas, fumigar, etc..

Creo que hay dos razones para usar drones. La principal es económica, es decir, antes, hacer ciertas tareas aéreas tenían un coste altísimo, hoy los drones sustituyen aquellos medios que se utilizaban para estas tareas. Con el uso de drones ya no es necesario pagar el coste de pilotos, combustibles, seguros de vuelo, transporte, tiempo necesario para estas operaciones, peligrosidad, etc… La segunda es razón es una mayor efectividad de estas tareas, el uso de drones puede ser planificado en menos tiempo, necesita menos personal, la peligrosidad es mínima por no decir nula, el uso de cámaras o sensores que antes se usaban ahora pueden ser perfectamente transportados por drones, además de poder llegar a lugares donde es imposible por medios tradicionales, dentro de la estructura de un edificio ardiendo, llegar a escasos metros del punto de calor para comprobar si es la persona perdida o un fuego, etc… Lo cual iguala o mejora el servicio que se necesita dar en tiempo, riesgos, permisos y eficiencia. Todo esto les dio a las pymes que creyeron e invirtieron en este mundo, un lugar dentro del mercado de servicios aéreos antes reservados a grandes empresas.

 

Proceso de fabricación de un Dron

2. ¿Qué disciplinas y tipos de colaboradores necesita una persona particular o pyme para diseñar y construir un dron?

Al principio todo es copiar lo que se hace por Internet, la verdad, coger y comprar el mismo material que usan otros y seguir las guías para que salga igual.

Pero con el tiempo y si el interés continua y crece, uno se da cuenta que quiere hacer otras tareas y ve que con una pequeña inversión de tiempo y dinero puede hacerlo realidad. También uno se da cuenta que tiene que aprender muchas cosas.

En mi caso, como amateur, aprendes tareas muy manuales al principio, usar herramientas para montaje de las estructuras, identificar tipos de material, soldador, voltímetro, etc… Y claro, llegas a aprender temas legales, electrónica, soldaduras, programación, etc… al principio todo es sencillo pero ha llegado a ser muy complejo y avanzado porque hay que tratar con datos de sensores y estos se deben procesar por software con eficiencia para tener óptimos sistemas de comunicaciones, radio, telemetría, estabilidad, vibraciones. Así que al final, llegas a usar herramientas de diseño, cortadoras de piezas por ordenador, impresoras 3D para piezas pequeñas, uso de materiales como fibra de carbono, aluminio, entre muchas más. Es decir, estar actualizado en todo momento y en contacto con personas que siempre pueden añadir ideas, conocimiento y ayuda son vitales.

 3. ¿Cuáles son las diferencias entre los drones comerciales, y los drones diseñados para uno mismo?

Hay muchas. Los sistemas comerciales están cerrados, no son manipulables por el usuario. Y por lo tanto las tareas que hacen son las que tienen desde la compra. Por poner un ejemplo, grabar video, muchos drones traen cámaras pero no es posible ni cambiarlas o adaptarlas por la que uno tiene o cambiarlas por otra más moderna que no sea la que la empresa te ofrece. Otro ejemplo, si un dron queda anticuado normalmente con sustituir la electrónica o el software por el que uno necesita, porque las necesidades cambian, no es posible hacer nada sin violar los derechos de propiedad intelectual privados. Lo cual es totalmente respetable, pero creo que un sistema abierto permite ofrecer muchas más cosas a un usuario si este desea cambiar o quitar o añadir características a su dron. Y allí estaré yo para ofrecer consejo.

El dron se adapta a las necesidades de cada tarea

 4. ¿Cuál es el proceso de legalización de un dron construido por uno mismo?

 

Yo lo hice a finales de 2014. Y las cosas han cambiado radicalmente. El procedimiento de legalización de un dron habrá cambiado seguro pero lo mejor es tener preparados todos los datos que nos pedirán de nuestro drone. Peso, medidas, planos detallados, sistemas de lleva a bordo, capacidades de vuelo, peso en carga, maniobrabilidad, velocidad de traslación, velocidad de toma de altura y qué sistemas de prevención de incidentes lleva. Si pierde la señal de control, un motor en vuelo, si hay viento fuerte, señal débil de gps, etc. Otro dato importante a tener en cuenta, es dónde volará en exteriores o indoor (donde no es preciso licencia), en España o en otro país, las leyes de radio control en Estados Unidos, por ejemplo, obligan a usar otro rango de frecuencias distintas que en Europa, como alturas máximas permitidas, seguros, etc…

Con todo esto, en AESA (Agencia Española de Seguridad Aérea) se rellenarán una serie de formularios, como hice yo en su día y esperar a la aceptación de la petición y poner una matricula al dron en lugar visible. Debo decir que en su día, no hace tanto, AESA, no sabia ni que pedirnos así que nos pidió datos y pruebas propias de los RPA. Se hizo largo y pesado. 

 5. ¿Qué material hace falta para construir un dron?

 La verdad es que se puede hacer un dron con materiales, sistema de control de vuelo, motores, hélices, baterías y radio control básicos desde 100€, puede que menos. Los materiales de la estructura pueden ser cualquier tipo, madera, plástico o metal. Muy manejables con sencillas herramientas de corte y pulido, los controladores de vuelo, pueden costar 5€!. Lo más interesante es que crear un dron, es relativamente sencillo y barato, así como el tiempo dedicado por día. Así fue mi caso. Empecé con materiales corrientes y ahora manipulo fibras de carbono, metacrilato, aluminio, entre otros…

 

 6. ¿Podría fabricar usted mismo parte de estos materiales? ¿Cómo?

 Un dron, construido por mi, puede ser primero un prototipo, con madera o aluminio, que son sencillos de adquirir y manipular y así observar el comportamiento u otras propiedades del nuevo dron. A partir de ahí hay materiales que no es posible fabricarlos, las baterías, las hélices, los motores, radio control o controlador de vuelo, que deben ser adquiridos. En el caso del controlador de vuelo adquirido, importante es que sea programable por uno y así pueda controlar el dron como uno quiera. Por ejemplo, se puede usar sistemas  Arduino(de arquitectura abierta)Raspberry Pi , APM o CC3D, entre otros que son más profesionales pero de filosofía de código abierto.

Resumiendo diría que los elementos necesarios que no puedo fabricar son muy variados como motores o hélices, baterías o sistema de radio, pero la oferta y variedad hacen asequible el diseño a medida sin muchos problemas.

Fabricación a medida para un cliente

7. ¿Qué tecnología utiliza para construir drones? ¿Y qué lenguajes de programación y programas informáticos para programarlos?

Hay muchas y van evolucionando. Yo, concretamente, utilizo los servicios de empresas que tienen corte por ordenador porque realizarlo uno mismo es costoso e imperfecto o incluso peligroso como manipular materiales como la fibra de vidrio o carbono.

Después hay piezas pequeñas y medianas que se pueden fabricar perfectamente con impresoras 3D haciendo en un momento un recambio o nuevas piezas en tiempo mínimo y calidad profesional.

Otras tecnologías como la electrónica, han permitido ganar en menor consumo, potencia y tamaño y están en lo más innovador de nuevos materiales o componentes más resistentes a calor, vibraciones o alimentación. Por ejemplo antes los controladores de vuelo eran procesadores de 8 bits, básicos en extremo, pero ahora son de 32 bits, con multitud de puertos, adaptadores de wifi o bluetooth, a velocidades de proceso de 1Ghz o más, con capacidades de memoria que nos permite controlar el flujo de datos procedentes de sensores y dispositivos como el GPS, por poner un ejemplo.

Las baterías LiPo (polímeros de litio) están en el máximo exponente de la tecnología, un tema muy actual con los vehículos eléctricos y que nos favorecerá porque es el mismo punto débil tanto de vehículos eléctricos como de drones. Resuelto esto, sus evoluciones serán imparables.

Los lenguajes de programación son Python, C, Wiring o lenguajes cercanos a estos. Con herramientas muy potentes para control de dispositivos o computación distribuida. Así como entornos de desarrollo avanzados (EDA). 

 8. ¿Qué permisos necesita para usar un dron y cómo se pueden conseguir?

Principalmente dos. Uno es la licencia de vuelo del dron. Otorgado por AESA. Y el otro, la licencia de piloto. Los detalles como están cambiando constantemente es difícil detallarlos, pero intentar mejorar una situación de mínima seguridad por crear un espacio real de trabajo para un sector que está creciendo enormemente. También ello conlleva que es necesario contratar un seguro de terceros como el de nuestro coche, básicamente. Pero todo esto, es además, si se puede complicar más, diferente en otros países, en algunos no hay problema para pilotar drones sin licencias como aquí.

 9. ¿Qué le ha aportado a nivel técnico y a nivel teórico la construcción de drones?

A nivel técnico, yo hice ingeniería técnica de telecomunicaciones, la teoría era demasiada y la práctica muy escasa. Poder trabajar con frecuencias de 433Mhz hasta 5Ghz y saber usarlas según la necesidad. Vigilar las posibles interferencias, entre ellas o incluso que afecten a los cables o viceversa me dio mucha experiencia. Así como saber realmente lo que es trabajar con madera, aluminio, fibras viene con la experiencia. También temas de obtención de datos con sensores y programar los controladores para tratar todos estos datos a suficiente velocidad para que no se pegue en el suelo o con un árbol o edificio. Tipos de cámaras, lentes, enfoque….

A nivel teórico, temas de aerodinámica, soportes de energía, para el tema aún no resuelto de las baterías, nuevos materiales, que hacen posible estructuras robustas con menor peso. Matemáticas y física aplicadas a la realidad y conocimientos generales de todo tipo. Pero también amistades, razones para viajar y ver ferias, ir a congresos, estar al día en ciencia y técnica. Es una forma más de crecer y estar en continuo movimiento.

En definitiva conocimientos de un gran número de campos que dan una visión en conjunto de gran valor.

 10. ¿Cuál es la metodología y las fases para construir un drone? ¿Cuáles son las principales ventajas e inconvenientes de construirlo uno mismo?

 Son muy concretas. Primero hay que definir los límites y características principales del dron. Tipo de dron, si es mejor una ala fija, un quadcopter. El tiempo de vuelo mínimo nos define el tipo de la batería y capacidad mínima necesaria, etc…. Y por otro lado, y no de menor importancia el presupuesto y tiempo para diseñarlo. Esto es a nivel teórico. Y prácticamente todo se puede hacer con un papel y una calculadora.

Hacemos el pedido de materiales, motores, hélices, baterías y sistemas electrónicos ya sean cámaras, gimbals, receptores de radio y GPS, etc….

Después a nivel práctico. Tenemos la opción de utilizar modelos (estructuras) ya existentes o tratar de innovar pero podemos hacer pruebas de electrónica, sensores, controladores, motores de propulsión o hélices con drones de pruebas. Estudiamos el comportamiento de todo un montón de dispositivos, vibraciones, efectos de radiofrecuencia, tipo y tamaño de hélice, baterías y el peso que tienen, etc…

Quedaría hacer pruebas de vuelo, para comprobar maniobrabilidad y las capacidades de vuelo y eficiencia.

Por último sería declarar a AESA el nuevo dron. Y ponerle la matrícula al dron, visible para cuando sea necesario mirar.

En pocas palabras, claro… porque todo esto puede llevar de 3 a 6 meses o incluso más de trabajo no exclusivo.

Pruebas de vuelo de dron por Modesto Agudo

 11. ¿Nos puede poner un ejemplo de un dron autoconstruido y una estimación del tiempo y del presupuesto en piezas que se necesita para hacerlo realidad?

El primer y único gran dron que me encargaron se construyó por fases. El tiempo total fue casi un año pero en realidad con cuatro o cinco meses todo podría haber sido preparado. En mi caso este primer gran dron formó parte de mi aprendizaje. Era un reto pues se trataba de rentabilizar mi tiempo que otras veces ya había utilizado para hacer otros drones para mi gusto sin beneficio esperado. El presupuesto aproximado cerca de dos mil euros. Pero al final me gasté bastante más. El otro de tamaño menor, en tres meses estaba listo. Con pruebas de vuelo un poco más. Calcular un presupuesto y las horas que uno puede dedicar a un proyecto es muy complicado pero por experiencia uno va afinando.

Comprobar que las piezas dan estabilidad, tienen durabilidad y son óptimas a nivel de material y presupuesto son claves. Pero hay que decir la verdad, si es por proyectos encargados, no podría vivir de esto nunca. Por eso puedo decir que sólo es una afición, al menos por ahora.

12. ¿Nos puede recomendar algunas webs donde aprender sobre drones?

 Hay muchas. Por ejemplo las españolas, www.rctecnic.com, www.aerobotica.com, para noticias de este mundo, www.todrone.com, para consultar que hacen los mejores amateurs del mundo www.diydrones.com con blogs, manuales, etc…

 13. ¿Qué aconsejas que estudie un joven que se quiera dedicar al diseño, construcción y pilotaje de drones? ¿Puede estudiar en las Islas Baleares, o debe salir fuera?

Hasta hace poco todo el mundo tenía que ir fuera para poder obtener un título de piloto. Actualmente en Mallorca en Panamedia se puede obtener este título.

Para diseñar aún no existe ningún estudio específico para construir o diseñar drones, excepto los estudios más genéricos pero dedicados a vehículos que vuelan podría ser la carrera universitaria de aeronáutica en la cual se estudian sistemas de vuelo aeronáuticos dentro de estructuras como hacen ahora con aviones helicópteros y drones militares.

Aunque uno puede hacer drones sin tener que estudiar aeronáutica. Es una cuestión de voluntad para aprender temas y conceptos que sean necesarios con el diseño. Realmente no son conceptos esotéricos, al contrario, hay en la red algunos masters y postgrados que nos acercan a conceptos relacionados como drones.

Proceso de análisis de datos

 14. ¿Y a uno que se quiera reciclar para dedicarse en este nuevo campo que ahora parece estar tan de moda?

Bueno, un buen ejemplo podría ser yo mismo, que he encontrado en este campo el reciclaje y una nueva oportunidad de sentir pasión por la ingeniería. Comenzar con pasos cortos, invertir poco tiempo y dinero… e ir comprobando si le gusta o decidir qué tipo de dron le gusta más, quadcopter, tricóptero, ala fija, submarinos, flotante, terrestre, etc… hay tantos tipos que es un mundo apasionante. Se trata de inventar, crear y el límite aunque sea un tópico, es uno mismo

 

 15. ¿Nos puede recomendar una película que inspire el mundo de los drones?

Hay muchas. Ahora que recuerde rápidamente … por ejemplo “Avatar” donde se ve un dron como un vehículo militar aunque es una animación es realmente posible, algunos amateurs lo han llevado a escala real. Al filo del mañanacon Tom Cruise. Estas son de carácter futurista pero podrían ser reales.  Otra película donde aparece un drone que puede que algún día llegue a ser posible es en “Oblivion”.  Una película actual de ética del uso militar de los drones aún por estrenar seGood Kill. En general aparecen en muchas más películas, normalmente con tareas de vigilancia o de ataque, pero saldrán, estoy seguro, con muchas más variantes.

 16. ¿Nos puede recomendar un libro que explique parte de lo relacionado con el mundo de los drones?

La verdad es que no conozco ningún libro que explique técnicamente cómo se fabrica un dron, pero hay muchos libros de ámbito genérico que explican los tipos de drones, del mar, de la tierra o del aire o contando sus utilidades y usos hoy en día y el futuro.

Un dron es el conjunto de distintos campos técnicos reunidos dentro de una estructura que trabajan de forma sincronizada y eficiente … toca muchos campos y definir un dron es complicado técnicamente sin cometer el error de limitarse a unos tipos de dron.

 

 

Acerca de Dr.TIC

Servei d'assessorament tecnològic per a empreses que volen obtenir una visió general del grau d'ús de les TIC al seu negoci i millorar la seva salut TIC.
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