UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
MONOGRAFÍA Título: “DRONES: ORIGEN, DESARROLLO Y APORTES A LA INGENIERÍA IN GENIERÍA CIVIL”
Autor: ARAUJO SAUCEDO JEAN PIER Docente: Ing. Mendoza Corpus Carlos Alfredo NUEVO CHIMBOTE – PERÚ
2017
ÍNDICE INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I ................................................................................................................................. ................................................................................................................................ 2 1.
DRONES .......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 1 1.1. ANTECEDEN 1.1. ANTECEDENTES TES HISTÓRICOS.............................................................. ......................................................................... ........... 1 1.2. ORIGEN DE LOS DRONES ................................................................................. 2 1.3. DESARROLLO DE LOS DRONES ATRAVÉS DE LA HISTORÍA ................. 3 1.3.1.MISILES 1.3.1. MISILES CRUCERO ................................................................................... .................................................................................. 3 1.3.2.DESARROLLO 1.3.2. DESARROLLO DE LOS DRONES DURANTE LA II GUERRA MUNDIAL ...................................................................................................... ..................................................................................................... 5 1.3.3.DESARROLLO 1.3.3. DESARROLLO DE LOS DRONES DURANTE LA GUERRA FRÍA .... 5 1.3.4.EVOLUCIÓN 1.3.4. EVOLUCIÓN DE LOS DRONES DURANTE EL SIGLO XX ................ 5 1.4. TIPOS DE DRONES .............................................................................................. 5
CAPITULO II ............................................................ ............................................................................................................................... ................................................................... 5 2.
INGENIERÍA CIVIL ......................................................................................................... ........................................................................................................ 5 2.1. ORÍGEN DE LA INGENIERÍA CIVIL ........................................................... 5 2.2. RELACIÓN DE LA INGENIERÍA CIVIL CON LA INGENIERÍA MILITAR ..... 5
.............................................................................................................................. ................................................................... 5 CAPITULO III ...........................................................
3.
DRONES E INGENIERÍA CIVIL ................................................................................... .................................................................................. 5 3.1. LA CARTOGRAFÍA. ............................................................................................... .............................................................................................. 5 3.1.1.MAPA 3.1.1. MAPA TOPOGRÁFICO .............................................................................. 6 3.1.2.MODELO 3.1.2. MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES .................................................. 6 3.1.3.USO 3.1.3. USO DE SUELOS ....................................................................................... 6
CAPITULO IV .............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 6 4.
USO DE LOS DRONES EN LA ACTUALIDAD ......................................................... 6 4.1. DRONES, UNA VISIÓN EN EL FUTURO .......................................................... 6
4.1.1. AQUILA, AQUILA, EL DRON DE DE FACEBOOK QUE LLEVARÁ LLEVARÁ LA CONEXIÓN CONEXIÓN ................................................... 7 LA INTERNET A UN NIVEL MUNDIAL ....................................................
4.1.2.EHANG 4.1.2. EHANG 184 .................................................................................................. ................................................................................................. 8 4.1.3.NIXIE 4.1.3. NIXIE ................................................................. ............................................................................................................. ............................................ 9 CAPITULO V .................................................................................................................... ............................................................................................................................ ......... 10 5.
.............................................................................................. 10 DRONES EN EL PERÚ ...............................................................................................
5.1. MAPA DE INUNDACIONES EN LAMBAYEQUE ............................................ 10 5.2. EVITANDO INGRESO DE NAVES PESQUERAS ILEGALES A NUESTRO LITORAL ................................................................................................................ ............................................................................................................... 10 CONCLUSIONES ..................................................................................................................... .................................................................................................................... 11 GLOSARIO ................................................................................................................................ ............................................................................................................................... 11 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... ........................................................................................................................ 11
INTRODUCCIÓN Nacidos para ejercer una función en el entorno militar, los drones o vehículos aéreos no tripulados son cada vez más comunes en la sociedad del consumo. En poco tiempo estos aparatos tecnológicos han pasado de utilizarse solo como arma en ataques militares a usarse como productos de recreación o investigación. El siguiente trabajo se realizó con la finalidad f inalidad de indagar con mayor profundidad en un tema que tiene el potencial para ser la tecnología que usaremos en un futuro cercano; este documento consta específicamente de cinco capítulos en los cuales podemos percibir algunas opiniones importantes de diversos autores relacionados con los drones, también hay algunas aplicaciones de estos en nuestra realidad, incluyendo el ámbito de la ingeniería civil. Empezando este trabajo; en el primer capítulo se describe de forma muy sintética, a los conceptos relacionados con los drones, su historia, origen y el proceso mediante el cual se fueron desarrollando a través del tiempo. Conociendo estos conceptos previos, en el capítulo dos se habla acerca de la ingeniería civil, la ingeniería militar y se las relaciona con la creación de los drones. En el tercer capítulo se toca uno de los puntos más importantes de este trabajo ya que se describen las aplicaciones de los drones a la ingeniería civil, es este aspecto surgen conceptos como cartografía y mapa topográfico, los cuales se definirán desde un punto meramente conceptual. En el cuarto capítulo, se habla de los usos en general de los drones en todo el mundo, también se hace referencia al posible futuro de los drones y algunos proyectos que podrían revolucionar el mundo. Finalmente, en el quinto capítulo se verán algunos usos recientes que se le han dado a los drones en el Perú.
CAPÍTULO I
1. DRONES Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT por sus siglas en español) o Unmanned Aerial Vehicles (UAV en inglés) indiferentemente, de cómo se los llame los drones y los VANT/UAV son lo mismo, aeronaves no tripuladas por ningún piloto. Según la Fundación del Español Urgente del BBVA 1, la palabra dron puede considerarse una adaptación válida al español del sustantivo inglés drone (literalmente abeja macho o zángano), con el que se designa a diversos tipos de vehículos aéreos no tripulados. (Nosolodig, 2014) Como una maquina en sí, se podría decir que los “drones” son productos tecnológicos que han convertido a pequeños aviones dirigidos por control remoto en objetos de gran atracción para muchos ámbitos. Van cargados de cámaras especiales (capaces de enviar fotografías en tiempo real) que sirven de “ojo” al controlador y pueden guiarse por navegación GPS. (ABC Tecnología, 2015) Pese a la gran expectativa que generan estos aparatos tecnológicos, su creación no ha sido un hecho tan reciente, puesto que, según el portal de noticias de España ABC Tecnología, el desarrollo del dron más antiguo se data de poco después de la Primera Guerra Mundial y se llegaron a emplear durante la Segunda Guerra Mundial para entrenar a los operarios de los cañones antiaéreos. 1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS La creación de los drones tiene su fundamento en el empleo de combate, así lo señala el siguiente autor: “Durante la Primera Guerra Mundial, se utilizó
ampliamente la vigilancia aérea. Los militares utilizaban una serie de aeronaves a vapor para obtener fotografías aéreas y seguir los movimientos del enemigo formando mapas de situación” . (Hernando Delgado, 2016)
1
Fundación del Español Urgente del BBVA.
Empresa asesorada por la RAE, cuyo objetivo es el buen uso del español en los medios de comunicación.
1
Esta estrategia de combate en la cual se emplea la innovación tecnológica sería uno de los pasos en la evolución de los aviones no tripulados en Estados Unidos, proceso al que se suman otras cuatro fases posteriores que son las siguientes: a) El precursor del drone se utilizó como blanco de práctica para las fuerzas militares de principios del siglo XX. b) En segundo lugar, en el período de entreguerras y en la Segunda Guerra Mundial, el avión no tripulado fue diseñado para ser como una especie de bomba volante que podría ser enviado tras las líneas enemigas. c) En tercer lugar, durante la Guerra Fría, el avión no tripulado fue visto como una plataforma de vigilancia viable capaz de capturar datos de inteligencia en áreas de difícil acceso. d) En cuarto lugar, el drone, en la guerra contra el terrorismo, se ha convertido en un arma que fusiona la capacidad de vigilancia y la de matar, convirtiéndose en un “depredador”
Actualmente, se está vislumbrando un nuevo proceso que podría revolucionar el mundo y que implican funciones simples como: el uso cotidiano de los drones en funciones de de transporte o entretenimiento; hasta funciones más complejas que implican convertir a los drones en una especie de router que lleve la conexión de internet a un nivel de aprovechamiento mundial. Esta idea fue propuesta por la empresa multimillonaria Facebook, y se tocará con más profundidad en el cuarto capítulo.
1.2. ORIGEN DE LOS DRONES Los europeos fueron los primeros en desarrollar los principios de la aeronáutica fundamental (la cual es la base del funcionamiento los drones) y, al tratar de aplicarlos a aeronaves viables, volaron modelos no tripulados que podrían ser considerados los primeros vehículos aéreos no tripulados de la historia.
2
Luego de la base impuesta por los europeos, los pioneros más representativos de la aviación de otros países siguieron una línea común, al buscar desarrollar naves del mismo tipo; sin embargo, el principal obstáculo para la concertación de los proyectos de esa época concernientes a la aviación era la limitación tecnológica. Ya que no se disponía de un motor con suficiente relación potencia-peso con el que sus diseños pudieran mantenerse en vuelo.
1.3. DESARROLLO DE LOS DRONES ATRAVÉS DE LA HISTORÍA Según, (Mesa & Izquierdo, 2015). El primer vuelo controlado con éxito de una nave no tripulada tuvo lugar el 6 de marzo de 1918 y meses después, se la equipaba con una catapulta 2. Los primeros sistemas fueron desarrollados como armamentos de largo alcance, aunque ninguno de estos se desarrolló satisfactoriamente como para ser utilizados militarmente antes de la P rimera Guerra Mundial. No fue hasta finales del siglo XX cuando los “drones” comenzaron
a
ser
operados
mediante
radiocontrol,
obteniendo
todas
las
características de autonomía. En la posguerra se desarrollaron con éxito una serie de blancos aéreos no tripulados, que continuaron en producción hasta los años 80, adoptando sistemas de radio-control cada vez más sofisticados y avanzados. A continuación, un resumen de los puntos de la historia, más influyentes en el desarrollo de los drones.
1.3.1. MISILES CRUCERO Durante el desarrollo de la primera Guerra Mundial, la aviación convencional progresó con gran rapidez, mientras que la no tripulada se veía frenada por falta de desarrollo tecnológico. Las barreras estaban en los problemas de estabilización automática, control remoto y navegación autónoma.
2
Catapulta. Máquina de guerra antigua que se utilizaba para lanzar a gran distancia piedras
o flechas de gran tamaño. 3
Elmer Ambrose Sperry fue la primera persona en “ Elmer solucionar todos estos problemas en una aeronave no tripulada viable. 3Elmer Sperry realizó unas experiencias exitosas con giróscopos para aplicaciones marítimas, que le llevaron a desarrollar un giroestabilizador para un avión en 1909, que era demasiado pesado y con un comportamiento mediocre. ” (Dirección General de Industria, Energía y Minas y la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid, 2015) La Dirección General de Industria, Energía y Minas y la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid, nos dice que Sperry apoyado por el pionero de la aviación, Glenn Hammond Curtiss (dueño de la compañía curtiss Aeroplane and Motor company) mejoró su invento, el sistema que lograron desarrollar era mucho más pequeño, y permitía control del avión en los tres ejes, acoplándolo a los controles del avión mediante servomotores. Los primeros sistemas fueron desarrollados como armamento de largo alcance (los precursores de los misiles de crucero de hoy en día) en dispositivos tales como el torpedo aéreo de EE. UU. de 1917 Liberty Eagle, más conocido como «Bug» de Kettering en 1918 y el blanco aéreo británico «A.T.» (Aerial Target) comenzado en 1914 y el blanco aéreo británico «A.T.» (Aerial Target) comenzado en 1914. (Dirección 1914. (Dirección General de Industria, Energía y Minas y la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid, 2015)
ue un inventor y emprendedor estadounidense, conocido por ser 3 Elmer Ambrose Sperry. f ue el coinventor, del girocompás. del girocompás. Sus Sus compases y estabilizadores fueron adoptados por la Armada de los Estados Unidos y usados en las dos guerras mundiales. 4
Ilustración 1: Misiles de Crucero en Latinoamérica actualmente
1.3.2. DESARROLLO DE LOS DRONES DURANTE LA II GUERRA MUNDIAL 1.3.3. DESARROLLO DE LOS DRONES DURANTE DURANTE LA GUERRA FRÍA 1.3.4. EVOLUCIÓN DE LOS DRONES DRONES DURANTE EL SIGLO XX 1.4. TIPOS DE DRONES
CAPITULO II 2. INGENIERÍA CIVIL 2.1. ORÍGEN DE LA INGENIERÍA CIVIL
2.2. RELACIÓN DE LA INGENIERÍA CIVIL CON LA INGENIERÍA MILITAR
CAPITULO III 3. DRONES E INGENIERÍA CIVIL 3.1. LA CARTOGRAFÍA. 5
3.1.1. MAPA TOPOGRÁFICO 3.1.2. MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES 3.1.3. USO DE SUELOS CAPITULO IV 4. USO DE LOS DRONES EN LA ACTUALIDAD 4.1. DRONES, UNA VISIÓN EN EL FUTURO El portal de noticias peruanas RPP, sacó un interesante informe en mayo de este año; donde basados en estudios de mercado de un denominado “futurista” llamado Thomas Frey, que de hecho es referencia para
grandes empresas como Google, además es director ejecutivo del DaVinci Institute4; se asegura que para el año 2030, más de 2.000 millones de trabajos habrán desaparecido. Esto se debe en gran medida al avance de la tecnología la tecnología y la automatización de procesos que hacen ver a la producción humana como un sistema de desarrollo deficiente. L os nuevos trabajos. Frey señala que en un futuro “ Los
próximo aparecerán nuevas industrias. Posiblemente persistan los negocios, las ingenierías, la contabilidad, el márketing y el comercio ” . (RPP Noticias, 2017) Según la información reunida por RPP Noticias, para los analistas comerciales el manejo, diseño y construcción de drones será un empleo en el futuro, es por ello que da a conocer una lista de los posibles empleos relacionados con los drones que existirán en poco tiempo.
Gurús de clasificación de drones.
Especialistas en estándares de drones.
Especialistas en certificación de operadores.
Minimizadores del impacto impacto en el medio ambiente.
Optimizadores del tráfico tráfico de drones.
4
DaVinci Institute. Es una empresa orientada a la innovación tecnológica, para mayor información su página web oficial: www.davinciinstitute.com
6
Ingenieros de automatización.
Minimizadores de la crítica.
El uso de los drones no se limita solamente a captar imágenes, esto nos lo demuestran los siguientes drones que revolucionaran al mundo en algunos años.
4.1.1. AQUILA, EL DRON DE FACEBOOK QUE LLEVARÁ LA LA CONEXIÓN LA INTERNET A UN NIVEL MUNDIAL Aquila, es el nombre del dron de Facebook que constituye uno de los sueños más ambiciosos de Mark Zuckerberg (el creador de Facebook). En él que se ven involucrados miles de personas que trabajan en este proyecto, que busca llevar la conexión a internet a un nivel global. ¿De qué forma? Lo pensado por los desarrolladores de este maravilloso dron, es lo siguiente: Aquila será un dron autosustentable que se recargará asimismo a través de paneles solares y que servirá como una gran antena que hará rebotar las señales nos brindarán el acceso a internet. Aquila volará muy por encima del espacio comercial comercial aéreo, y “ proporcionará conectividad WiFi o LTE a un área área de alrededor de 50 kilómetros durante 90 días. ” (Ortiz, 2015) Aquila por obvias razones es un dron que debe permanecer en el aire durante mucho tiempo, actualmente ya se han realizado 2 vuelos de prueba de los cuales el primero es fue f ue un fracaso ya que el dron solo pudo permanecer en el aire durante 10 m inutos y tuvo que realizar un aterrizaje de emergencia, gracias a ello sufrió considerables daños. Muy por el contrario el segundo vuelo de practica fue un éxito ya que el dron pudo mantenerse en el aire durante 1 hora con 46 minutos consiguiendo aterrizar a la perfección.
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Todavía faltan unos años para que lo veamos operativo, pero Aquila sigue en marcha, aunque no veamos avances del proyecto frecuentemente.
Ilustración 2: Aquila en el segundo vuelo de prueba
4.1.2. EHANG 184 Conocido también como “el taxi volador”, fue desarrollado por una empresa China, y ya supero sus vuelos de prueba, estará a la venta a partir del próximo año en Dubái. Cada uno de estos "drones-taxi" pueden transportar a un “ Cada pasajero de hasta 100 kilos, efectuando vuelos vuelos de 30 minutos por cada carga de batería a una velocidad de hasta 160 km/h.” (BBC Tecnología, 2017) El eHang es el primer avión no tripulado capaz de transportar a una persona con su equipaje, es uno de los gadgets 5más populares de la feria que se desarrolla en Las Vegas.
Gadget. es un dispositivo que tiene un propósito y una función específica, generalmente de pequeñas proporciones, práctico y a la vez novedoso.
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Ilustración 3: Presentación de eHang 184 en la Feria de electrónicos. Las Vegas
4.1.3. NIXIE Nixie es el primer wearable 6 volador, portátil y con cámara, desarrollado por un equipo de Estados Unidos apoyados por alemanes está diseñado para ajustarse a la muñeca como una pulsera o reloj, emprender el vuelo tras activar un botón, tomar una selfie con su cámara HD integrada y regresar a tu mano como un boomerang.
Ilustración 4: Nixie
Wearable. conjunto de aparatos y dispositivos electrónicos que se incorporan en alguna parte de nuestro cuerpo 6
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Christoph Kohstall y Jelena Jovanovic son los fundadores del “ Christoph proyecto que comenzó como un par de lentes voladores y se transformó en una pulsera que se despliega en un cuadricóptero a control remoto. ” (Montaño, 2015)
CAPITULO V 5. DRONES EN EL PERÚ 5.1. MAPA DE INUNDACIONES INUNDACIONES EN LAMBAYEQUE A raíz de los estragos dejados por el paso del fenómeno del niño, este año en el Perú; un grupo de especialistas del Instituto Geográfico Nacional y SAR PERÚ, llegaron a Chiclayo en marzo de este año para iniciar un reconocimiento con drones de las zonas más afectadas por lluvias, con el objetivo de elaborar un mapa general de zonas más críticas afectadas por inundaciones y desbordes. "Los técnicos del Instituto Geográfico Nacional se encargarán de levantar mapas a través de sus drones, para seguir identificando las zonas afectadas, personas aisladas. Este material servirá para que las autoridades puedan elaborar correctamente planes y prevenir desastres más adelante” indicó el congresista, Marvin Palma, parlamentario que
gestionó la llegada de estos 10 especialistas. Uno de sus primeras labores fue dialogar con las autoridades de Defensa Civil y del Centro de Operaciones de Emergencia Regional, donde se explicó el aporte de los drones para salvataje de personas y cartografía de inundaciones. (RPP Noticias, 2017)
5.2. EVITANDO INGRESO DE NAVES PESQUERAS PESQUERAS ILEGALES A NUESTRO LITORAL El Perú usará drones, usará drones, visores y otros elementos tecnológicos para supervisar que barcos extranjeros no ingresen a pescar a nuestro litoral, y para acabar con la pesca de arrastre, informó el ministro de la Producción, Bruno Giuffra a comienzos de este año.
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Tecnología. “Los visores que tienen un alcance de hasta 10 km
que se ponen en la costa, en torres, y los drones van a sobrevolar nuestras costas”, declaró al diario Gestión. (RPP
Noticias, 2017)
CONCLUSIONES GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA
ABC Tecnología. (7 de Agosto Agosto de 2014). Los usos más increíbles de los «drones». Obtenido «drones». Obtenido de http://www.abc.es/tecnologia/in http://www.abc.es/tecnologia/informaticaformaticahardware/20130714/abci-usos-diferente-drones-20130 hardware/20130714/abci-usos-diferente-drones-201307121935_4.html 7121935_4.html ABC Tecnología. (23 de Marzo Marzo de 2015). Qué es un drone. drone. Obtenido de http://www.abc.es/tecnologia/consultorio/20150320/abci-que-es-undrone-201503201441.html ABC Tecnología. (25 de Septiembre Septiembre de 2017). Drones: el fenómeno tecnológico de «modestos» resultados a corto plazo. Obtenido plazo. Obtenido de http://www.abc.es/tecnologia/informatica/hardware/abci-dronesfenomeno-tecnologico-modestos-resultados-corto-plazo201605170921_noticia.html Ambrosio, J. C. (Septiembre de 2013). Los drones "se alistan" al servicio civil . Obtenido de Técnica Industrial: http://www.tecnicaindustrial.es/tifrontal/a5416-Los-drones--se-alistan--servicio-civil.aspx BBC Tecnología. (20 de Febrero de 2017). ¿Cómo funcionará eHang 184, el primer dron de pasajeros del mundo mundo que entrará en servicio servicio en Dubái? Obtenido de http://www.bbc.com/mundo/no http://www.bbc.com/mundo/noticias-39029343 ticias-39029343 Dirección General de Industria, Energía y Minas y la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid. (25 de Marzo de 2015). Los drones y su aplicación a la ingenieria civil. Obtenido civil. Obtenido de Fundación de la energía de la 11
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12
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