Sobre sistemas aéreos no tripulados

No suelo hablar de mi trabajo pero, a la vista de la proliferación de noticias sobre el tema que dan la impresión de que todo se puede hacer, voy a hacerlo.

Me dedico a los sistemas aéreos no tripulados. Por primera vez y última voy a llamarlos como lo hace todo el mundo: “drones”. Más concretamente, en la última década, me he dedicado (y sigo dedicado si nada lo remedia) a la investigación en este tipo de sistemas, pero no precisamente a la investigación en los propios sistemas, es decir, equipos de aviónica, motores, etc., sino a estudiar cómo puede ser posible su integración segura en un espacio aéreo no-segregado (luego explicaré que es esto), tanto controlado por controladores aéreos como no controlado, y mixto, o lo que es lo mismo, un espacio aéreo en el que puede convivir la aviación convencional tripulada con la no tripulada.

Voy a explicar algunos de los conceptos del párrafo anterior.

¿Por qué digo que no voy a llamarlos como digo arriba? Pues simplemente porque no se llaman así, ese nombre se debe al ruido que hacían los sistemas al volar, (drone en francés significa zángano, relativo al macho de la abeja reina). Ese nombre es un producto principalmente del desconocimiento del público general y de los medios de comunicación. El término correcto es UAS (Unmanned Aircraft Systems). La razón es que el sistema incluye no sólo el vehículo aéreo, también la estación de control en tierra, el enlace de datos para el mando y control del vehículo aéreo y cualquier sistema de apoyo como lanzadores neumáticos, etc. El término UAS engloba otro tipo de sistemas: los RPAS. Los RPAS (Remote Piloted Aircraft Systems), de acuerdo a la organización de aviación civil, son aquellos en los que el piloto siempre está controlando el sistema (notad el uso intencionado de la palabra “control”, que implica recibir información permanentemente desde el vehículo aéreo, frente a las palabras “comandar” o “pilotar”, entre otras, que implica enviar información desde tierra al vehículo aéreo). El hecho de que esté controlando implica que el vehículo aéreo puede volar de manera automática (una trayectoria programada). Lo que hace que los RPAS sean una subcategoría de UAS es debido a que los UAS pueden volar de manera autónoma, es decir, el piloto en tierra no tiene por qué estar controlando ni comandando el vehículo. Actualmente, y desde un punto de vista legal, no se prevé desarrollar una normativa que permita el vuelo se sistemas autónomos, por lo tanto estamos hablando en todo momento de RPAS.

El espacio aéreo, aunque parezca de perogrullo, se define como todo aquello que está por encima de la superficie de la tierra y puede ser de dos tipos: segregado o no-segregado. El segregado es aquel en el que se limitan las operaciones de cualquier aeronave. Son espacios aéreos segregados aquellos en los que se está realizando una operación que puede ser un riesgo para otros usuarios del espacio aéreo como zonas de entrenamiento militar, zonas de pruebas de nuevos equipos embarcados o incluso zonas de riesgo de ser sobrevoladas por seguridad. Un espacio aéreo segregado puede ser controlado o no por controladores aéreos, fundamentalmente  controladores militares, ya que le pese a quien le pese el espacio aéreo español es soberano, lo que quiere decir que formalmente su control depende de Defensa aunque por el interés comercial de tráfico aéreo internacional su control está cedido a Fomento a través de autoridades civiles.

El espacio aéreo no-segregado es todo lo demás y también se divide en espacio aéreo controlado y no controlado aunque existen diferentes grados de control en función de los servicios que se den.

A modo de resumen, el espacio aéreo se divide en 7 clases.

Clases de espacio aéreo. Olvidad los acrónimos, no vienen al cuento, básicamente establecen reglas de vuelo por instrumentos o visuales.

En España, dependiendo de la altitud de vuelo y de la zona, (por ejemplo, área termina de maniobra, aeropuerto, corredor, etc) se tiene un tipo de espacio aéreo u otro, pero no tenemos las 7 clases. De hecho cada país tiene diferentes clases implementadas. Esto lleva a una conclusión importante que hace que volar UAS no sea tan directo como muchos piensan al salir con su, normalmente, multirotor de juguete: la fragmentación de espacio aéreo en Europa es enorme y no se pueden hacer las cosas a la ligera.

Estructura del espacio aéreo en la zona ECAC (European Civil Aviation Conference)

Viendo cómo se estructura el espacio aéreo nos podemos hacer de una idea de lo complicado que puede llegar a ser volar un UAS sin restricciones ni problemas, pero de hecho, el espacio aéreo en sí mismo es la parte fácil.

Una de las cosas que poca gente sabe, sobre todo todas las empresas que van a una gran superficie, se compran un sistema por un bajo precio, constituyen una empresa y se lanzan a ofrecer servicios de imagen aérea, es que el sector aeronáutico es probablemente de los más regulados del mundo. Cualquier cosa que quieras hacer (incluso poner cinturones de seguridad en los asientos del avión) sobre todo en cuanto a los propios sistemas se refiere (aeronave en sí, pero también toda la aviónica), tiene que:

• Estar diseñado por una organización de diseño aprobada (DOA) que esté registrada como tal, certificada por las autoridades de aviación civil y sujeta a una legislación estricta y que siga unos estándares industriales que estén aceptados por dichas autoridades de aviación.
• Estar fabricado por una organización de producción aprobada (POA) que esté registrada como tal, certificada por las autoridades de aviación civil y sujeta a una legislación estricta y que siga unos estándares industriales que estén aceptados por dichas autoridades de aviación.
• Calificar ese producto a través de pruebas que sean aceptadas por las autoridades internacionales de aviación.
• Certificar ese producto, que es equivalente a presentar una cantidad de documentación importante, gastando varios millones de euros en el proceso, para garantizar que el producto es seguro y no va a fallar en pleno vuelo con una probabilidad remota (por ejemplo para certificar un avión de pasajeros se tiene que garantizar que no existe un fallo crítico en el avión que lleve a una pérdida del casco, es decir, se estrelle, al menos en 10⁹ horas de vuelo.

Ahora pensad una cosa, id al centro comercial más cercano que tengáis, comprar un sistema cualquiera listo para volar y pensad lo siguiente ¿Cuántos han sufrido este proceso para que me lo pueda comprar por tan poco dinero?

Todo esto se resume en la siguiente expresión que, en todas las presentaciones públicas, yo y prácticamente toda la comunidad aeronáutica repetimos hasta la saciedad: “Safety is key”. La seguridad ante todo. ¿Y por qué? Como dijo hace tiempo un director de un instituto de investigación español clave para el desarrollo de UAS, “yo quiero que vuelen los UAS de manera segura, pero no quiero que mientras yo voy en un avión tomándome mi whisky llegue uno y me j*** el trago”.

Esta frase tiene en cuenta una cosa que a muchos emprendedores se les olvida. En el espacio aéreo no están ellos solos. Hay otros usuarios y, al contrario que ellos, esos usuarios suelen llevar personas a bordo.

Podríamos establecer que para volar de manera segura, podríamos hacer que los UAS siguieran las mismas reglas que las aeronaves tripuladas, ya que ellas no se chocan entre sí (por regla general) pero no es la solución por varias razones.

Una de ellas es el equipamiento, las aeronaves tripuladas son muy grandes y pueden llevar todos los equipos que sean necesarios. Un UAS es, por regla general más pequeño y tiene unas limitaciones de peso y consumo de potencia muy limitadas.

Otra de ellas es el espacio aéreo, en unas clases existe control por parte de los controladores aéreos y en otras no. En espacio aéreo controlado (clases A a E) el controlador podría separar también a los UAS de las aeronaves tripuladas (tendríais que ver mi sonrisa ahora mismo al pensar en hacer trabajar más a los controladores) pero para ello, volvemos a tener el problema del equipamiento. Para que un controlador pueda dar instrucciones de separación a un UAS, primero tiene que poder verlo en su pantalla de radar. Eso implica que el UAS vaya equipado con un transpondedor (Modo S, aunque no es importante) y no todos los UAS, pueden llevar un transpondedor por peso y consumo de potencia. Aun así, volar en un espacio aéreo controlado sería más o menos posible (se han realizado pruebas en vuelo y se demuestra que es posible, de hecho he participado en algunas y la tensión y el estrés hace que se pierdan muchos años de vida estando en una estación de control)

El problema viene cuando nos ponemos a volar en espacio aéreo no controlado (clases F y G). En España hay mucho espacio aéreo clase G como hemos visto en la figura de arriba. En este espacio aéreo puede volar cualquiera, desde la policía, aviación deportiva, helicópteros médicos, veleros y hasta traficante de droga (por raro que parezca, el espacio aéreo clase G en España está muy poblado por traficantes de droga que vuelan a baja altitud). Estos usuarios tienen una característica que no tienen los UAS: el piloto va a bordo de la aeronave y puede cumplir el principio fundamental de las reglas del aire, ver y evitar.

En un UAS el piloto está localizado lejos del vehículo aéreo y, en muchos casos, ni siquiera está a la vista del piloto. Esto genera un problema enorme para la seguridad. No os lo podéis imaginar. Si a eso le sumamos que, por regla general, la mayoría de UAS que vuelan en este espacio aéreo no están certificados y no se puede garantizar que no vayan a tener un fallo crítico que haga que se pierda su control y se caiga sobre una zona poblada o choque contra otra aeronave, la catástrofe está servida.

¿Se puede evitar todo esto? De momento es lo que se está investigando y lo que las autoridades están legislando.

Por un lado se trata de desarrollar sistemas que puedan reemplazar la capacidad del piloto para ver y evitar. Para ello se investiga en cómo desarrollar un sistema para “detectar y evitar”. Pero no es fácil. La necesidad de integrar varios tipos de sensores, hasta el momento sólo ha dado como resultado equipos muy grandes y muy pesados que son imposibles de integrar en los sistemas más pequeños.

Por otro lado las autoridades desarrollan normativas que son bastante limitantes, como por ejemplo volar lejos de zonas pobladas y “en línea de vista” es decir a 500 m del piloto y a 400 pies de altitud (el mundo aeronáutico todavía no se ha dado cuenta que existe el sistema internacional de unidades), además de restringir ciertos tipos de operaciones.

El desarrollo de estas normativas no es otro que aplacar al lobby de fabricantes y operadores de UAS y dejarles hacer algo para sacar beneficio económico. No está mal, los beneficios de los UAS para cualquier operación que se tenga que realizar desde el aire son inmensos. Es un mercado que va a generar muchos puestos de trabajo y va a contribuir enormemente a la economía. Pero existen varios problemas. El primero, la mayoría de esos fabricantes y operadores tienen poco conocimiento del mundo aeronáutico y pueden meter en líos a cualquier usuario del espacio aéreo, sin hablar del caso en el que tengan que entrar en comunicación con un controlador aéreo (la fraseología aeronáutica, en estos casos, brilla por su ausencia lo cual genera una carga de trabajo en el controlador mucho mayor, que tiene que hacer un esfuerzo por entender lo que está diciendo el piloto, desatendiendo el control de otras aeronaves e incrementando el riesgo de una pérdida de separación o incluso de colisión). El segundo es que, como en cualquier área de actividad, las reglas están para saltárselas y aquí estos operadores sin ningún tipo de formación aeronáutica y cuyo único objetivo es cumplir sus objetivos de negocio, se las saltan una vez sí y otra también.

No me malinterpretéis, como en todo hay gente  muy buena que respeta las normas y hace todo lo posible por cumplir las normas. Pero os animo a que busquéis en Youtube videos grabados con UAS en España, luego vayáis a la página web de la Agencia Española para la Seguridad Aérea (AESA) y busquéis en el registro de operadores autorizados al que ha grabado el vídeo. Existen más de 2000 operadores inscritos (esa es otra historia muy buena que no voy a contar). Existen infinitos más vídeos en Youtube. Si esos más de 2000 operadores estuvieran grabando vídeos 24 horas al día, 365 días al año y subiéndolos a Youtube, habría menos vídeos de los que realmente hay.

Me he dejado muchas cosas, como por ejemplo el tema de las frecuencias de mando y control y su relación con la seguridad (en sus dos vertientes “safety” y “security”), pero es un tema muy grande y en el que no he trabajado mucho por ahora (aunque parece que la tendencia puede cambiar).

Por último, si os compráis uno de estos sistemas u os lo regalan en navidades y hacéis un video volando, salvo que os registréis como operadores, bajo ningún concepto colguéis el video en Youtube. Siempre hay un ojo mirándolo todo y vuestro bolsillo se puede arrepentir de haber colgado el video…

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