El dron en el sector audiovisual (II). Tipología, zonas de vuelo y requisitos técnicos.
Por Carlos Medina, experto y asesor en tecnología audiovisual.
Largometrajes, videoclips, cortometrajes, documentales, series de TV, programas de contenido deportivo, cultural e informativo e, incluso, grabaciones de carácter social (bodas, aniversarios, entrega de premios…). Todos han caído en la tentación de las imágenes que ofrece un dron. Cada una de estas disciplinas del audiovisual ha encontrado en el uso de los drones enormes posibilidades desde el punto de vista creativo, estético y periodístico.
En continuidad con la entrega anterior, el Real Decreto 1036/2017 de 15 de diciembre define de forma muy clara cuatro figuras fundamentales para entender todo lo que conlleva “levantar un dron”:
1-Operador: la persona física o jurídica que realiza las operaciones aéreas especializadas o vuelos experimentales regulados por este real decreto y que es responsable del cumplimiento de los requisitos establecidos por el mismo para una operación segura. Cuando el operador sea una persona física podrá ser asimismo piloto remoto u observador, si acredita el cumplimiento de los requisitos exigibles a estos.
2-Piloto remoto: persona designada por el operador para realizar las tareas esenciales para la operación de vuelo de una aeronave pilotada por control remoto (RPA) que manipula los controles de vuelo durante el vuelo.
3-Observador: persona designada por el operador que, mediante observación visual de la aeronave pilotada por control remoto (RPA) directa y sin ayudas que no sean lentes correctoras o gafas de sol, ayuda al piloto en la realización segura del vuelo.
4-Organizaciones de formación: organización conforme al anexo VII del Reglamento (UE) n. 1178/2011 de la Comisión de 3 de noviembre de 2011 (ATO), que puede ser escuela de ultraligeros, escuela de vuelo sin motor o aquellas organizaciones de formación de pilotos remotos habilitadas por la Agencia Estatal de Seguridad Aérea.
También tenemos que tener en cuenta las organizaciones de producción (sección 2ª, artículo 15), es decir los fabricantes de aeronaves pilotadas por control remoto (RPA) responsables de las aeronaves que fabriquen. Una aeronave que disponga de un certificado de tipo RPA deberá ser aprobada por la Agencia Estatal de Seguridad Aérea, previa acreditación del cumplimiento de los requisitos establecidos.
Es muy importante conocer los requisitos de los denominados “pilotos remotos” (Real Decreto 1036/2017, de 15 de diciembre – Capítulo V. Personal. Artículo 33):
a) Tener 18 años de edad cumplidos.
b) Ser titulares del certificado médico en vigor que corresponda conforme a lo previsto en este capítulo. Debe ser emitido por un centro médico aeronáutico o un médico examinador aéreo autorizado.
c) Disponer de los conocimientos teóricos necesarios conforme a lo previsto en el artículo siguiente.
d) Disponer de un documento que constate que disponen de los conocimientos adecuados acerca de la aeronave del tipo que vayan a pilotar y sus sistemas, así como formación práctica en su pilotaje, o bien, acerca de una aeronave de una categoría y tipo equivalente.
Este documento podrá emitirse por el operador en relación con sus pilotos remotos, por el fabricante de la aeronave o por una organización capacitada al efecto por este conforme a lo previsto en el párrafo siguiente, así como por una organización de formación, en ningún caso, por el piloto para el que se solicita la autorización o se presenta la declaración.
e) Para vuelos en espacio aéreo controlado, se debe disponer de los conocimientos necesarios para obtener la calificación de radiofonista, acreditados mediante habilitación anotada en una licencia de piloto o certificación emitida por una organización de formación aprobada (ATO) o escuela de ultraligeros, así como acreditar un conocimiento adecuado del idioma o idiomas utilizados en las comunicaciones entre el controlador y la aeronave, atendiendo a las condiciones operativas del espacio aéreo en el que se realice la operación.
Esta nueva ordenación clasifica el dron en siete clases: C0, C1, C2, C3, C4, C5 y C6 y en cada una de ellas se tienen que cumplir una serie de requisitos técnicos de identificación de acuerdo a aspectos tan concretos como un determinado MTOM (significa en inglés Maximun Take-Off Mass, que en español significa masa máxima al despegue), una velocidad máxima en vuelo horizontal, una altura máxima limitada, tener un sistema de geofencing, estar equipado con un sistema de aviso de batería baja para el UA y la estación control (CS) o disponer de luces para control de vuelo nocturno, entre otros.
A continuación, los requisitos de cada clase:
Clase 0 (C0)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de menos de 250 gramos.
• Velocidad máxima en vuelo horizontal de 19 m/s, o lo que es lo mismo, 68 km/h.
• Altura de vuelo máxima de 120 metros desde el punto de despegue.
• Alimentación eléctrica.
• También se incluyen aeronaves de construcción privada (que cumplan estos requisitos).
La aeronave DJI Mavic Mini, DJI Mini 2, Syma X5C, Ryze Dji Tello, Parrot Airbone Night McLane pertenecen a esta clase 0 como cualquier dron de juguete de menos de 250 gramos.
Clase 1 (C1)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 900 gramos.
• Velocidad máxima en vuelo horizontal de 19 m/s.
• Contar con sistemas de geofencing y electronic ID.
• Altura de vuelo máxima de 120 metros desde el punto de despegue.
• Alimentación eléctrica.
• Disponer de un número de serie único.
• Tener equipado un sistema de aviso de batería baja para el dron y para la estación de control, mando o emisora.
Algunas aeronaves de esta clase 1 son el DJI Mavic Air 1, DJI Mavic Air 2, DJI Mavic Pro, DJI Spark, Xiaomi Fimi X8 o Autel Evo.
Clase 2 (C2)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 4 kilogramos.
• Velocidad máxima en vuelo horizontal de 19 m/s.
• Incorporar sistemas de geofencing y electronic ID.
• Tener incluido modo low speed que limite la velocidad a 3 m/s.
• Han de contar con luces de control de altitud y vuelo nocturno.
• Altura de vuelo máxima de 120 metros desde el punto de despegue.
• Alimentación eléctrica.
• Disponer de un número de serie único.
• Tener equipado un sistema de aviso de batería baja para el dron y para la estación de control, mando o emisora.
En esta clase se encontrarían aeronaves como el DJI Mavic 2 Pro, Autel Evo II, DJI Serie Phantom (2, 3 y 4), Autel Evo 2, Yuneec Thypon H, entre otros.
Clase 3 (C3)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 25 kilogramos.
• Envergadura inferior a 3 metros.
• Incluir sistemas de geofencing y electronic ID.
• Deben incluir modo low speed que limite la velocidad a 3 m/s.
• Altura de vuelo máxima de 120 metros desde el punto de despegue.
• Contar con luces de control de altitud y vuelo nocturno.
• Alimentación eléctrica.
• Disponer de un número de serie único.
• Tener equipado un sistema de aviso de batería baja para el dron y para la estación de control, mando o emisora.
En esta clase se encontrarían aeronaves como el DJI Inspire 2, la serie de drones DJI Matrice (300 RTK o 600 Pro) o Tarot T18. Hablamos de drones con altas prestaciones preparados para realizar trabajos en diferentes ámbitos como puede ser la inspección industrial o la agricultura de precisión.
Clase 4 (C4)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 25 kilogramos.
• No tienen modos de control automático.
• Solo pueden incluir sistemas de estabilización y return to home.
• Alimentación eléctrica.
En esta clase se encontrarían las aeronaves de aeromodelismo y drones de carreras FPV.
Clase 5 (C5)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 25 kilogramos.
• Permiten volar a más de 120 metros de altura.
• Deben incluir sistemas de geofencing y electronic ID.
• Deben incluir sistemas de recuperación del control o aterrizaje seguro en caso de pérdida de control de la aeronave.
• Incluir modo low speed que limite la velocidad a 5 m/s.
• Contar con luces de control de altitud y vuelo nocturno.
• Alimentación eléctrica.
• Disponer de un número de serie único.
• Tener equipado un enlace de datos protegido contra el acceso no autorizado a las funciones de mando y control.
• Tener equipado un sistema de aviso de batería baja para el dron y para la estación de control, mando o emisora.
• Si la aeronave cuenta con función de limitación de acceso a determinadas áreas, esta debe ser interoperable con el control de vuelo y debe avisar al piloto de que está accediendo a dicha zona limitada.
Serían los drones de Clase 3, pero con el equipamiento y requisitos necesarios para ser Clase 5, por ejemplo el dron Velutina de la empresa Aerocámaras bajo el equipo DJI Matrice.
Clase 6 (C6)
• Masa máxima al despegue (MTOW) de hasta 25 kilogramos.
• Velocidad máxima en vuelo horizontal de 50 m/s, o lo que es lo mismo, 180 km/h.
• Permiten volar a más de 120 metros de altura.
• Deben incluir sistemas de geofencing y electronic ID.
• Deben incluir sistemas de recuperación del control o aterrizaje seguro en caso de pérdida de control de la aeronave.
• Tener equipado un enlace de datos protegido contra el acceso no autorizado a las funciones de mando y control.
• Tener equipado un sistema de aviso de batería baja para el dron y para la estación de control, mando o emisora.
• Si la aeronave cuenta con función de limitación de acceso a determinadas áreas, esta debe ser interoperable con el control de vuelo y debe avisar al piloto de que está accediendo a dicha zona limitada.
• Deben incluir luces de control de altitud y vuelo nocturno.
• Alimentado con electricidad.
• Disponer de un número de serie único.
• Única clase que permite drones de alimentación híbrida.
Un ejemplo serían drones especiales como el dron híbrido AeroHyb Hexacopter de la empresa Aero-cámaras que, por sus características técnicas, se catalogan aparte.
AESA insiste en lo importante de familiarizarse con las instrucciones de uso facilitadas por el fabricante, ya que, en función del tipo de dron (clase C0 –hasta 250 g–, clase C1 –hasta 900 g–, clase C2 –hasta 4 kg– o clases C3 y C4 –hasta 25 kg–), los operadores tendrán que realizar un curso de formación y un examen antes de poder utilizar el dron.
En la nueva regulación se establece una distinción de las zonas para saber si se puede o no volar un dron. Es lo que se denomina el lugar del vuelo (consultar aplicación desarrollada por ENAIRE):
• Zonas prohibidas: se refiere a aquellas con aeropuertos, bases navales, bases aéreas, zonas de control militar, palacios de gobiernos, etc.
• Zonas restringidas: aquí se incluyen parques nacionales o sitios históricos en los que pueden producirse daños a bienes o a la fauna.
• Zonas peligrosas: en estas áreas se encuentran estructuras y tendidos eléctricos, zonas de actividad industrial, áreas nucleares, etc.
• Zonas sensibles: son las zonas en las que hay un alto riesgo de daño para la fauna.
• Zonas de control aéreo (CTR): son las áreas circundantes a los aeropuertos y helipuertos.
• Zonas restringidas al vuelo fotográfico: zonas en las que se restringe el uso de cámaras para grabar o hacer fotos por motivos de seguridad o privacidad.
• Zonas protegidas: se refiere a los parques nacionales, reservas naturales, zonas arqueológicas, etc.
Cada uno de los reales decretos y resoluciones publicadas han confeccionado un marco jurídico para establecer las reglas a la hora de “levantar un dron”. Por tanto, es el momento de profundizar un poco más en los aspectos técnicos y tecnológicos de los drones, concretamente los multirrotor RTF (listos para volar) dedicados al audiovisual:
ESTRUCTURA
También denominado marco, chasis o frame es el esqueleto del multirrotor. La forma que tienen va a ser condicionante de su capacidad aerodinámica y su tamaño delimitará el espacio para soportar y alojar todos los componentes que permiten el funcionamiento del dron. Por tanto los hay grandes, medianos, pequeños y mini.
Los materiales de construcción suelen combinar la ligereza (lo que implica menos consumo y más tiempo de vuelo) con la resistencia/rigidez (para aguantar las vibraciones y turbulencias del vuelo, los aterrizajes y las posibles caídas) siendo los más habituales: plástico, metal (aluminio), fibra de vidrio o fibra de carbono.
La primera característica a la hora de considerar la estructura es el número de brazos (donde terminaran en el extremo con los motores) con los que queremos levantar el dron y, por tanto, podemos elegir una estructura en cruz “+”, en aspa “x” o en círculo “o”.
Podemos encontrar estructuras abiertas, (normalmente utilizadas por aquellos que construyen su propio dron) o integradas. La diferencia fundamental es que en estas últimas son marcos completamente cerrados donde se ocultan las partes mecánicas, los componentes electrónicos y el cableado (fuselaje autoportante) dejando al descubierto simplemente las campanas rotatorias de los motores. Normalmente, las estructuras integradas vienen determinadas por el fabricante que presume de diseño y formas atractivas e impactantes, a veces llegando a convertirse en verdaderos ovnis.
MOTORES
Este componente es el que permite que el dron pueda elevarse y mantenerse en el aire provocando el movimiento de las correspondientes hélices. Su configuración determina el sentido de giro y el comportamiento en la aceleración. De naturaleza claramente eléctrica, estos motores sin escobillas, o motor brushless, son motores eléctricos que no emplean escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. Los de campana giratoria son los más utilizados y esto significa que el giro es al mismo tiempo el del motor y el de la hélice. Es uno de los puntos más fuertes en cuanto a la durabilidad del dron, dado que en la actualidad su vida útil es muy larga, sin un desgaste inapreciable, muy buen rendimiento y escaso o nulo mantenimiento.
Los motores brushless están basados en los fundamentos de los de corriente alterna donde un solo campo magnético provoca el giro con la virtud de tener piezas sin rozamientos, sin escobillas y por tanto sin chispas perturbadoras, con un volumen y peso menor y, por tanto, un mayor aprovechamiento de la energía.
Dependiendo del número de motores, los clasificamos como: dron octocopter; dron hexacopter, dron quadcopter o dron tricopter. En el diseño es conveniente que sean pares para la estabilidad del vuelo.
CONTROLADORES DE VELOCIDAD
Conocidos también como variadores, reguladores o ESC (Electronic Speed Control), son dispositivos electrónicos que regulan la cantidad de potencia eléctrica de los giros del motor. Por ello determinan el número de vueltas y la velocidad de cada giro. Es el lugar donde más calor se genera y, por ende, es muy importante la refrigeración o los difusores de calor que tenga el dron para evitar posibles incendios.
HÉLICES
O también palas de los rotores, son dispositivos con una muy buena aerodinámica, a modo de ala, que van a permitir levantar y bajar el dron pero sobre todo hacer el viraje, cabeceo, balanceo y aceleración del dron durante el vuelo.
El movimiento y giro de la hélice viene determinado por la unidad de control en base a lo que se quiere conseguir. Existen hélices de paso normal que se colocan en los motores que giran en el sentido contrario a las agujas del reloj y, también, las hélices contrarrotatorias que van en los motores de giro a la derecha. Los materiales de fabricación más habituales son el plástico o la fibra de carbono.
El tamaño y la anchura de la hélice determinan su capacidad de soportar más peso con el inconveniente de que ocupan mayor diámetro, lo que puede ser un hándicap para volar en pequeños espacios y que repercuta en la seguridad del vuelo.
UNIDAD DE CONTROL
Se conoce también como controlador de vuelo, MCU o estabilizadora. Sofisticado componente computerizado, el cerebro del dron, que se encarga, por una parte de distribuir la potencia de cada motor según las ordenes de navegación y vuelo que introducimos desde la emisora; y por otra, controla y gestiona todos los datos de los distintos dispositivos a los que está conectado para una navegación estable, segura y controlada:
• Altímetro/barómetro: mide la altitud del dron respecto al suelo e informa a la unidad central de estos datos con el fin de mantener la estabilidad en caso de movimientos programados.
• Giróscopos: dispositivo sensor electrónico que mide, mantiene o cambia la orientación del dron para estabilizarse en una posición horizontal con mayor o menor exactitud. Suelen ser de 3 (X, Y, Z) o 6 ejes (rotación X, Y, Z y aceleración X, Y, Z). Siendo X = picth (profundidad: adelante/atrás); Z = yaw (timón: giro y rotación sobre sí mismo); Y = roll (alerones: balanceo derecha/izquierda).
• Acelerómetro: permite medir los cambios en velocidad y aceleración.
PLACA DISTRIBUIDORA
Su función es distribuir la corriente de la batería de alimentación hacia los reguladores y hacia otros componentes del dron.
CONTROL REMOTO DE VUELO
Es un accesorio externo a la aeronave, pero que se comunica vía radio con el receptor del dron. También se conoce como emisora radio receptor, estación tierra, o controladora de vuelo. Permite la comunicación de las órdenes dadas por el operador a través de los cambios realizados con los stick o palancas de navegación del control remoto y el dron.
Es tan importante que se empieza a denominar pupitre de control: donde el operador, de forma cómoda, es capaz de ejecutar e interpretar los datos del vuelo, activar el sistema de vídeo, control de la cámara (disparo, zoom, menús de configuración) y pantallas de monitorizado con parasol.
El intercambio de datos entre el controlador y el dron permite hablar de una telemetría (en pantalla o hablada) que recoge datos como posición, autonomía, altura de vuelo, velocidad, etc.
TREN DE ATERRIZAJE
Son las patas o soportes que permiten el contacto del dron con el suelo tanto para el despegue como para el aterrizaje. Podemos distinguir entre tren fijo y tren retráctil (quiere decir que las patas se recogen en el vuelo normalmente para que tengamos una mayor cobertura visual por parte de la cámara sin tener como obstáculo esas patas).
Los materiales a menudo son algo ligeros y delicados para la función que desempeñan, dada la brusquedad que a veces se ocasiona al aterrizar. Siempre se diseñan buscando la estabilidad y la altura idónea para colocar la cámara de vídeo o fotos sin que golpee en el suelo.
PROTECTORES
Son accesorios que colocamos en torno al chasis y a las hélices para prevenir posibles roturas en caso de colisionar con obstáculos durante el vuelo o el aterrizaje. Normalmente son de plástico o fibra de carbono.
BATERÍAS
También denominadas en el argot como lipos, son baterías de litio polímero. Proporcionan la energía necesaria para hacer funcionar el equipo. Son recargables, pero también son uno de los elementos más pesados que tiene que soportar el dron.
Este tipo de baterías son las más utilizadas por su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, junto con el poco efecto memoria que sufren. Por estas razones permiten funcionar con un elevado número de ciclos de regeneración, además de su relación tamaño/peso. Por el contrario, es necesario tener en cuenta su elevado precio y su predisposición al calentamiento, llegando a explotar si permanecen durante un tiempo prolongado en funcionamiento.
TX (TRANSMISOR DE VÍDEO)
Es un sistema de transmisión entre el dron y el sistema de recepción de la controladora. Es exclusivo para el vídeo o imagen capturados por la cámara. El operador recibe en tiempo real la señal de la cámara, por tanto, el operador del dron “ve” los planos que permite el vuelo del dron. La frecuencia más utilizada es 5,8GHz que permite la transmisión en tiempo real sin retrasos con la modulación más común OFDM/OFDMA.
CÁMARA DE FOTOS/VÍDEO
Es uno de los accesorios que mejor aceptación ha tenido entre los usuarios y resulta imprescindible para entender la revolución de los drones en el sector audiovisual. Existen dos modos de configurar el dron: aquellos con cámara incorporada con distintas calidades (VGA, WVGA, HD, 4K), bien con estabilizadores electrónicos o bien con estabilizadores físicos, como los gimbal; o los drones que están pensados para la fijación y la estabilización de una cámara externa (de diferentes calidades y modelos) donde es necesario tener en cuenta las medidas y tamaños: desde una pesada cámara profesional hasta ligeras cámaras de acción.
TARJETA DE MEMORIA
Soporte donde grabamos los vídeos e imágenes provenientes de la cámara. Normalmente, Micro SDHC Clase 6, en caso de ser cámaras incorporadas. En el caso de cámaras externas, el soporte de grabación viene delimitado por el fabricante y el modelo de la cámara.
GIMBAL
Relacionado con el éxito de los drones para dedicarlo al mundo audiovisual, es el soporte estabilizador para colocar la cámara que permite compensar los movimientos propios del vuelo del dron, las pequeñas turbulencias propias del aire y, además, nos permite hacer movimientos de cámara en pan y en tilt, alcanzando algunos los 360 grados. Existen de dos ejes y de tres ejes.
Es muy importante elegir el gimbal en base al tamaño del dron y del equipo de captación teniendo en cuenta que tenemos que equilibrar el centro de gravedad y el peso de ambos dispositivos.
CARGADOR
Dispositivo que nos permite alimentar las baterías. Debe conectarse a 220v. Suelen ser automáticos con avisadores en LED y siempre de acuerdo con la capacidad y amperaje de las baterías a alimentar.
CABLES VARIOS
Los cables USB están normalizados para posibles alimentaciones de corriente de equipos como la emisora o la controladora de vuelo, también para conectarse al ordenador para actualizaciones de software del dron (según el fabricante) o para descargar el contenido de nuestra cámara en aquellas aeronaves que tengan integrado este dispositivo en su estructura.
Cables HDMI para conectar posibles grabadores externos de los vídeos e imágenes que nos ofrezca el dispositivo de grabación y para monitorizar estos contenidos. En la mayoría de los casos es una necesidad que viene vinculada por el tipo de cámara externa.
CAJA DE TRANSPORTE
Flightcase estándar del modelo audiovisual para el transporte del dron, la estación de tierra y los accesorios.
Es interesante resaltar que nos debemos fijar en que la aeronave permita una capacidad de carga (cantidad de kilogramos que puede levantar), la velocidad de vuelo (los kilómetros por hora), la autonomía de vuelo (el tiempo dependiendo del consumo eléctrico de los dispositivos del dron) y la cobertura o rango de vuelo (tanto la cantidad de kilómetros de la distancia entre el dron y la controladora, como la cantidad en metros de la altura que alcanza).
El dron enriquece al lenguaje audiovisual y a la mirada del espectador. Es un recurso tecnológico al servicio de la narrativa y de la acción dramática. El buen uso del dron en el audiovisual exige cumplir unas normas legislativas, una formación muy específica y un conocimiento sobre las dinámicas de producción en un rodaje o grabación.
