Un ingeniero idea un sistema auxiliar que eleva la autonomía de drones de 12 minutos a 5 horas

El modelo consta de un motor de combustión, un alternador que carga las baterías durante el vuelo y un depósito para la gasolina - Se validó con un "octocopter" agrícola

31.08.2017 | 01:28
El ingeniero vigués Daniel Villoslada Fontán es el autor del trabajo. // J. Lores

El desarrollo de baterías avanza mucho más despacio que la aplicación de los drones a todo tipo de actividades profesionales, de ahí que su escasa autonomía constituya a día de hoy el principal hándicap para los usuarios. Un ingeniero vigués de 23 años ha dado con la solución gracias a un sistema híbrido auxiliar que, instalado en la estructura del vehículo, dispara su tiempo máximo de vuelo desde 12 minutos hasta 5 horas.

El diseño de Daniel Villoslada Fontán, ingeniero de la Energía, consta de un motor de combustión, un alternador que genera corriente eléctrica y carga las baterías durante el vuelo, y un pequeño depósito de gasolina. Y para poner a prueba su efectividad utilizó el dron DJI Agras-MG1, un "octocopter" profesional que se utiliza para fumigar o fertilizar cultivos y cuyo coste ronda los 13.000 euros.

"Las baterías LIPO (litio y un polímero) que se utilizan actualmente solo proporcionan una autonomía de hasta 20 minutos o 40 en el caso de los drones de mejor calidad. Ahora mismo no hay perspectivas de que mejoren, por lo que este sistema puede ser una solución intermedia similar a la que constituyen los coches híbridos mientras el eléctrico se va perfeccionando. Hay trabajos en los que se utiliza un helicóptero y que podrían ser realizados por un dron con más autonomía. Y aunque tenga un motor de gasolina siempre va a contaminar menos", apunta.

La escasa autonomía obliga a los usuarios a llevar consigo varios paquetes de baterías para ir cambiándolos: "El problema es que los drones no pueden llegar muy lejos porque tienen que volver. De hecho, uno de los accidentes más habituales es perderlos porque se les acaba la batería".

El trabajo de Villoslada, con el que se graduó este año en la Escuela de Ingeniería de Minas y Energía, estuvo tutorizado por los profesores Higinio González Jorge y Joaquín Martínez Sánchez.

Su enfoque es profesional y contempla dos formas de funcionamiento del sistema híbrido. Una vinculada a las tareas industriales, que permitiría añadir diferentes cargas al dron, por ejemplo, una cámara de vídeo, y otra más dirigida al sector agrícola.

En este campo, el "octocopter" se emplea para aplicar desde el aire pesticidas, fertilizantes y herbicidas. "El dron regresa tras acabar su carga. Con el sistema híbrido, aunque el usuario no podría introducir más producto, sí tendría la posibilidad de que el dron volase hasta una finca más alejada", plantea.

En el caso de los usos industriales, Villoslada realizó los cálculos a partir de diferentes cargas. La mayor autonomía se consigue dejando un kilogramo libre en el dron, que pasa de un tiempo máximo de vuelo de 12 minutos hasta las 5 horas. Y si el dron transporta 2, 3, 4 y 5 kilogramos -el máximo que permitiría el sistema híbrido- su autonomía será de 3,7, 2,6, 1, 5 y 0,7 horas, respectivamente.

"El peso fue uno de los principales temas del trabajo, pues había que lograr el adecuado. Si el sistema es demasiado pesado el dron no sería capaz de levantar nada y, en el caso contrario, la autonomía ganada sería muy poca. Mi diseño deja libres 5 kilos, que son bastantes", destaca Villoslada.

El coste de su solución ronda los 1.000 euros y utiliza un motor de aeromodelismo, cuyas características eran las más adecuada para el proyecto, un alternador propio del radiocontrol de coches y un tanque de plástico convencional para la gasolina de 93 octanos. Las medidas aproximadas del motor y alternador serían de 25x20x9 y 10x15x8, respectivamente.

Villoslada realizó sus cálculos utilizando modelos energéticos y físicos, pero ahora le gustaría poner a prueba su planteamiento teórico en condiciones reales: "Es un trabajo muy interesante que tiene utilidad si se lleva adelante. No hay demasiadas empresas que estén intentando desarrollar algo parecido. De hecho, yo solo encontré dos y una de ellas era una kickstarter. Los resultados son positivos, pero una compañía que fabrique motores o drones puede realizar las pruebas de manera más precisa e incluso llegar a comercializarlo".

El joven, que actualmente realiza sus prácticas de verano en las oficinas viguesas de Acluxega, el clúster gallego de la geotermia, tiene previsto continuar su formación con el máster en Ingeniería de la Energía.

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