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Aviación

Control remoto

Las pequeñas aeronaves sin tripulación se multiplican en Brasil

Tiriba: con batería recargable, monitoreará áreas de preservación ambiental

AGX Tiriba: con batería recargable, monitoreará áreas de preservación ambientalAGX

Los vehículos aéreos no tripulados (vants), máquinas voladoras que surgieron con fines militares, con el objetivo de espiar el campo enemigo sin riesgos para los pilotos, tienen ahora nuevos usos y han empezado a utilizarse en el monitoreo ambiental, en la agricultura y en la seguridad pública, por ejemplo. Sin piloto, son comandados desde el suelo por medio de una estación de control formada básicamente por una notebook y un joystick, aliados a un sistema de radio, sensores, cámaras de video y software que indican la ruta, la altura y el momento del aterrizaje. Pueden volar muchos kilómetros y regresar a la base solos o mediante un piloteo virtual en la pantalla de la computadora. La evolución reciente de estos aviones está ligada al desarrollo de la microelectrónica y de la miniaturización de los aparatos de aviación. En Brasil, el uso de este tipo de aeronaves empezó en los años 1990, en el ámbito militar, y creció en la década siguiente, con la formación de varias empresas productoras de vants de pequeño porte. Además de la producción nacional, la Fuerza Aérea, con dos aviones con sede en la base aérea de Santa Maria, Rio Grande do Sul, y la Policía Federal, también con dos aeronaves, utilizan vants de gran porte adquiridos a empresas israelíes en 2010 para entrenamiento, en el caso de la Aeronáutica, y monitoreo de fronteras en la región de Foz do Iguaçu, a los efectos de impedir el contrabando y tráfico de drogas y armas.

La importancia creciente de los aviones sin piloto en Brasil puede medirse por el intenso movimiento de fusiones y asociaciones que se ha registrado a comienzos de este año. La empresa Santos Lab, de Río de Janeiro, productora de estas aeronaves, ya le ha vendido 36 aviones a la Marina brasileña, y firmó una asociación operativa con Embraer Defesa, brazo para fines militares de la gigante de la aviación con sede en São José dos Campos, interior paulista. Otra empresa de São José, Flight Solutions, que entregó tres prototipos de pruebas en 2010 al Ejército brasileño, forma parte desde mayo del Grupo Synergy Defesa, una empresa recientemente creada por el grupo titular de la compañía aérea Avianca. Otras dos, AGX, de São Carlos, y Xmobots, de São Paulo, que fabrican vants para uso exclusivamente civil, se unieron en una asociación tecnológica que apunta a su fortalecimiento en el mercado. Otra empresa brasileña es Avibras, que participó en el desarrollo de un sistema de navegación y control para vants junto al Instituto de Aeronáutica y Espacio (IAE), del Departamento de Ciencia y Tecnología Aeroespacial (DCTA), también con sede en São José, y ahora produce otra aeronave de gran porte para usos militares que hará su primer vuelo durante este mismo año.

El movimiento de las empresas brasileñas de vehículos aéreos no tripulados refleja el interés que los mismos han adquirido en el mercado internacional. Más de 30 naciones están desarrollando dichos aviones. Estados Unidos es líder, con 35 empresas que, casi en su totalidad, producen para las Fuerzas Armadas de ese país. Los vants, o unmanned aerial vehicles (UAVs) como se los conoce mundialmente, representan el mayor crecimiento de la industria aeroespacial durante la década pasada en el mundo. De acuerdo con el estudio World unmanned aerial vehicle systems, market profile and forecast 2011 presentado en febrero por la consultora norteamericana Teal Group, especializada en el área aeroespacial y de defensa, el mercado mundial este año moverá 5.900 millones de dólares con investigación, desarrollo y comercio de aeronaves. El Departamento de Defensa de Estados Unidos estima el valor gastado con estos pequeños aviones este año en alrededor de 3.100 millones dólares. Los dos mayores vants son norteamericanos y se encuentran en actividad en Irak y Afganistán. El Global Hawk, con una envergadura (la medida de una punta a otra de las alas) de 39 metros (m), mayor que la de un Boeing 737, y el Predator, capaz de cargar misiles. El mismo estudio prevé un movimiento anual de 11.300 millones de dólares en 2020.

Una iniciativa que puede abrir muchas pistas para el sector de vants en el país fue un acuerdo de la empresa AGX para la cesión a la Policía Militar Ambiental del Estado de São Paulo de tres aeronaves dotadas de cámaras fotográficas para el monitoreo de áreas de preservación permanente, deforestadas, de pesca ilegal, de evaluación de bosque ciliar, de quemas y para la localización de personas perdidas en los bosques. Para operar los aviones, 15 policías recibieron entrenamiento y empezarán a utilizar los aparatos durante este mes de julio. “Usarán dos modelos Tiriba, dotados de batería eléctrica de litio y pasibles de ser lanzados por el operador con la mano [sin necesidad de una pista de despegue], y un Arara II, movido con gasolina, que despega desde una pista pequeña”, dice Adriano Kalcelkis, director de AGX. El desarrollo de las aeronaves, que contó en los comienzos de la empresa con el apoyo del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe) de la FAPESP, también contó con la cooperación del Instituto de Ciencias Matemáticas y de Computación, de la Escuela de Ingeniería de São Carlos de la Universidad de São Paulo y de Embrapa Instrumentación Agropecuaria, instituciones  de São Carlos, y más recientemente con el del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología en Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC), que reúne a esas tres instituciones de investigación y a otras siete en el país. “Con la colaboración del INCT-SEC, desarrollamos un sensor termal capaz de localizar personas o animales de noche por el calor del cuerpo, muy útil para la policía en sus búsquedas nocturnas”, dice Kalcelkis. “Lo mejor para una empresa de tecnología es tener la universidad al lado, pues ambas ganan, incluso con las licencias de patentes, como la que tenemos en conjunto con la USP para el sistema de control de las aeronaves”. La empresa emplea a dos doctores, cuatro másteres y cuatro graduados.

El avión más avanzado de la empresa es el Tiriba, que vuela hasta 3 mil metros de altura a una velocidad máxima de 110 kilómetros por hora (km/h). Además, el aparato tiene una autonomía de hasta 15 km desde la base y aterriza mediante el accionamiento de un paracaídas cuando el piloto en tierra asume el control. Desde 2006, la empresa brinda servicios con las aeronaves Arara destinados a la obtención de fotos aéreas en tierras agrícolas para detectar la calidad del cultivo e identificar plagas en extensas áreas (lea en Pesquisa FAPESP n° 123). “Volamos en los estados de São Paulo y Mato Grosso, sobre cultivos de soja, y en el sur del país sobre áreas de eucalipto y pinos”, comenta Kalcelkis. Uno de los proyectos futuros de AGX, que se encuentra en etapa de desarrollo, es el VSX, un vant producido en asociación con las empresas Aeroálcool, de la localidad de Franca, interior paulista, productora de equipos para aviación, y Orbisat, que produce radares y mapas de sensoriamiento remoto, de São José. La aeronave funcionará con gasolina, volará a 200 km/h, pesará alrededor de 220 kilos (kg) y tendrá una autonomía de 30 horas para sobrevolar principalmente la Amazonia, portando radares destinados a relevar el suelo por debajo de las hojas de los árboles. El VSX tiene un proyecto de Subvención Económica de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) por valor de un millón de reales, y estará listo a finales de 2012.

La empresa que está asociándose a AGX es Xmobots, que apuesta al mercado ambiental para sus aparatos. Por ahora, ambos grupos de empresarios e investigadores apuntan a las tecnologías de ambas empresas que puedan ser complementarias y eviten la necesidad de nuevos desarrollos. “Un ejemplo de esa asociación es, por ejemplo, el trabajo que realizamos en la Usina Hidroeléctrica Jirau, que se encuentra en construcción en el río Madeira, en el estado de Rondônia. Allá hacemos vuelos para sacar fotos y hacer películas sobre la deforestación en la zona. El tratamiento de las imágenes está a cargo de AGX, que tiene un amplio conocimiento en ese sector”, dice Giovani Amianti, uno de los socios de Xmobots, empresa incubada en el Centro de Innovación, Emprendedorismo y Tecnología (Cietec) de São Paulo, que también contó con financiación del Pipe en 2007.

Global Hawk: alas mayores que las de un Boeing 737

Fuerza Aérea de Estados Unidos Global Hawk: alas mayores que las de un Boeing 737Fuerza Aérea de Estados Unidos

Área urbana
La empresa desarrolló Apoena, un avión impulsado con gasolina de 2,5 m de envergadura y 2,6 m de longitud, capaz de volar a 115 km/h y a distancias de hasta 60 km. Este avión se utiliza para estudios de una futura certificación para vants de uso civil a cargo de la Agencia Nacional de Aviación Civil (Anac). Hasta ahora no existen sistemas de este tipo que puedan ser certificados por las autoridades de control del espacio aéreo. Pesa sobre los vants la prohibición de volar en áreas urbanas, y los vuelos en áreas agrícolas o de monte deben comunicarse a los centros de control de vuelo de la región, que emiten a su vez comunicados destinados a las aeronaves con pilotos. Para el proyecto de certificación del Apoena que servirá de modelo, la empresa posee un proyecto de Subvención Económica de la Finep por valor de 1.700.000 reales.

Xmobots fue formada por nueve alumnos de maestría y de grado de la Escuela Politécnica de la USP en 2004 que se percataron de las posibilidades de mercado de esas aeronaves, aún incipientes en el país. En la actualidad han quedado tres. “Muchos desistieron porque un proyecto como éste tarda, y resolvieron seguir otros caminos”, dice Amianti. La empresa, que cuenta con un desarrollo de control de navegación propio, logró la aprobación de otros tres proyectos en el marco del Fondo Sectorial Aeronáutico. El primero se presentó junto a la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN) y el Instituto Militar de Ingeniería (IME), de Río de Janeiro, destinado a la construcción de un minivant de 300 gramos, con capacidad para volar a 60 km/h en aplicaciones de patrullaje e investigación, por valor de un millón y medio de reales. Otro, por valor de 1.900.000 de reales, se elaboró con la Universidad de Brasilia, para la construcción de otro minivant más grande, de 3 kg, que cuenta con la participación del Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), con cuatro horas de autonomía de vuelo y una velocidad máxima de 100 km/h. El tercer proyecto, también por valor de 1.900.000 reales, desarrollado con la empresa Atech, se destina al área de seguridad pública y consiste en la miniaturización del hardware de control del Apoena.

Otras dos pequeñas empresas productoras de vants en el país, Santos Lab y Flight Solutions, tienen perfiles muy diferentes, aunque actúan en el mismo segmento, el de aeronaves militares. Santos, nombre en homenaje a Santos-Dumont, es dirigida por el administrador de empresas Gilberto Buffara y por el diseñador industrial Gabriel Klabin, dos amigos que desde la adolescencia juegan con aeromodelos en las playas de Río de Janeiro. La diferencia entre aeromodelo y vant empieza con la adopción de cámaras y sensores, pero la principal radica en que el segundo es capaz de tener autonomía de vuelo con ruta preestablecida, mientras que los primeros requieren la presencia de un aparato de radio apuntado hacia ellos constantemente y no llevan a bordo sistemas electrónicos sofisticados. “La empresa empezó como un juego en 2004, con un modelo de cuatro metros de envergadura. En 2006, Gabriel le puso cámaras a un avión y supimos que la Marina estaba buscando empresas que produjesen vants”, comenta Buffara. “Entonces decidimos ir a Israel, en donde se encuentran las grandes empresas fabricantes de esos aviones. Fuimos a las dos grandes: IAI [Israel Aerospace Industries] y Elbit, y eso nos fue útil para entender el mercado.”

Ellos montaron los primeros modelos con tecnología israelí y un ingeniero de Israel, además de contar con un contrato de representación de Insitu, una subsidiaria de Boeing, especializada en el área. También los dos vants comprados por el gobierno federal son israelíes. Son dos de la Policía Federal, de IAI, con el modelo Heron, de 16 m de envergadura, y los dos de la Fuerza Aérea, de Elbit; un modelo llamado Hermes 450, de 10 m de envergadura.

Los aviones fabricados por Santos Lab son de pequeño porte. “Creemos que no es necesario reinventar una tecnología que ya existe. Actualmente contamos dos ingenieros aeronáuticos alemanes que trabajaran en la Nasa, de un total de ocho empleados”, dice Buffara. Ya le han vendido 36 aviones a la Marina, con una facturación de 8 millones de reales en 2010, y se aprestan a producir otros vants militares en el marco de un convenio con Embraer Defesa. El principal avión es el Carcará, de 2,10 m de envergadura y 50 centímetros de longitud, a batería y que puede lanzarse a mano. Para el aterrizaje, la empresa desarrolló y patentó un sistema en el cual la aeronave se posiciona en un ángulo de 45° y desciende verticalmente.

Acauã: un experimento de las Fuerzas Armadas

IAE/DCTA Acauã: un experimento de las Fuerzas Armadas IAE/DCTA

Control de navegación
Los socios de Flight, que a comienzos de junio negociaban cómo sería la participación de la nueva empresa Synergy Defesa, subrayan que la tecnología que han desarrollado, fundamentalmente con relación a los sistemas de control, es producto de proyectos anteriores realizados en el ITA, del cual fueron alumnos. “Un maestrando, mi socio, Benedito Maciel, doctorando, y yo participamos, antes de crear la empresa, entre 2001 e 2004, de un proyecto Pite [Asociación para la Innovación Tecnológica, sigla en portugués] de la FAPESP, junto a Embraer, para desarrollar e identificar sistemas de estabilidad y control de aeronaves, coordinado por el profesor Luiz Carlos Goes”, dice Nei Brasil, socio de Flight, fundada en 2005 y especializada en productos para la aviación militar, que tuvo una facturación de 6 millones de reales en 2010 y posee 37 empleados. En julio de 2009, la empresa concluyó el proyecto Horus 100, un avión de reconocimiento militar lanzado a mano que vuela hasta a 120 km/h por medio de una batería de litio, y pesa solamente 5,8 kg, con una autonomía de una hora. Flight también participó en el desarrollo del sistema de navegación y control empleado en el Acauã, un vant construido en el Instituto de Aeronáutica y Espacio (IAE) del Departamento de Ciencia y Tecnología Aeroespacial (DCTA). “La historia comienza en 1984, cuando la institución detectó la necesidad de capacitación para este tipo de aeronaves”, dice el ingeniero aeronáutico Flavio Araripe, coordinador del proyecto Vant en el IAE. La constatación se debía a los sucesos en el valle de Bekaa, en El Líbano, en 1982. Siria ocupaba parte de ese país y la aviación israelí, basada en informaciones certeras obtenidas por vants, destruyó 17 baterías antiaéreas sirias. Entonces quedó demostrada la importancia militar de estos aviones, lo cual además hizo posible el crecimiento de Israel en el área. Por eso el CTA decidió invertir en el desarrollo del Acauã. Pero varios recortes presupuestarios hicieron que el proyecto se concretase solamente a partir de 2004, en el marco de una asociación con los centros tecnológicos del Ejército y de la Marina, financiación de la Finep y un socio industrial que fue Avibras, fábrica brasileña de armamentos. Se realizaron 59 vuelos con dos prototipos del Acauã, que posee 5 m de envergadura, pesa 150 kg y tiene dos horas de autonomía con motor de gasolina.

El Acauã sirvió de experimento para las Fuerzas Armadas, que quedaron a cargo de la tecnología del sistema de navegación, y también para Avibras, que actualmente desarrolla su propio vant llamado de Falcão en asociación con el IAE en las fases de ensayo en suelo y en vuelo. “Avibras había construido un vant que recibió el nombre de Scorpion en la década de 1990, junto con la Universidad de Maryland, Estados Unidos; pero después no hubo interés comercial y el proyecto fue cancelado”, recuerda el ingeniero Renato Tovar, coordinador del proyecto Falcão. Éste explica que el vant volará por primera vez a finales de este año y tiene un porte mayor que el de los fabricados hasta ahora en Brasil, similar a los israelíes adquiridos por el gobierno brasileño. “El Falcão tendrá 11 m de envergadura y pesará 700 kg. Volará a una velocidad de 180 km/h y tendrá hasta 2.500 km de alcance a una altura de 5 mil metros. El control será por comunicación vía satélite o por radio”, dice Tovar. “Tendrá un radar de alta sensibilidad, capaz de identificar un automóvil o un barco a una distancia de 50 km”. El Falcão podrá también cargar armas y actuar en las fronteras del país. El financiamiento forma parte de un proyecto de Subvención Económica de la Finep por valor de 19 millones de reales y una contrapartida de 8 millones de reales de la empresa.

Los proyectos
1.
Sistema de mapeo automático de la productividad agrícola (nº 2005/04485-2); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Rafael Alexandre Ferrarezi – AGX; Inversión R$ 52.152,00 (FAPESP)
2. Proyecto de un sistema aviónico certificable para vehículos aéreos no tripulados (vants) de aplicación civil (nº 2007/55661-0); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Giovani Amianti – Xmobots; Inversión R$ R$ 56.940,84 y US$ 16.670,37 (FAPESP)

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