Los drones, aeronaves no tripuladas de usos múltiples, han venido utilizándose en diversos países en misiones de monitoreo, detección y combate contra incendios. Los organismos de defensa civil de los estados y municipios brasileños emplean modelos mayoritariamente importados. Pero los resultados obtenidos en campo han motivado el desarrollo de innovaciones y versiones nacionales de estos aparatos. En la Universidad de São Paulo (USP), en su campus de la localidad de São Carlos, se encuentra en marcha el proyecto de un dron que se vale de sensores y sistemas de inteligencia artificial (IA) para medir la concentración de gases de efecto invernadero (GEI), a los efectos de monitorear las condiciones ambientales de áreas forestales y detectar focos de incendios. Las empresas paulistas Xmobots, también de São Carlos, e Indústria de Aeronaves Remotamente Pilotadas (UAVI), de São José dos Campos, en el interior paulista, han sacado al mercado drones antiincendios.
“Nuestro aparato se pensó como un complemento de otras herramientas, tales como los satélites, las torres de observación y los aviones, que se emplean para monitorear bosques y grandes áreas rurales”, declara el ingeniero mecánico y coordinador del proyecto Glauco Caurin, del Departamento de Ingeniería Aeronáutica de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) de la USP. Los drones, según argumenta el investigador, poseen características que le imprimen una mayor eficiencia al monitoreo ambiental. Mientras que los satélites captan imágenes del terreno solamente una o dos veces al día, la definición de la trayectoria y la frecuencia de vuelo de un dron corren por cuenta del usuario, de acuerdo con las prioridades que plantee cada escenario de riesgo.
A su vez, las torres fijas detectan las señales de humo siempre a la misma altura y no suministran datos precisos sobre la localización de los focos de incendios. Los drones pueden proveer imágenes y datos volumétricos de gases que se captan a diferentes alturas y transmiten información de cada microrregión que sobrevuelan, lo que hace posible localizar con una mayor precisión el origen de los GEI. “En contraste con los aviones tripulados, los drones tienen costos de vuelo significativamente inferiores, lo que permite realizar una mayor cantidad de operaciones con el mismo presupuesto”, compara el ingeniero.
El aparato de la USP, de pequeño porte y desarrollado con el apoyo de la FAPESP (véase la infografía abajo), está dotado de cuatro motores eléctricos y posee capacidad de despegue y aterrizaje vertical (VTOL). Sensores ópticos y ambientales miden la temperatura, la humedad y la presencia de gases –dióxido de carbono (CO₂) y metano (CH₄)– y de material en partículas. Una pequeña computadora, con la ayuda de un sistema de IA, analiza la información recabada e identifica la fuente de emisión de los gases. “La medición del gradiente de concentración de CO₂ se efectúa para determinar de manera indirecta la zona probable del foco de incendio”, dice Caurin.
El balance de GEI que obtienen los sensores y el sistema de IA también tiene el propósito de aportar indicios acerca de la calidad del monte en observación. “Podemos detectar mediante un sobrevuelo si un proyecto de reforestación es efectivo según la evolución esperable de lo que se ha plantado, o si el mismo no existe y estamos ante un caso de greenwashing o lavado de imagen verde, un marketing engañoso de sostenibilidad”, dice Caurin.
Una nueva versión con alas
El equipo de la USP está trabajando ahora en el proyecto de un segundo modelo. Aparte de las hélices que hacen posible el despegue y el aterrizaje vertical, esta nueva versión tendrá alas, lo que le permitirá desplazarse horizontalmente con un menor gasto de energía. El nuevo dron realizará vuelos de casi una hora, el doble que los del modelo actual. “Y para que el aparato pueda inspeccionar áreas amplias, pretendemos dotarlo de una autonomía mayor aún, de entre 90 y 120 minutos de vuelo”, comenta el ingeniero, quien añade que la captación de la información referente a grandes áreas deberá concretarse mediante la implementación de una flota de drones.
Los investigadores de la EESC optaron por instalar en el aparato sensores de bajo costo para efectuar la medición de GEI. “Si bien no poseen una gran precisión, son accesibles y suministran una indicación útil de la presencia de gases”, aduce el investigador. “Los sensores más precisos cuestan más de 100.000 reales. Es una inversión muy alta para insertarla en drones que pueden caerse y romperse, o perderse”. El equipo de la EESC demostró la operación mediante el empleo de drones y la eficacia de los sensores elegidos para monitorear GEI en un capítulo del libro The future of electric aviation and artificial intelligence, publicado por editorial Springer Nature este año.
El dron de la USP se proyectó originariamente para integrar una plataforma de datos sobre emisiones de GEI en la Amazonia. El coordinador de ese proyecto, el físico Paulo Artaxo, del Instituto de Física de la USP, evalúa que el tiempo de vuelo de los drones todavía es muy corto y que debe mejorarse la precisión de los sensores para la concreción de inspecciones forestales. “La iniciativa de desarrollar un dron nacional para medir GEI y la salud de los bosques es importante, pero, para que su uso cobre relevancia, hay que perfeccionar el sistema, con sensores más precisos y un mayor tiempo de sobrevuelo”, sostiene Artaxo.
Por otra parte, el paquete tecnológico que se desarrolló en São Carlos suscitó el interés de dos empresas, que están negociando la adquisición de su licencia para producir la aeronave. También ha concitado la atención de la Defensa Civil del municipio, que ha realizado pruebas con el artefacto en colaboración con el Cuerpo de Bomberos. “En el combate contra los incendios, la ayuda de drones dotados de sensores para medir gases es inconmensurable”, dice el ingeniero ambiental Pedro Fernando Caballero Campos, director de Defensa Civil de São Carlos.
El análisis de la presencia de gases antes, durante y después de un incendio, según analiza Caballero Campos, ayuda a entender los procesos de combustión y el trabajo de prevención. “También podremos estudiar la presencia de gases en la atmósfera en distintas situaciones y comprender mejor lo que atañe a la calidad del aire que respiramos y su relación con la salud humana y la de los animales”, subraya el ingeniero.
El área de defensa civil de algunos estados brasileños, entre ellos São Paulo y Mato Grosso do Sul, ya implementa el uso de drones importados de pequeño porte en el combate contra los incendios. El paquete tecnológico embarcado en los aparatos es distinto al que se proyectó en la USP. Algunos de ellos están equipados con cámaras térmicas con sensores infrarrojos, en tanto que otros llevan a bordo un conjunto formado por cámaras térmicas y visuales. Estas aeronaves, que se venden en Brasil a precios que van de los 50.000 a los 100.000 reales, de acuerdo con sus representantes comerciales, se emplean fundamentalmente en la detección y la localización de focos de calor y en la orientación de los equipos que trabajan en el combate contra los incendios.
Antonio Carlos Duad Filho / EESC-USPUn prototipo del dron de pequeño porte creado en la USP de São CarlosAntonio Carlos Duad Filho / EESC-USP
Los drones de gran porte, con mayor autonomía de vuelo, también se utilizan para monitorear áreas selváticas y rurales y detectar focos de incendios. En Brasil, la empresa Xmobots, creada em 2007 por exalumnos de la Escuela Politécnica de la USP con el apoyo de la FAPESP, fue pionera en la oferta de un artefacto destinado a este tipo de misiones. Desde el año 2020, esta compañía con sede en la ciudad de São Carlos posee en su cartera una aeronave equipada con un sensor infrarrojo termal, una cámara óptica y un telémetro, que es un dispositivo que mide distancias en tiempo real.
Los sensores, instalados en un hardware con un campo de visión de 360 grados, cuentan con el apoyo de un sistema de IA proyectado para efectuar el reconocimiento facial y de matrículas de vehículos. De este modo, estos drones son capaces de identificar a los posibles autores de ilícitos. Aparte del monitoreo ambiental y la detección de incendios, las aeronaves también se emplean en tareas de vigilancia.
El dron es un VTOL dotado de alas, de 1,86 metro (m) de longitud y 3,64 m de envergadura (la distancia que va de una punta de un ala a la otra). Forma parte de la familia de drones Nauru. Posee una autonomía de vuelo de cuatro horas y un alcance de 60 kilómetros, y su techo de vuelo llega a los 3.000 m de altitud. “Es el único dron que cuenta en Brasil con la autorización de la Anac [la Agencia Nacional de Aviación Civil] para realizar vuelos por arriba de los 400 pies [191,92 m] y operaciones nocturnas”, informa la directora comercial Thatiana Miloso.
El modelo Nauru 500C se está utilizando principalmente para efectuar la vigilancia de áreas públicas, bosques plantados y unidades de producción agropecuaria. De acuerdo con información de Xmobots basada en datos de la Confederación de la Agricultura y la Ganadería de Brasil (CNA), entre junio y agosto de 2024, los incendios ocasionaron pérdidas por valor de 14.600 millones de reales al agronegocio nacional. Y Xmobots está desarrollando una nueva versión de este dron. “Estamos trabajando para mejorar el rendimiento de este producto mediante la incorporación de sensores ambientales y de gases”, informa el ingeniero eléctrico Leonardo Gomes, gestor de proyectos de la compañía.
Un chorro de agua y espuma
Los drones también están empleándose en el combate directo contra los incendios. En Brasil, el pionero en este campo es el modelo UAVI100 – Bombeiro, presentado este año por UAVI, firma con sede en el Parque de Innovación Tecnológica de São José dos Campos (São Paulo). La aeronave de ocho motores y dos baterías posee una autonomía de vuelo de 20 minutos y una capacidad de carga de 150 kilos.
XmobotsEl modelo NauruC, de Xmobots, que se emplea en el monitoreo ambiental y en la detección de incendiosXmobots
El dron carga una manguera de aproximadamente 6 centímetros de diámetro a una altura de hasta 30 m y es capaz de lanzar agua o espuma con precisión a una distancia de 25 m. En la otra punta, la manguera queda conectada al vehículo autobomba, que suministra el agua en forma continua. El aparato posee una cámara térmica y un sensor de realidad virtual que le permite al operador observar en tiempo real el campo de visión del dron.
Las dos primeras unidades del UAVI100 se le entregaron en mayo al Cuerpo de Bomberos de Manaos (la capital del estado de Amazonas). “Nuestro dron ya ha pasado por pruebas de combate al fuego reales. Y nos han encargado otras tres unidades”, dice el economista Ricardo Pietro, director general de UAVI. “Los bomberos de los estados de Paraná, Goiás y Mato Grosso también han confirmado pedidos y hemos sido consultados incluso desde Portugal”, afirma Pietro.
Estos aparatos se utilizan primordialmente para controlar incendios en áreas urbanas o en los bordes de bosques. La compañía está fabricando nuevas versiones del dron bombero, con dispositivos de control de chorro y aparatos que cargan polvo químico o manta antiflama en tela de sílice. “Nuestro equipo de investigación y desarrollo trabaja en gran sintonía con representantes de los cuerpos de bomberos. La idea es ofrecer aparatos que contemplen las distintas demandas de los usuarios”, dice el director de UAVI.
Este artículo salió publicado con el título “Drones contra incendios” en la edición impresa n° 356 de Octubre de 2025.
Proyectos
1. CEPOF – Centro de Investigaciones en Óptica y Fotónica (nº 13/072676-1); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Vanderlei Salvador Bagnato (IFSC- USP); Inversión R$ 51.786.666,96.
2. Centro de Investigación e Innovación en Gases de Efecto Invernadero – RCG2I (nº 20/15230-5); Modalidad Centros de Investigaciones en Ingeniería (CPE); Convenio/Acuerdo BG E&P Brasil (Grupo Shell); Investigador responsable Julio Romano Meneghini (USP); Inversión R$ 25.376.639,63.
3. Proyecto de un sistema aviónico certificable para vehículos aéreos no tripulados (VANT) de aplicación civil (nº 13/50946-8); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Convenio/Acuerdo Finep Pipe/Pappe Subvención; Investigador responsable Giovani Amianti (Xmobots); Inversión R$ 876.283,32.
Capítulo de libro
CAURIN, G. et.al. “Unmanned aerial vehicle cooperation for the monitoring of greenhouse gases”. En: KARACOC, T. H et al. The future of electric aviation and artificial intelligence. Suiza: Springer Nature, 2025.
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