En los capítulos anteriores de este libro, se han analizado a fondo diversos aspectos relacionados con el uso de sistemas no tripulados para la entrega aérea de carga a baja altitud, enfocándose especialmente en los desafíos asociados. Se ha prestado particular atención a los aspectos de seguridad, la implementación de los componentes de los sistemas de carga no tripulados, las condiciones operativas y las arquitecturas de los sistemas. Sin embargo, uno de los aspectos fundamentales para llevar estos conceptos a la práctica es la creación de prototipos que permitan validar de forma temprana la viabilidad y capacidad operativa de los sistemas.

En este contexto, el uso de un autogiro no tripulado como plataforma demostradora se presenta como una opción interesante para evaluar la aplicabilidad de las ideas discutidas en el proyecto de entrega aérea automatizada a baja altitud (ALAADy) iniciado en 2016. La elección de un autogiro como vehículo base se debe tanto a la experiencia acumulada en la operación de sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS) como a la ya probada fiabilidad de los autogiros tripulados ligeros. Este enfoque, por lo tanto, permite combinar las ventajas de la maniobrabilidad de los autogiros con las innovaciones tecnológicas de los sistemas no tripulados.

Una de las principales consideraciones que guía la concepción de este demostrador es la evaluación de riesgos operativos específicos (SORA, por sus siglas en inglés), un marco desarrollado por las autoridades conjuntas de normativas sobre sistemas no tripulados (JARUS). Este enfoque se fundamenta en la premisa de que los vuelos deben realizarse, en la medida de lo posible, sobre áreas poco pobladas, para reducir al máximo el riesgo en caso de fallos no previstos o condiciones inseguras. Este planteamiento es fundamental para establecer un sistema de mitigación de riesgos efectivo, en el que la capacidad de terminar el vuelo de manera segura sea un aspecto primordial.

El proceso de desarrollo del demostrador está marcado por un equilibrio constante entre eficiencia en costes, funcionalidad y fiabilidad de los componentes tanto hardware como software. La utilización de un enfoque de prototipado rápido permite que el avión despegue lo antes posible, con el fin de someterlo a las primeras pruebas de vuelo y obtener datos de manera temprana. Estos primeros hallazgos se convierten en la base para el desarrollo de nuevas características y funciones adicionales, lo que demuestra la importancia de un enfoque ágil en la ingeniería de sistemas.

Los resultados obtenidos durante las pruebas de vuelo han sido reveladores y han impulsado la evolución del prototipo. Este ha demostrado ser una plataforma viable para la investigación sobre el transporte aéreo de carga no tripulada y ha superado la barrera de ser uno de los drones de transporte más grandes en operación civil en ese momento. El autogiro, gracias a su diseño, permite operar en condiciones que otras aeronaves no tripuladas aún no pueden soportar, como son los entornos de baja altitud y el transporte de cargas de considerable tamaño y peso.

El éxito de este tipo de demostradores no solo radica en la capacidad técnica del vehículo, sino también en el soporte de una infraestructura adecuada para la gestión de vuelos, que permita integrar estas aeronaves no tripuladas de manera eficiente en el espacio aéreo existente. Esto implica la integración de tecnologías como el ADS-B (Broadcast Automático Dependiente de Vigilancia) para mejorar la vigilancia y el control de los vuelos, así como el uso de sistemas avanzados de control en tierra (GCS) que aseguren el monitoreo continuo de la aeronave.

En cuanto a la operativa, es esencial que los sistemas sean capaces de gestionar situaciones de emergencia, considerando que cualquier fallo inesperado podría tener consecuencias serias. Por tanto, se requiere una planificación exhaustiva de las respuestas ante fallos, lo que implica el uso de procedimientos detallados como el plan de respuesta de emergencia (ERP) y el análisis continuo de la seguridad operativa (SORA). Estos elementos, junto con la simulación en tiempo real de la integración de UAVs en el espacio aéreo, contribuyen a garantizar una operación segura y eficiente.

La capacidad de un autogiro no tripulado como demostrador tecnológico para el transporte aéreo de carga no solo tiene el potencial de revolucionar el sector de la logística aérea, sino también de ser un paso fundamental en la transición hacia sistemas de transporte más autónomos y sostenibles. Si bien el desarrollo de estos sistemas todavía enfrenta desafíos significativos, especialmente en lo que respecta a la legislación y la integración efectiva con las infraestructuras actuales de tráfico aéreo, los avances en la creación de prototipos y las pruebas de vuelo son un indicio claro de que el futuro de la entrega aérea no tripulada está cada vez más cerca de convertirse en una realidad.

¿Cómo asegurar la eficiencia y autonomía en la gestión de carga aérea sin infraestructura en destino?

El objetivo principal de las soluciones de transporte aéreo es garantizar alta fiabilidad y tiempos de reacción mínimos para reducir plazos de entrega, inventarios y costos. Sin embargo, la eficiencia de la cadena de transporte aéreo se define principalmente en tierra, en las operaciones de manipulación de carga. La calidad, o incluso la ausencia, de infraestructura en destino impacta directamente esta eficiencia. Muchas rutas no pueden ser servidas por vuelos de carga convencionales debido a la falta de instalaciones adecuadas, como sucede en zonas montañosas, islas remotas, terrenos sin urbanizar, sitios de construcción, eventos culturales masivos o áreas de desastre.

En estas situaciones, el uso de aeronaves no tripuladas de carga (UCA, por sus siglas en inglés) con tecnología autónoma de descarga ofrece una solución innovadora que redefine el concepto de la “última milla” logística, o más bien una “penúltima milla” hacia el consumidor final. Las UCA pueden operar sin depender de infraestructura aeroportuaria tradicional, lo que amplía notablemente el rango de destinos accesibles.

Para comprender esta capacidad es fundamental analizar los procesos básicos de manejo de carga en aviación civil. La operación terrestre de aeronaves de carga, que incluye asegurar la aeronave, suministro eléctrico, repostaje, carga y descarga, remolque y deshielo, tiende a requerir tiempos mayores que los vuelos de pasajeros debido a la complejidad y diversidad de mercancías transportadas.

El sistema físico del transporte aéreo de carga está compuesto por infraestructuras técnicas y logísticas, instalaciones aeroportuarias, centros de carga, control de tráfico aéreo y sistemas de comunicación. A su vez, la carga es transportada mediante aeronaves, camiones y vehículos industriales en tierra. Sin embargo, el estudio se enfoca en la maniobra de giro o turnaround de las UCA, entendida como el proceso para preparar el aparato para un nuevo vuelo tras el aterrizaje.

Existen tres modelos posibles para la gestión en tierra: usar equipo propio de la aeronave, utilizar el equipamiento técnico del aeropuerto o una red fija de distribución con mínima movilidad. En este caso, se apuesta exclusivamente por el primer enfoque para garantizar la autonomía total del UCA, eliminando la necesidad de infraestructura en destino.

Esta premisa plantea grandes desafíos, especialmente en zonas sin infraestructura de carga (greenfield). Los drones deben aterrizar en superficies no pavimentadas sin áreas de seguridad ni instalaciones para carga o descarga. Legalmente, este tipo de aterrizajes se consideran “outlandings” y requieren permisos especiales, salvo excepciones en situaciones de ayuda humanitaria o misiones soberanas, donde la ley permite desviaciones en las normativas para cumplir con la misión.

Desde el diseño aeronáutico, la optimización de la posición de las puertas de carga, la estabilización del UCA durante la operación y el diseño de contenedores adecuados son aspectos clave para garantizar una descarga eficiente y segura. Así, el UCA se integra en la cadena logística aérea clásica, aportando flexibilidad y rapidez en entornos donde la infraestructura es inexistente o insuficiente.

Además de lo técnico y legal, es crucial entender que el futuro del transporte aéreo de carga autónomo depende en gran medida de la capacidad para operar en condiciones no convencionales, lo que requiere un replanteamiento integral de la logística y la infraestructura. La adaptación tecnológica debe ir acompañada de un marco normativo flexible y protocolos de seguridad que permitan una integración efectiva de estas nuevas aeronaves en el espacio aéreo y en los procesos logísticos.

La innovación en sistemas autónomos de manejo y la reducción de dependencia de infraestructura fija marcan una evolución necesaria para responder a las demandas globales de rapidez, eficiencia y acceso a zonas remotas o afectadas por emergencias, transformando radicalmente el paradigma tradicional del transporte aéreo de mercancías.

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