Capacitación para la operación y el mantenimiento de drones

Los Sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS) representan uno de los segmentos de más rápido crecimiento del sector aeroespacial. El Comité sobre UAS (F38) está desarrollando estándares de capacitación para pilotos, técnicos de mantenimiento y otros operadores de sistemas.

Por Jack Maxwell

A estas alturas, todos nos estamos acostumbrando a los impresionantes videos aéreos en nuestras redes sociales, a las sorprendentes y casi increíbles noticias sobre la entrega de pizzas aerotransportada y a ese ocasional zumbido agudo sobre nuestras cabezas cuando salimos a caminar.

Los sistemas de aeronaves no tripuladas, o drones, vuelan fuera del patio trasero hacia el espacio aéreo comercial, a gran velocidad. La necesidad de estándares que respalden la operación segura y el mantenimiento adecuado nunca ha sido más apremiante.

Los expertos en aviación, incluidos muchos miembros de ASTM International, desempeñan un papel clave en el esfuerzo por construir un marco de estándares para respaldar este crecimiento. Varios comités de ASTM International apoyan indirectamente el crecimiento de los UAS (ver nota al margen), y el propio Comité sobre UAS (F38) se ha centrado durante varios años en la creación de estándares que respalden la capacitación en operación y mantenimiento. El enfoque integral del comité para los estándares relacionados con la capacitación incluye pilotaje, mantenimiento de aeronaves, tripulaciones aéreas y otros elementos del ecosistema de UAS. Echemos un vistazo más de cerca a lo que han estado haciendo.

Parte 107

Existe una serie de reglamentos actuales que afectan al sector de UAS, pero probablemente ninguno lo hace en mayor medida, al menos en los Estados Unidos, que la Parte 107 del Reglamento Federal de Aviación (Federal Aviation Regulation). Este reglamento especifica parámetros útiles para el piloto (en el lenguaje particular del sector: el piloto remoto al mando [remote pilot in command, RPIC]), pero su mandato relativamente limitado refleja brechas en el panorama más amplio de los estándares de UAS, brechas que el Comité sobre UAS está corrigiendo rápidamente.

Emitida en 2016 por la Administración Federal de Aviación de los EE. UU., la Parte 107 cubre una variedad de usos comerciales para drones que pesan menos de 25 kg/55 lb. Por ejemplo, establece parámetros operacionales para los vuelos de UAS. Los pilotos o RPIC deben mantener contacto visual con la aeronave, no pueden hacer volar la aeronave sobre personas que se encuentran al aire libre y están sujetos a restricciones de altura (122 metros/400 pies) y de velocidad (160 kph/100 mph).

La Parte 107 también requiere que el RPIC tenga algún grado de conocimiento y experiencia. Los solicitantes que ya tengan un certificado de piloto para vuelos tripulados en virtud de la Parte 61 deben completar un pequeño curso de UAS en línea y una revisión de vuelo dentro de los 24 meses posteriores a la solicitud del respectivo certificado de aviador piloto remoto. Para aquellos sin formación en aviación, el único obstáculo para obtener el certificado es aprobar una "prueba de conocimiento aeronáutico".

La Parte 107 no aborda la capacitación del piloto ni los estándares que los capacitadores deben cumplir. Tampoco aborda el mantenimiento de aeronaves ni otros aspectos de la administración y las operaciones de UAS. Los miembros del Comité sobre UAS están trabajando para crear estándares y un programa de capacitación asociado que ayudará a cubrir estas áreas.

Llenar los vacíos

"La mayoría de los accidentes e incidentes en la aviación son el resultado de factores humanos", según Jonathan Daniels, de Praxis Aerospace Concepts International Corp. Como presidente del Subcomité sobre Capacitación, calificación y certificación de personal (F38.03), Daniels ha examinado el papel que puede desempeñar la formación adecuada en la reducción de dichos errores.

Una de las áreas en las que cree que los estándares pueden ayudar es explicar el nivel de experiencia que debe tener una persona que brinda capacitación a pilotos. Él cuenta la historia de cuando conoció a una instructora de vuelo en helicóptero que obtuvo su licencia de piloto remoto a través del curso en línea y comenzó un trabajo paralelo como capacitadora en UAS. Ella le dijo que había impartido su curso varias veces sin nunca haber tomado el examen escrito de conocimientos de UAS ni haber volado realmente una aeronave no tripulada.

"Bajo las reglas actuales, con su licencia de piloto remoto, ella puede actuar como RPIC para un estudiante que está en los controles y colocarse junto a él para brindar la capacitación", dice Daniels. Él considera que la guía actualizada de ASTM International para la capacitación de RPIC (F3266), aprobada este año, es un paso hacia la creación de una manera uniforme para que los pilotos, como el que cita Daniels, busquen y obtengan capacitación.

“La guía F3266 es sólida en dos áreas principales”, continúa diciendo. "Establece una serie de temas de conocimiento que tradicionalmente no forman parte de la capacitación en aviación, y detalla una evaluación práctica de vuelo con resultados repetibles y predecibles." Esto último se incluyó como respuesta a aquellos que señalaron la falta de dichas evaluaciones de vuelo en la Parte 107.

Sin embargo, Daniels señala que la guía F3266 solo se aplica a los RPIC y no abarca a los instructores de pilotos remotos, observadores visuales ni otros miembros de la tripulación que pueden ser necesarios para drones más grandes que el máximo establecido en la Parte 107 de 25 kg/55 lb.

Mantenimiento de la aeronave

La capacitación de las personas que a su vez capacitarán a los pilotos de UAS tiene obviamente una importancia crucial. Pero ¿qué pasa con la aeronave en sí? Las calificaciones del RPIC pasarán a segundo plano si el dron no puede despegar.

Brad Hayden es el presidente y CEO de Robotic Skies, que opera una red global de más de 150 estaciones de reparación aeronáutica en las que se trabaja con aeronaves regulares y también con UAS. Él enfatiza que lo más importante para considerar cuando se examina el espacio de UAS es que realmente es un segmento de mercado emergente del sector aeroespacial, no un sector completamente separado. "Los estándares de mantenimiento y los requisitos de capacitación de técnicos asociados son increíblemente importantes en el sector aeroespacial, y en este momento no hay requisitos reglamentarios para el mantenimiento de sistemas no tripulados", dice.

A falta de tal requisito, al reparar UAS los centros de servicio de la red de Robotic Skies operan utilizando las mejores prácticas aprendidas de la aviación tripulada, pero no pueden devolver estas unidades al servicio activo en virtud del certificado de su estación de reparación. Según Hayden, es clara la necesidad de estándares de mantenimiento orientados específicamente a sistemas no tripulados.

Un elemento de trabajo en curso en el Subcomité F38.03 podría convertirse en un elemento fundamental para los futuros estándares de técnicos de mantenimiento de UAS. A finales de 2017 Hayden asumió el liderazgo del grupo que está trabajando en un documento preliminar sobre las calificaciones de técnico de mantenimiento de UAS (WK60659). Señala que los pasos clave incluyeron primero la determinación del conocimiento básico que debería tener un técnico de mantenimiento. Sobre esa base, dice, el grupo comenzó a determinar "qué tipo de formación adicional se requerirá para que estén en una posición en la que tengan la competencia necesaria para mantener y reparar estas aeronaves tan singulares".

Uno de los desafíos con los que se ha enfrentado el grupo de trabajo es esa marcada singularidad. "Estas aeronaves son realmente computadoras voladoras", dice Hayden, "por lo que será increíblemente importante que los técnicos de mantenimiento sepan cómo extraer datos de la aeronave, cómo hacer actualizaciones de software y firmware o cómo configurar posiblemente la red Wi-Fi, entre otras cosas". También será necesaria la capacitación especializada centrada en el enlace de comando y control entre la estación base que opera la aeronave y la aeronave misma.

Además, continúa señalando, deberán adaptarse al entorno de los UAS otras habilidades comúnmente requeridas a los técnicos que trabajan en aeronaves de tamaño grande, como las relacionadas con los sistemas de propulsión, elementos estructurales y equipos de aviónica de las aeronaves.

Incluso las tareas tan básicas como soldar una conexión deben ser bien comprendidas por el técnico de reparación. "No es raro que veamos cosas como conexiones soldadas defectuosas que fueron realizadas en el campo por alguien que no estaba capacitado adecuadamente para realizar ese tipo de función", dice Hayden.

Hayden considera que los esfuerzos de los expertos que participan en ASTM International, así como los de otros grupos del sector y partes interesadas, conducirán a un régimen reglamentario justo y sólido. "Parte de nuestro desafío, en todo el sector, es anticipar la ruta que seguirán los reglamentos", nos dice. “La FAA confía cada vez más en el sector para ayudar a guiar el entorno reglamentario, y eso incluye el uso de más normas de consenso voluntario. La utilización de estándares desarrollados por organizaciones como ASTM International permite mucha más flexibilidad ante la tecnología emergente de lo que hemos visto en el pasado."

Sinergia entre las partes interesadas

Queda muy claro que ASTM International está teniendo un impacto en la generalidad del ámbito de UAS. También están haciendo contribuciones cruciales al logro de un espacio aéreo más seguro y productivo dos de sus socios: la Universidad de Dakota del Norte (University of North Dakota, UND) y la Asociación Internacional de Sistemas de Vehículos No Tripulados (Association for Unmanned Vehicles Systems International, AUVSI).

La Universidad de Dakota del Norte ha sido una fuerza importante en el sector aeroespacial durante 50 años, al ofrecer títulos de licenciatura en diversas disciplinas de aviación, incluidos los UAS. En 2009 fueron los primeros en ofrecer una licenciatura en operaciones de UAS.

Paul Snyder es el presidente adjunto y director del programa de UAS de la escuela. "Los estándares de capacitación son importantes porque aseguran que los operadores de UAS tengan el conocimiento, la habilidad y la experiencia necesarios para operar con seguridad aeronaves no tripuladas en el espacio aéreo nacional", nos indica. "En una organización, los estándares de capacitación aseguran la coherencia de la capacitación y ayudan a garantizar que los estudiantes desarrollen la actitud de destreza aeronáutica requerida a un aviador profesional."

Las habilidades básicas que Snyder ve en el núcleo de un programa estandarizado de capacitación de operadores de UAS incluyen:

• Gestión de tareas y automatización;
• Riesgo de conocimiento situacional;
• Planificación de misión;
• Procedimientos normales, anormales y de emergencia; y
• Habilidades relacionadas con el escenario/misión, basadas en los estándares de ASTM International y los reglamentos futuros de la FAA que cubran áreas como vuelo sobre personas, vuelo nocturno, seguridad pública y operaciones extendidas, visuales y más allá de la línea de visión.

La UND ha expresado interés en convertirse en uno de los primeros participantes del Programa de Proveedores de Capacitación de UAS de ASTM International, que comenzó a evaluar a los capacitadores a principios de este otoño. Como lo explicó Daniels, revisor técnico y consultor para el programa, “es muy importante a fin de establecer el aseguramiento de la calidad para la implementación de estos estándares. Nuestra función principal consistirá en revisar el plan de estudios y las instalaciones previstas en cuanto al cumplimiento, repetibilidad y previsibilidad de estos programas."

Snyder señala que trabajar estrechamente con ASTM International adecuará mejor sus programas a los requisitos del sector. "UND Aerospace puede aprovechar los estándares de ASTM para garantizar que continuemos brindando la más alta calidad de educación", nos dice.

Y ese es el objetivo final de todo el trabajo que se realiza en el proceso de creación de un régimen sólido de capacitación para los sistemas de aeronaves no tripuladas. Quizá Daniels lo expresa mejor: "el esfuerzo monumental del Comité F38 de ASTM para desarrollar y publicar estos estándares de UAS comenzó hace años, y finalmente estamos en una posición en la que todo está comenzando a adecuarse de manera eficaz."

Tracy Lamb, vicepresidenta de asuntos reglamentarios y de seguridad y jefe de pilotos, refiriéndose a una "visita de escucha" realizada por AUVSI en 2017, dice que "la información más significativa que obtuvimos es que a todas luces faltan estándares unificados, tanto para la capacitación como para la operación de UAS comerciales." Esta conclusión representa, en pocas palabras, el fundamento del Programa de Operadores Confiables (Trusted Operator Program, TOP) del grupo y la razón por la que sus miembros están trabajando estrechamente con el Comité F38 para implementar el programa.

"ASTM ha creado, y está en proceso de crear, estándares extremadamente sólidos y sumamente prácticos para el sector", dice Lamb. “Lo que el TOP ha hecho es realmente tomar todos esos estándares y extraer su esencia, o el protocolo. Un protocolo es una forma de implementar un estándar; cuando se extrae un protocolo realmente se está ayudando a los operadores en cuanto a la manera en que ellos pueden realmente implementar estas cosas en el campo."

Lamb y sus colegas consideran que brindar orientación práctica a través de estos protocolos, además de una documentación clara de los estándares sobre los que se desarrollaron, tendrá como resultado tasas más altas de cumplimiento de las mejores prácticas. "Queremos apoyar a los pilotos profesionales de UAS sin importar el sector", comenta Lamb. "Creemos que un compromiso con la seguridad, principios de destreza aeronáutica y un cierto nivel de profesionalismo son importantes, ya sea que esté haciendo fotografías de bodas, estudios agrícolas o inspecciones en caliente de una plataforma petrolera en alta mar."