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En los últimos años, el mundo ha sido testigo de un aumento en el número de sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS) que emprenden el vuelo. Comúnmente conocidos como drones, estos vehículos aéreos sin piloto han sido adoptados por millones, desde aficionados hasta negocios comerciales y personal militar.

Versátiles y eficientes, los UAS pueden realizar una amplia gama de tareas: filmación, entrega de paquetes, investigación meteorológica, vigilancia e inspección aérea, búsqueda y rescate, y más. Los UAS también pueden realizar tareas que evitan la presencia de trabajadores en entornos peligrosos, incluidas las áreas de difícil acceso, estructuras inestables y sitios con altos niveles de toxinas o radiación.

El alcance de estos sistemas es muy profundo. Según un informe de 2019 del Centro para el Estudio de los Drones de Bard College, los UAS ahora pueden encontrarse en 95 países, mientras que hace solo 10 años estaban en 60. Mientras tanto, el Banco de Inversión Europeo, la rama de préstamos de la Unión Europea, predice que para 2022, el número de drones de mercado masivo alcanzará los 35 millones a nivel mundial, con aproximadamente 3 millones solo en los Estados Unidos. De los 35 millones, el 75 % se usará en emprendimientos comerciales.

Este crecimiento generalizado de los UAS solo puede significar una cosa para nuestros cielos: mayor tráfico, con vehículos pequeños operados de forma remota compitiendo con los aviones tripulados más grandes por el espacio aéreo. En este entorno ocupado y complicado, la gestión del tráfico aéreo y el mantenimiento de la seguridad y la protección son esenciales. Aquí es donde el comité de ASTM International sobre sistemas de aeronaves no tripuladas (F38) desempeña actualmente un papel fundamental.

Compuesto por representantes de la industria, el sector académico, las sociedades profesionales y las agencias gubernamentales, el comité ha desarrollado más de dos docenas de estándares para promover el diseño, el rendimiento, la calidad y la seguridad de los UAS durante sus años de trabajo.

Recientemente, el comité se ha centrado en la identificación y el seguimiento remotos de los UAS, así como en la gestión del tráfico de estos (UTM, por sus siglas en inglés); a finales de 2019 se lanzó la muy esperada especificación para identificación y seguimiento remotos (F3411). Este estándar aumenta la responsabilidad del piloto del UAS y permite la identificación gubernamental y civil de los UAS por razones de seguridad. El estándar también proporciona un medio voluntario de cumplimiento para el campo de los UAS y admite una variedad de tipos de drones y operadores.

Una placa de matrícula digital

La identificación remota se puede comparar con una placa de matrícula digital. Ayuda a los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley, de seguridad y de aviación a identificar un dron que vuela de manera imprudente o en un área prohibida como, por ejemplo, demasiado cerca de un aeropuerto.

"Muchos de los problemas que ocurren con los UAS no son maliciosos. En general, son los despistados y descuidados los que causan problemas. Hay una tercera categoría: los criminales. La identificación remota ayuda a los funcionarios de seguridad pública a saber a quién deben prestar atención. Alguien que desactive su identificación remota destacará un poco más", dice Gabriel Cox, ingeniero principal de Intel y presidente del grupo de trabajo que desarrolló el estándar.

Señala que ya existe un formato de número de serie para drones: los números de serie para pequeños sistemas aéreos no tripulados (CTA 2063). Creado por el American National Standards Institute (ANSI) y supervisado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), consta de una identificación de la compañía de cuatro dígitos y 15 caracteres adicionales de un número de serie. Tanto la Unión Europea como la Autoridad Federal de Aviación de los EE. UU. (FAA) hacen referencia a este formato de identificación.

La identificación remota elimina el anonimato del dron y su piloto. Al igual que la placa de vehículo tradicional, la identificación remota de los UAS establece un mecanismo de responsabilidad. La identificación comparte información cuando es necesario y no infringe la privacidad del operador del UAS, las empresas asociadas y los clientes.

Además de la identificación remota en sí, debe existir un medio para recopilar información del UAS y compartirla; el estándar también aborda esta necesidad. Según Phil Kenul, presidente del comité sobre sistemas de aeronaves no tripuladas y almirante principal de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) en retiro, el estándar fue desarrollado para que uno pueda descargar una aplicación para teléfono inteligente y acceder a la información del UAS desde la red en tiempo real. Para drones sin capacidad de red, es posible captar y rastrear la señal de Wi-Fi o Bluetooth a través de la aplicación. 

Para rastrear una identificación remota, deben existir medios para difundir la información. El estándar F3411 contempla los métodos de transmisión, así como los requisitos mínimos de rendimiento para dos formas de identificación: difusión y red.

La identificación remota transmite continuamente señales de radio usando Bluetooth o Wi-Fi. Estas señales proporcionan el identificador único del UAS, así como su altitud, longitud y latitud. Con la identificación remota de difusión no hay un destinatario específico. Cualquier receptor en las proximidades del UAS puede obtener estos datos.

La identificación remota de red difiere en que un proveedor de servicios de identificación remota de red (Net-RID SP) transmite la identificación y la ubicación del UAS a un destino definido: un proveedor de visualización de Net-RID. Luego, el proveedor de visualización agrega los datos suministrados a través de una aplicación, que luego puede ser monitoreada en un teléfono inteligente o sitio web para computadora. Por regla general, el Net-RID SP es una red celular.

Cada opción tiene sus ventajas. La identificación remota de difusión es particularmente útil en regiones con cobertura de red limitada o inexistente. La identificación remota de red funciona bien en lugares con un servicio de red celular robusto, como las áreas urbanas.

En los Estados Unidos, mediante el aviso de la FAA sobre la propuesta de elaboración de reglamentos para la identificación remota de sistemas de aeronaves no tripuladas del 31 de diciembre de 2019 se hicieron públicas las pautas sobre quién debe adherirse a la identificación remota. Con la excepción de los UAS que pesen menos de 0,25 kg (0,55 lb) y ciertos UAS construidos por aficionados y drones del gobierno de EE. UU., se espera que todos los UAS sujetos a los requisitos de registro de la FAA transmitan una identificación remota. Para el caso de los UAS construidos por aficionados y los UAS producidos antes de la fecha de cumplimiento, el vuelo solo puede tener lugar en áreas geográficas determinadas. Si los operadores de drones poseen varios UAS, cada uno de ellos tendrá que registrarse individualmente.

Aumento de los privilegios operativos

Al permitir a las autoridades identificar a los pilotos de los UAS y establecer un sistema integrado de capacidad de respuesta del piloto, el nuevo estándar F3411 permitirá más privilegios operativos: si sabe que puede confiar en el operador del UAS en cuestión, hará menos estrictos algunos de los reglamentos más exigentes que le conciernen. Bajo el estándar, estos privilegios incluyen la operaciones de UAS que tienen lugar por la noche, sobre personas y más allá de la línea de vista visual (BVLOS). Debido a que un dron más pequeño desaparecerá de la vista más rápido que uno más grande, no hay una distancia exacta que signifique BVLOS.

ASTM International tiene un estándar relacionado con el concepto de BVLOS: el método para solicitar la aprobación para pequeños sistemas de aeronaves no tripuladas para vuelo BVLOS (F3196). Se centra en los UAS (sUAS) pequeños, aquellos que tienen un peso total máximo de menos de 25 kg (55 lb), cuyos operadores soliciten permiso de una autoridad de aviación civil para volar BVLOS.

"Usted desea poder operar a muchas millas del observador, pero antes deben prepararse ciertas cosas, como la detección y evasión de otras aeronaves. Solo entonces podrá ir más allá de la línea de vista visual. Este es uno de los aspectos más desafiantes que enfrenta el mundo de los UAS", dice Kenul.

Añade que el subcomité sobre aeronavegabilidad (F38.01) inició dos trabajos de detección y evasión para establecer los requisitos de rendimiento y los métodos de prueba para la detección y evasión de aeronaves tripuladas por parte de los UAS BVLOS.

"Solo cuando las capacidades de detección y evasión estén completamente maduras se le permitirá ir más allá de la línea de vista visual", dice Kenul.

En junio, el comité aprobó uno de los elementos de trabajo, que ahora es la especificación para los requisitos de rendimiento de detección y evasión (F3442). El otro elemento de trabajo, el WK62669, definirá los métodos de prueba para sistemas de detección y evasión y sensores para sUAS BVLOS. Su objetivo es proteger a las aeronaves tripuladas que operen a menor altitud y reducir el número de exenciones solicitadas para sUAS BVLOS.

Control del tráfico de aeronaves no tripuladas

El subcomité sobre operaciones de vuelo (F38.02) está trabajando en la gestión del tráfico de UAS (UTM), que va de la mano con la identificación y el seguimiento remotos y con los requisitos de detección y evasión. La FAA define UTM como un ecosistema de "gestión del tráfico para operaciones no controladas que es independiente, pero complementario, al sistema de gestión del tráfico aéreo (ATM) de la FAA". Debido a la creciente diversidad, capacidades y cantidad de UAS, el elemento de comunicación de voz entre el piloto y el control de tráfico aéreo tradicional de la ATM no es factible.

Para abordar el control del tráfico de los UAS, el subcomité ha redactado un estándar para el servicio proporcionado bajo la gestión del tráfico de los UAS (UTM) (WK63418). El estándar propuesto basado en el rendimiento abarcará una serie de capacidades complejas, como la integración de vuelos tripulados, la gestión de vuelos prioritarios y el uso de UTM para la movilidad aérea urbana. Sin embargo, comienza con capacidades fundamentales como el manejo de las restricciones del espacio aéreo y la coordinación estratégica.
Una restricción del espacio aéreo está en vigor en cualquier lugar en el que un dron no puede volar sin un permiso especial. Esto podría ser en cualquier lugar, desde un incendio forestal hasta la zona de aterrizaje de un helicóptero de servicios médicos de emergencia. La coordinación estratégica se ocupa de la detección de conflictos y el monitoreo de la conformidad. Este último comprueba los informes de posición en curso para determinar si un dron está siguiendo su plan de vuelo. Si el dron se desvía de su ruta asignada, el monitoreo de conformidad se coordinará con los proveedores de servicios para UAS (USS) afectados para evitar conflictos y accidentes. Todo esto se lleva a cabo utilizando sistemas informáticos.

Mediante estas transmisiones de red, el elemento de trabajo sobre UTM y el estándar para identificación y seguimiento remotos se entrelazan.

"Creamos el estándar para identificación y seguimiento remotos en colaboración y en paralelo con el estándar de UTM. Un elemento fundamental integrado en la identificación remota, el servicio de detección y sincronización (DSS), también está comprendido en la UTM. El DSS es la manera en que todo el mundo puede comunicarse a través de la red y ver dónde están todos los demás, y es necesario en ambos", dice Kenul.

El DSS facilita la transferencia de información entre drones que operan en un espacio aéreo compartido. La identificación remota y la intención operativa formarían parte de estas comunicaciones.

El copresidente del grupo de trabajo para el documento WK63418, Mike Glasgow, explica que la parte de descubrimiento del DSS notifica a los USS de otros proveedores de servicios con los que necesita intercambiar información. Compartir datos da como resultado una imagen completa del espacio aéreo en el que volaría el UAS. El DSS también tiene un mecanismo para asegurar que el USS obtenga la imagen completa del espacio aéreo antes de que cree una nueva operación.

Para quienes no son expertos, Glasgow compara el DSS con un tipo de guía telefónica inteligente. "Un USS puede preguntar: '¿Quién tiene datos de cierto tipo en esta área?' El DSS puede responder con: 'Estos tres USS tienen datos en esa área y aquí están las URL en las que puedes llegar a ellos'", dice Glasgow, que trabaja en estándares y arquitectura de UTM en Wing.

Espacio aéreo global más seguro

El objetivo de la UTM es mantener el espacio aéreo seguro y, al mismo tiempo, aumentar los privilegios operativos. Con la UTM en vigor, varios drones podrían volar BVLOS a altitudes por debajo de 400 ft (120 m) en áreas donde los servicios de tráfico de la FAA no existen. Esto también se aplicaría al espacio aéreo de todo el mundo.

"Queremos que este sea un estándar internacional y no un estándar fragmentado", dice Amit Ganjoo, copresidente del grupo de trabajo para el documento WK63418 y CEO de ANRA Technologies. "Para ello, nos centramos en el intercambio técnico subyacente".

Tanto Ganjoo como Glasgow señalan que la interoperabilidad es clave para el éxito de la UTM. Esto puede lograrse definiendo los protocolos utilizados por los proveedores de servicios para UAS para el intercambio de información, un tema primordial del grupo de trabajo.

"Este estándar propuesto es un ejemplo clave de un trabajo bien coordinado entre la industria, los organismos reguladores y los proveedores de servicios de navegación aérea (ANSP) de todo el mundo para conseguir capacidades fundamentales para la UTM. Tenemos la esperanza de que la comunidad mundial de la aviación adopte el elemento de trabajo y los estándares de nuestro comité para apoyar la integración de los UAS y la armonización en todo el ecosistema", dice Glasgow.

El comité sobre sistemas de aeronaves no tripuladas se reúne dos veces al año, generalmente en mayo y noviembre. Para obtener información sobre futuras reuniones, talleres y simposios, póngase en contacto con la gerente del personal Mary Mikolajewski (tel. +1.610.832.9678).

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Glosario de UAS

• UAS — sistema de aeronave no tripulada, llamado comúnmente "dron". El término engloba tanto la aeronave no tripulada como el equipo utilizado para operarla remotamente.

• sUAS — sistema pequeño de aeronave no tripulada: UAS con un peso total de menos de 55 lb (25 kg).

• USS — proveedor de servicios para UAS: empresa que suministra la tecnología para transmitir datos del UAS de forma segura.

• BVLOS — más allá de la línea de vista visual: punto en el que el operador del dron ya no puede ver la aeronave.

• UTM — gestión del tráfico de aeronaves no tripuladas o UAS: un ecosistema de gestión del tráfico para UAS que complementa a la gestión del tráfico aéreo (ATM). Según la definición de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos, la UTM "identificará en última instancia los servicios, funciones y responsabilidades, la arquitectura de la información, los protocolos de intercambio de datos, las funciones de software, la infraestructura y los requisitos de rendimiento para permitir la gestión de las operaciones de los drones no controlados a baja altitud".

• ATM — gestión del tráfico aéreo: enfoque sistemático para gestionar el tráfico aéreo que tiene en cuenta cómo las acciones individuales (mal tiempo, emergencias, etc.) pueden afectar al conjunto. Proporciona un esfuerzo coordinado de mitigación para garantizar la seguridad, la eficiencia y la equidad en la prestación de servicios de tráfico aéreo.

• DSS — sistema de descubrimiento y sincronización: sistema utilizado para interconectar varios USS para que intercambien información y coordinen operaciones de UAS al mismo tiempo que protege la privacidad del operador y del consumidor. Los detalles sobre operaciones de UAS almacenados o procesados en el DSS no se comparten.

• ANSP — proveedores de servicios de navegación aérea.

Kathy Hunt es una periodista y autora que reside en la costa este de los EE. UU.