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Informe de la Ing. Mónica Abarca Abarca, Investigadora del Laboratorio de Investigación Interdisciplinario de la Pontificia Universidad Católica del Perú, sobre el diseño del “Vehículo Aéreo No Tripulado para monitorear la calidad del aire”, realizado en la Décima Novena Sesión Ordinaria de la Comisión de Ciencia, Innovación y Tecnología del 9 de junio de 2015.
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Vehículo Aéreo No Tripulado • Definición
Plataforma de vuelo capaz de poder realizar vuelos completamente autónomos y abordo lleva algún tipo de una carga útil (sensor) para ser utilizado durante el vuelo.
• Plataforma de Vuelo
Avión – Ala Fija Multirotores Helicopteros
Ing. Carlos Saito - 2015
Vehículo Aéreo No Tripulado • Plataforma de Vuelo
– Categoría: Peso
Mediano Peso: 10 - 25 kg Velocidad máx.: 120 km/hr
Pequeño Peso: Hasta 10 kg Velocidad máx.: 60 km/hr
Grande Peso: 25kg a más Velocidad máx.: más de 120 km/hr
Pequeño Peso: Hasta 2 kg
Mediano Peso: 2 - 5 kg
Grande Peso: 5 kg a más
Ing. Carlos Saito - 2015
Sistema Aéreo No Tripulado
Vehículo Aéreo No Tripulado
Estación de Control en Tierra
Sensor Abordo (Carga Útil)
Operador
Mantenimiento Logística
Ing. Carlos Saito - 2015
Aplicaciones
• Ambos sistemas se pueden utilizar en: – Agricultura de precisión
– Minería
– Vigilancia
– Monitoreo
– Desastres Naturales
– Reservas Naturales
– Pesca, etc.
Ing. Carlos Saito - 2015
Procesamiento de la Información • La información capturada por el sensor abordo debe de ser
procesada para obtener el producto final que nos sirve para analizar el trabajo realizado, tomar decisiones o realizar futuros trabajos.
Planificación de la Operación
Captura de la Información
Información Procesada
Ing. Carlos Saito - 2015
Presentación de la problemática • Aire limpio recurso
ambiental más importante.
• Problema altos índices de contaminación del aire según la OMS.
Ing. Mónica Abarca - 2015
• Perú: industria minero-metalúrgica.
Maquinaria pesada: CO2, CO.
Extracción de mineral: SO2, NO2, H2S, y polvo.
Yacimiento uraníferos: radiaciones ionizantes alfa, beta y gamma.
Presentación de la problemática • ¿Quiénes regulan las emisiones contaminantes?
– Ministerio de Energía y Minas: Límites Máximos Permisibles.
– Ministerio del Ambiente: Estándares Nacionales de Calidad Ambiental.
• Resolución Ministerial N° 315-96-EM/VMM
– Art. 8: Titulares mineros deben construir estaciones de monitoreo.
• ¿Cómo son las estaciones de monitoreo?
– Casetas fijas
– Consumen mucha energía.
– Instrumentación costosa.
– Mantenimiento constante.
Ing. Mónica Abarca - 2015
UAV con Sistema de Medición de Calidad de Aire y Radiaciones Ionizantes
Beneficios de los UAVs:
– Realizan misiones peligrosas para el ser humano.
– Autónomos, rápidos y flexibles.
– Tamaño pequeño y peso ligero.
– Costos bajos.
– No contaminan al medio ambiente pues usan energía eléctrica.
Ing. Mónica Abarca - 2015
UAV Caseta de monitoreo
Dinámico Estático
Consume poca energía eléctrica
Consume mucha energía eléctrica
Bajo costo de implementación
Alto costo de implementación
Bajo costo de mantenimiento
Alto costo de mantenimiento
Sensado de Gases y Partículas
Ing. Mónica Abarca - 2015
Sensado de Radiaciones Ionizantes
Envío de información en tiempo real
Resultados • 2do Puesto Categoría Académico Innovador, Premio a la
Innovación Tecnológica en el Sector Minero Energético 2014 - SNMPE
• Patente de Modelo de Utilidad, expediente 001676-2014-DIN INDECOPI
• Ganador de Global Impact Competition 2015 para el Graduate Studies Program de Singularity University Próximo Proyectos
• 2da versión: mayor autonomía de vuelo, mayor capacidad de sensores, diseño para vuelos hasta 5000 msnm
• Diseño de algoritmo para búsqueda autónoma de fuente de contaminación
• Miniaturización de drone: producto versátil para el mercado
Ing. Mónica Abarca - 2015