Mecatrónica

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

PJ-M-57 Dron de rescate para zonas de difícil acceso.

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Santiago Gómez Salgado[3° Tikal], Diana Liz Juanico Estrada[3° Tikal], Patricia Medina González[3° Tikal]

Resumen

Actualmente los drones son dispositivos que tienen diversas funciones ya que facilitan y agilizan las labores de los rescatistas al momento de la prevención y control de incendios provocados por el ser humano, búsqueda de personas desaparecidas, apoyo en accidentes y desastres naturales, transporte de primeros auxilios, nos ayuda al monitoreo en tiempo real del operativo, etc., por lo que con nuestro dron podremos ayudar a aquellos que se encuentren en zonas de difícil acceso, ya que los médicos y rescatistas serán capaces de recorrer alrededor de los lugares afectados, valorar la gravedad del desastre, planear una estrategia de rescate y decidir cómo actuar conforme a su estrategia. El dron que construimos mide 30 x 27 x 6 cm y cuenta con 2 cámaras una frontal que permite pilotar el dron y una inferior la cual da una vista del terreno bajo el dron, asimismo, el vuelo es muy estable gracias a un giro sensor que detecta el movimiento del dron y aumenta o disminuye la potencia de los motores para que no caiga fácilmente. Del mismo modo puede alcanzar altas velocidades y recorrer grandes distancias en segundos, la batería dura aproximadamente 15 minutos pero se puede cambiar fácilmente, debido a esto, también colocamos un capacitor en caso de que los motores necesiten más energía la puedan obtener de este. Consideramos que nuestro dron es una alternativa más accesible a los drones de reconocimiento debido a que el precio de las cámaras es más bajo al de los drones comunes.

Trabajo escrito: Dron de rescate para zonas de difícil acceso.

Lonas del proyecto: Dron de rescate para zonas de difícil acceso.

Video exposición del proyecto:

 

Pregunta de Investigación

¿Cómo construir y programar un dron para ubicar y rescatar personas en lugares de difícil acceso?

Planteamiento del Problema

Actualmente estamos expuestos a que ocurra algún desastre natural de cualquier magnitud incluso estos han causado la muerte de millones de personas, sin embargo no se sabe que consecuencias podrían traer, por lo tanto se está buscando una opción con la cual podamos obtener información de un área afectada rápidamente, para así rescatar más vidas. Con este dron la localización por medio de gps será más fácil para ubicar a aquellas personas que se encuentren en zonas de difícil acceso. Además que con este se podrán tomar fotografías (de alta calidad y en tiempo real) con las cuales las aseguradoras podrán valorar los daños y así puedan tomar las medidas necesarias, también los paramédicos podrán transportar equipo médico y de primeros auxilios con una mayor facilidad y rapidez para aquellas personas que lo requieran, y mantener una comunicación con las personas en peligro. Asimismo puede recorrer largas distancias rápidamente evitando obstáculos, lo que podría beneficiarnos.

Antecedentes

Un dron es un vehículo aéreo no tripulado, el cual puede tener diferentes formas, tamaños, configuraciones y usos. Hay otras denominaciones para definir un dron, que pueden ayudarnos a identificar rápidamente en qué consisten. Algunos reciben el nombre de cuadricópteros, sexacópteros u octacópteros, dependiendo de si tiene 4, 6 u 8 hélices. Por tanto, podemos definir un dron como un vehículo que se controla por control remoto, que para elevarse utiliza la fuerza de giro de sus motores unidos a las hélices. El funcionamiento de un dron es básicamente el mismo que el de un avión o un helicóptero. Se ponen en marcha los motores y las aletas se mueven para posibilitar el vuelo. Después, con los mandos de control se va dirigiendo el vuelo, que dependerá en gran medida de los conocimientos y la pericia del piloto. En algunos casos, es posible fijar un rumbo de forma automática. Los modelos que lo permiten incorporan un GPS que permite ir corrigiendo el vuelo y ajustarlo hasta llegar al punto indicado. Estos se sumen usar para realizar rondas de observación cíclicas, sin que haga falta un piloto que lo controle. Simplemente se observa lo que recoge la cámara, que se envía en tiempo real o se graba dependiendo del caso.

Después de un desastre natural, por ejemplo una inundación o terremoto, los drones pueden ser utilizados para la búsqueda y rescate de personas, ya que puede sobrevolar largas distancias a gran velocidad, permite llegar a áreas de difícil acceso y brindar ayuda.

“El potencial de los drones para salvar vidas está claro: al menos 160 personas han sido rescatadas gracias a ellos en todo el mundo, pero el camino para saber cómo utilizarlos de la mejor manera con fines de seguridad aún está en sus inicios”, Romeo Durscher, Director de Integración de Seguridad Pública en DJI.

Asimismo los drones han demostrado su efectividad en situaciones de emergencia y rescates. Su uso en ambientes de riesgo está en expansión debido a las ventajas que presentan frente a métodos tradicionales como los vuelos en helicóptero. Los drones poseen una maniobrabilidad mayor, se desplazan con facilidad sobre terrenos irregulares, llegan a lugares de difícil acceso, capturan imágenes en alta definición y reducen significativamente los tiempos de respuesta.

Ventajas de nuestro servicio con drones

Menor tiempo de respuesta.

Continuo desarrollo de todas nuestras aplicaciones.

Transporte de medicación, incluso a zonas de difícil acceso.

Acceso a zonas remotas para búsqueda y rescate de personas.

Localización a través de sensores IR y RGB.

Transporte de distinto tipo de material de emergencias como es un chaleco, flotadores, botiquines o diversas herramientas para dar apoyo.

Único sistema que permite rescatar a la persona desde tierra.

Utilización del drone como repetidor de comunicaciones.

Monitoreo en tiempo real de toda la operativa, dando apoyo sobre el terreno a los servicios de emergencias.

Planificación de los vuelos autónomos.

Posibilidad de vídeo en directo en cualquier parte del mundo.

Alta precisión en todas las emergencias.

Sistema reutilizable de larga duración.

PREVENCIÓN Y CONTROL DE INCENDIOS

Las potentes cámaras térmicas instaladas en estos equipos son de gran valor como sistemas de apoyo a los bomberos y equipos de rescate en la realización de lecturas térmicas y alerta ante el riesgo de colapso de estructuras en incendios.

BÚSQUEDA DE PERSONAS DESAPARECIDAS

Ya que son de alta precisión resultan de gran ayuda para la búsqueda de personas desaparecidas en zonas rurales así como enterradas en avalanchas donde la rapidez en el rescate resulta de vital importancia.

APOYO EN ACCIDENTES Y DESASTRES NATURALES

La rapidez, maniobrabilidad, calidad de las imágenes y geolocalización proporcionada por estos, facilita la llegada rápida a zonas remotas o de difícil acceso, la localización de heridos, envío de imágenes al equipo de rescate para evaluar el estado de los heridos y planificar su rescate, al tiempo que se examina el estado de las estructuras para minimizar los riesgos del equipo de rescate.

TRANSPORTE DE PRIMEROS AUXILIOS

En caso de accidentes o desastres naturales, donde el acceso a los heridos muchas veces resulta difícil y laborioso y donde la rapidez de la atención es vital, suponen un salto cualitativo muy importante por la capacidad de transportar equipo médico y primeros auxilios en pocos minutos a sitios de difícil acceso.

VALORACIÓN DE DESASTRES PARA ASEGURADORAS

Las fotografías tomadas desde el aire son una herramienta de gran ayuda para llevar a cabo trabajos de valoración de desastres naturales (inundaciones, daños por granizo, terremotos, etc), o de cualquier tipo (accidentes laborales, de tráfico, etc). Si estas fotografías, además, pueden ser tratadas para tomar medidas sobre ellas, tendrán un valor añadido muy importante para las compañías aseguradoras ya que facilitará la labor de valoración de los daños producidos.

Objetivo

Construir y programar un dron de rescate para personas en zonas de difícil acceso.

Justificación

Todos los días ocurren desastres naturales en todo el mundo y por lo tanto, se han estado buscando alternativas con las cuales reducir los daños que causan éstos, o formas en las que se puedan salvar más vidas, el problema es que muchos de los desastres dejan los lugares inaccesibles, por lo que nuestro dron podrá acceder a esas zonas y buscar personas que necesiten ayuda para poder rescatar y salvar más vidas, al ser un objeto, que se puede elevar sobre la superficie, será más fácil localizar a las personas en situaciones de riesgos. Este dispositivo pequeño, puede entrar fácilmente por lugares reducidos, y desplazarse entre edificios, escombros, o sobre el agua. Asimismo puede tomar fotografías (de alta calidad) de estos lugares, para que así los rescatistas sepan qué herramientas utilizar para y durante el rescate y que este no sea tan riesgoso; incluso pueden llegar a salvarse por medio de sensores que a partir de estos se localizan, se pueden maniobrar con mucha facilidad y envían señales en tiempo real ayudando así a que el rescate pueda ser más rápido y eficiente.

Hipótesis

Si construimos y programamos un dron de rescate para ayudar a personas que se encuentren en peligro en zonas de difícil acceso entonces tendremos una herramienta para poder intervenir con el rescate.

Método (materiales y procedimiento)

 

Materiales:

-Marco o frame
-Motores
-FC (Flight controller)
-Capacitor
-Hélices
-4 en 1
– Cable XT-60
-2 cámaras
-Transmisor
-VTX
-Antena
-Gafas FPV
-Baterías compatibles (generalmente de litio)
– Control

1.- Se arma el frame
2.-Se colocan los motores en el frame.
3.- Se coloca el 4 en 1 en frame.
4.-Se suelda en capacitor al XT-60 el cual se une al 4 en 1.
5.- Se une el 4 en 1 al FC.
6.- Se une el VTX al FC
7.- Se conecta la antena al VTX
8.- Se solda el transmisor al FC
9.- Se calibran los motores para que giren en la dirección correcta
10.- Se colocan y se sueldan las cámaras.
11.- Se hacen pruebas de vuelo

Video del procedimiento:

Galería Método

Resultados

Obtuvimos un dron de 30 x 27 x 6 cm con medidas ideales para entrar a espacios de menor tamaño donde otros aparatos o sistemas de rescate no tienen acceso. Cuenta con 4 motores y con dos cámaras: una frontal que permite pilotar el dron y una inferior la cual da una vista del terreno bajo el dron, además, el vuelo es muy estable gracias a un giro sensor que detecta el movimiento del dron y aumenta o disminuye la potencia de los motores para que no caiga fácilmente. Esto permite que el dron no se mueva mientras se observa el terreno en busca de personas en peligro. Puede alcanzar  altas velocidades y recorrer grandes distancias en segundos, la batería dura aproximadamente 15 minutos pero se puede cambiar fácilmente, colocamos un capacitor para mejorar el rendimiento de la batería y tener más velocidad ya que si los motores necesitan más energía pueden obtenerla de este.

Galería Resultados

Discusión

El dron podrá ayudar a localizar a aquellos que se encuentren atrapados en zonas de difícil acceso, haciendo el trabajo de los rescatistas más fácil ya que podrán medir el peligro de la persona y así decidir qué medidas tomar y qué equipo médico transportar, además, podremos estar en comunicación con las personas que se encuentren atrapados. Consideramos que el dron es una alternativa más accesible a los drones de reconocimiento ya que las cámaras son costosas por su capacidad de rotación, y en nuestro dron, son dos cámaras y un sistema de cambio de cámaras.

Conclusiones

Los desastres naturales son inevitables, y lo único que podemos hacer al respecto es estar preparados creando nuevos sistemas y tecnologías que nos permitan salvar vidas y rescatar personas, con nuestro dron, los equipos de rescate serán capaces de observar y recorrer grandes distancias rápidamente, encontrar personas en peligro en cualquier área, y conocer la zona para planear una estrategia de rescate.

Bibliografía

Universidad Internacional de Valencia (2019). ¿Qué es un dron y cómo funciona?, consultado el 21 de octubre de 2020 en
https://www.universidadviu.com/que-es-un-dron-y-como-funciona/

Universidad Dinamo (2019). ¿Para qué sirven los drones? 6 usos sorprendentes, consultado el 21 de octubre de 2020 en
http://www.udinamo.edu.mx/blog/www-udinamo-edu-mx-blog-ciencia-tecnologia/drones/#:~:text=Al%20tener%20c%C3%A1maras%20de%20alta,para%20obtener%20cosechas%20m%C3%A1s%20saludables.

DJI Guides (2019). Qué necesitan saber los equipos de búsqueda y rescate antes de adoptar tecnología con drones en sus misiones, consultado el 21 de octubre de 2020 en
https://store.dji.com/es/guides/2019/09/04/que-necesitan-saber-los-equipos-de-busqueda-y-rescate-antes-de-adoptar-tecnologia-con-drones-en-sus-misiones/

Aerocamaras (2020). Drones en emergencias y rescates, consultado el 27 de octubre de 2020 en https://aerocamaras.es/servicios-drones-profesionales/drones-emergencias-proteccion-civil/

Servicio Periférico de I+D basado en drones UNIVERSIDAD DE ALMERÍA (2019). LOS DRONES AYUDAN EN LA MEJORA DE LA EFICIENCIA EN SITUACIONES DE EMERGENCIA, consultado el 27 de octubre de 2020 en http://www2.ual.es/drones/servicios/rescate-emergencias-y-desastres-naturales/

Summary

Currently, drones are devices that have various functions since they facilitate and expedite the work of rescuers while preventing and controlling fires caused by man, searching for missing people, supporting in accidents and natural disasters, first aid transporting, facilitating the monitoring of a operation in real time, etc., so with our drone we can help those who are in difficult-to-access areas,  doctors and rescuers will be able to travel around the affected places, assess the severity of the disaster, plan a rescue strategy and decide how to act according to their strategy. The drone we built measures 30 x 27 x 6 cm and has 2 cameras, a front one that allows you to pilot the drone and a lower one which gives a view of the terrain under the drone, also, the flight is really stable since it has a sensor twist that detects the drone’s movement and increases or decreases the power of the motors so that it does not fall easily. In the same way, it can reach high speeds and travel great distances in seconds, the battery lasts approximately 15 minutes but it can be changed easily, due to this, we also put a capacitor in case the motors need more energy they can obtain some from it. We consider our drone to be a more accessible alternative to reconnaissance drones because the price of the cameras is lower than that of common ones.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography