Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) o drones desempeñan un papel importante en diversas industrias y sectores. Están demostrando ser adaptables, fiables y eficaces. Por ejemplo, los drones proporcionan transporte en logística y entrega, búsqueda y rescate, inspección de infraestructura, agricultura de precisión, respuesta a desastres, minería, planificación urbana, seguridad, vigilancia y exploración espacial.
Existen muchos tipos distintos de drones, clasificados de distintas formas. Los drones están etiquetados por su diseño, tamaño, aplicación o finalidad. También se pueden clasificar según su fuente de energía, entorno operativo y clase regulatoria. El alcance de esta tecnología es amplio y está creciendo.
En este artículo, describiremos algunos tipos comunes de drones y discutiremos su clasificación.
Tipos de drones por diseño
Los drones generalmente se clasifican por su diseño. Éstos son algunos de los tipos más comunes.
1. Drones helicóptero de un solo rotor
2. Drones multirotores
3. Drones de ala fija
4. Drones híbridos de ala fija de despegue vertical (VTOL)
5. Drones con rotor inclinado
6. Drones con ventilador con conductos
7. Drones de alas mixtas
Los helicópteros teledirigidos de un solo rotor cuentan con un único rotor grande para elevación y control (para altitud y dirección) que funciona como un helicóptero tripulado convencional. Se aplica una combinación de controles cíclicos, colectivos y del rotor de cola para maniobrar el vuelo con precisión.
Estos drones se utilizan para diversas tareas, como fotografía aérea, vigilancia, teledetección y vuelos de ocio. A menudo pueden transportar cargas útiles más pesadas y ofrecer tiempos de vuelo más prolongados en comparación con los drones multirrotor. Son más difíciles de operar que los drones multirrotor, por lo que los pilotos necesitan una formación adecuada para comprender los principios del vuelo de un helicóptero y dominar los controles.
Los drones multirotor utilizan múltiples hélices (palas) para vuelo y navegación, normalmente de cuatro a ocho o más. Los drones reciben nombres según la cantidad de rotores que tienen. Por ejemplo:
- Tricóptero – 3 rotores
- Cuadricóptero – 4 rotores
- Pentacóptero – 5 rotores
- Hexacóptero – 6 rotores
- Octocopter – 8 rotores
- Decopter – 10 rotores)
- Dodecópteros – 12 rotores
Las configuraciones más comunes son cuadricópteros, hexacópteros y octocópteros.
Un dron multirrotor produce sustentación al girar rápidamente sus rotores. También puede flotar, ascender y descender mediante la elevación combinada de los rotores. El dron se mantiene estable controlando la sustentación de cada rotor. También puede cambiar su ubicación, orientación y dirección cambiando la velocidad y dirección de cada rotor. El paso o la velocidad de los rotores opuestos se ajusta para regular la guiñada.
Estos drones utilizan ajustes diferenciales de velocidad y empuje en sus rotores para ganar control. Son relativamente fáciles de operar y pueden flotar en el lugar sin la intervención continua del piloto, lo que los hace ideales para tareas como fotografía aérea, videografía y topografía. Estos drones tienen una baja capacidad de carga útil y tiempos de vuelo relativamente cortos. Están disponibles en varios tamaños, desde pequeños drones de juguete para uso recreativo hasta modelos profesionales e industriales más grandes para tareas especializadas.
Los drones de ala fija tienen alas fijas y un diseño aerodinámico, muy parecido a los aviones. La sustentación es generada por las alas (en lugar de los rotores), que proporcionan aerodinámica a medida que el aire fluye sobre ellas y el dron avanza. De hecho, los drones de ala fija son inherentemente estables en vuelo debido a su diseño aerodinámico.
Este dron tiene hélices, pero están montadas en la parte delantera del dron en lugar de en la parte superior, lo que ayuda con el empuje hacia adelante. El control de vuelo se logra a través de superficies de control como alerones, elevadores y timones.
A diferencia de los multirotores, los drones de ala fija no pueden flotar en el lugar y requieren una pista o catapulta para despegar y aterrizar. Deben mantener un movimiento continuo hacia adelante para elevarse, lo que los hace eficientes para misiones de larga duración. Diseñados para tiempos de vuelo prolongados, estos drones pueden volar durante varias horas con una sola carga de batería o más con motores que funcionan con combustible. También pueden transportar cargas útiles pesadas y son capaces de realizar vuelos autónomos, lo que les permite seguir rutas de vuelo preprogramadas o responder a objetivos de misión específicos sin la intervención constante del piloto.
Como resultado, los drones de ala fija se usan comúnmente para aplicaciones como cartografía aérea, agricultura (por ejemplo, monitoreo de cultivos), monitoreo ambiental, vigilancia de largo alcance, seguimiento de vida silvestre y recopilación de datos geoespaciales.
Los drones híbridos VTOL combinan las características de los drones de ala fija y multirrotor. Son capaces de despegar y aterrizar verticalmente como drones multirrotor, por lo que pueden operar en espacios reducidos sin pista ni catapulta. Estos drones también tienen capacidades de ala fija, lo que significa que pueden pasar del despegue vertical al vuelo horizontal, similar a los aviones.
Una vez en modo vuelo, cubren distancias mayores de manera más eficiente que los drones multirrotor. Estos híbridos utilizan sistemas avanzados de control de vuelo para realizar la transición entre el despegue vertical y el vuelo de ala fija. El proceso de transición normalmente implica cambiar la orientación de los rotores del dron y ajustar los vectores de empuje. Después de completar sus misiones, los VTOL híbridos pueden volver a un aterrizaje vertical, lo que les permite aterrizar en espacios reducidos o en pequeñas plataformas de aterrizaje. Muchos drones VTOL híbridos también tienen capacidades de vuelo autónomo.
Estos drones pueden transportar una gran carga útil y cubrir largas distancias, lo que los hace útiles para mapeo aéreo, vigilancia, entrega de carga y monitoreo ambiental.
Los drones de rotor inclinado combinan las características de un helicóptero y un avión de ala fija. Tienen sistemas de rotor que pueden inclinarse de una posición vertical a una horizontal, lo que les permite despegar y aterrizar verticalmente como un helicóptero y luego pasar al vuelo de ala fija para un crucero eficiente.
En posición vertical, los rotores proporcionan sustentación vertical para el despegue y el aterrizaje. En posición horizontal, los rotores actúan como hélices para el vuelo hacia adelante. Estos drones utilizan sistemas avanzados de control de vuelo, que gestionan eficientemente las transiciones verticales y horizontales. Esto implica cambiar la orientación de los rotores y ajustar los vectores de empuje. Muchos tienen capacidades de vuelo autónomo.
Los drones de rotor inclinado suelen transportar grandes cargas útiles, cubrir largas distancias y se utilizan para reconocimiento, vigilancia y transporte de mercancías de largo alcance en entornos remotos o desafiantes.
Los drones con ventiladores con conductos tienen un sistema de propulsión que comprende uno o más ventiladores encerrados en un conducto o cubierta protectora. Esto significa que pueden aprovechar los ventiladores con conductos para una variedad de aplicaciones. El conducto protege las aspas del ventilador y proporciona elevación y control adicionales. También garantiza que las palas estén protegidas y no sufran daños ni lesiones en caso de colisión.
Estos drones se benefician de una mayor sustentación y estabilidad en comparación con los diseños de rotor abierto. El ventilador con conductos también produce menos ruido que las configuraciones de rotor abierto. Al variar la velocidad y el sentido de rotación de los ventiladores, el dron controla su movimiento en diferentes direcciones. El conducto proporciona elevación aerodinámica adicional, lo que los hace más eficientes para flotar y volar a baja velocidad.
Estos drones son más compactos y más pequeños en comparación con otros tipos. Debido a su menor tamaño, existen limitaciones en la capacidad de carga útil en comparación con los UAV más grandes. Los drones con ventiladores con conductos se utilizan para tareas especializadas como la inspección de tuberías, túneles y estructuras internas donde la maniobrabilidad y la estabilidad son fundamentales.
Los drones con cuerpo de ala combinada (BWB) tienen un diseño mixto de ala y fuselaje para mejorar la aerodinámica, lo cual es único. El diseño da como resultado un cuerpo elevador en forma de ala, con una distinción mínima entre el cuerpo principal y las alas. Este dron depende de tu cuerpo para generar sustentación. La forma combinada crea sustentación a través de fuerzas aerodinámicas y su forma general. Podría haber una o más hélices o motores a reacción para proporcionar empuje para el movimiento hacia adelante. Algunos drones BWB están diseñados con capacidades VTOL, lo que les permite despegar y aterrizar verticalmente.
Los drones BWB pueden transportar grandes cargas útiles y cubrir distancias más largas con una eficiencia de combustible decente. Se utilizan para cartografía aérea, vigilancia, entrega de carga, investigación científica y reconocimiento militar. Su eficiencia y capacidad de carga las convierten en máquinas versátiles para muchos sectores.
Tipos de drones por tamaño
El rango de peso y tamaño para la clasificación de drones puede variar según las regulaciones y estándares locales. En Estados Unidos, la Administración Federal de Aviación (FAA) clasifica los drones en función de su peso para establecer reglas y regulaciones para su operación segura. Estas regulaciones pueden incluir restricciones sobre dónde y cómo pueden volar los drones, requisitos de registro y certificación de piloto.
A medida que se producen avances en la tecnología de drones, los criterios de clasificación cambian. Actualmente, la clasificación de los drones en función del tamaño se detalla a continuación.
1.Nano
2.micro
3. Mini
4. pequeño
5. Medio
6. grande
Los nanodrones suelen pesar menos de 250 gramos y son lo suficientemente pequeños como para caber en la palma de la mano. Se utilizan para vuelos recreativos en interiores y exteriores, con fines educativos y fotografía aérea básica.
Los microdrones pesan entre 250 gramos y dos kilogramos. Son un poco más grandes que los nano drones, pero aún así compactos. Los microdrones se utilizan para vuelos recreativos, fotografía aérea y fines educativos.
Los mini drones pesan entre dos y 25 kilos. Son más grandes que los microdrones, pero aún relativamente pequeños. Los mini drones se utilizan para fotografía aérea, videografía, vuelos recreativos y aplicaciones profesionales como agricultura y topografía.
Los drones pequeños pesan entre 25 y 150 libras. Son más grandes y sustanciales que los mini drones. Los pequeños drones se utilizan en aplicaciones como vigilancia, inspección, cartografía aérea y transporte de carga.
Los drones medios pesan entre 150 y 600 kilogramos. Se utilizan en aplicaciones profesionales avanzadas como fumigación agrícola, monitoreo ambiental y algunas aplicaciones militares o de defensa.
Los drones de gran tamaño pesan entre 600 kilogramos y varias toneladas. Son tan grandes que parecen aviones pequeños. Los drones de gran tamaño se utilizan para el transporte de carga pesada, el reconocimiento militar, la vigilancia de largo alcance y la cartografía y la topografía a gran escala.
Tipos de drones por tecnología
Normalmente, los drones son un tipo de vehículo aéreo no tripulado. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, los drones incluyen nuevos dispositivos. Actualmente, varios vehículos no tripulados o controlados remotamente también se denominan drones.
Estos drones se clasifican según el tipo de vehículo que son:
1. Vehículos aéreos no tripulados (UAV)
2. Vehículos submarinos no tripulados (UUV)
3. Microvehículos aéreos (MAV)
4. Nano vehículos aéreos (NAV)
5. Vehículos aéreos personales (PAV)
6. Drones sumergibles (SD)
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) son aeronaves que operan sin un piloto humano a bordo. Estos vehículos pueden diseñarse para volar de forma autónoma, siguiendo patrones de vuelo predeterminados o reaccionando a datos en tiempo real, o un operador humano puede controlarlos de forma remota.
Los vehículos submarinos no tripulados (UUV) son vehículos autónomos o operados de forma remota diseñados para operar debajo de la superficie del agua sin un piloto humano. Se utilizan en diversas aplicaciones, incluida la oceanografía, la biología marina, la arqueología subacuática, los estudios hidrográficos, la exploración de recursos submarinos y tareas militares como contramedidas de minas, guerra antisubmarina, así como inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR).
Los microvehículos aéreos (MAV) son vehículos aéreos no tripulados pequeños y livianos. Estos pequeños aviones suelen estar diseñados para imitar las características de vuelo de insectos o pájaros y normalmente se utilizan para aplicaciones que requieren drones pequeños y ágiles. Se utilizan para mapeo de interiores, monitoreo de espacios confinados o enjambres para vigilancia.
Los Nano Vehículos Aéreos (NAV) son drones extremadamente pequeños, ligeros y ágiles para aplicaciones específicas que requieren aeronaves de tamaño micro. Su diseño también está inspirado en las características de vuelo de los insectos y se utiliza para tareas como vigilancia, reconocimiento y seguimiento ambiental en espacios reducidos o reducidos.
Los vehículos aéreos personales (PAV) transportan a uno o más pasajeros, normalmente en un vehículo pequeño, compacto y, a menudo, de propulsión eléctrica. Se están desarrollando para ofrecer opciones de transporte regional y urbano, reduciendo potencialmente la congestión del tráfico y ofreciendo formas futuras de transporte personal eficiente y práctico. Un buen ejemplo de PAV son los taxis aéreos.
Los Drones Sumergibles (SD) , también conocidos como drones submarinos o vehículos submarinos operados remotamente (ROV), son vehículos autónomos o controlados remotamente diseñados para operar bajo el agua. Se utilizan para explorar entornos submarinos de difícil o peligroso acceso para los humanos. Pueden alcanzar grandes profundidades en el océano y explorar cuevas submarinas, naufragios y otros elementos sumergidos. Estos drones se utilizan para exploración submarina, oceanografía, arqueología subacuática y fines recreativos.
Tipos de drones por aplicación
Los drones son máquinas versátiles que se utilizan en muchas aplicaciones y están equipadas en consecuencia. A continuación se muestran algunos tipos de drones según su propósito.
Los drones para fotografía y videografía capturan imágenes y vídeos de alta calidad desde el aire. Están equipados con cardanes estabilizados y cámaras de alta resolución. Se utilizan en producción cinematográfica, fotografía aérea y creación de contenidos.
Los drones agrícolas se utilizan en la agricultura para el seguimiento de cultivos, el control de plagas y la agricultura de precisión. Tienen sensores para recopilar datos sobre la salud de los cultivos y las condiciones del suelo.
Los drones de búsqueda y rescate ayudan en las operaciones de búsqueda y rescate proporcionando imágenes aéreas en tiempo real. Tienen cámaras térmicas y sensores para localizar a personas desaparecidas en terrenos desafiantes.
Los drones de carreras se utilizan con fines recreativos y para competiciones de carreras de drones. Ofrecen velocidad, agilidad y realización de maniobras acrobáticas.
El entretenimiento y los espectáculos con drones se utilizan en eventos de entretenimiento a gran escala y espectáculos de luces aéreas. Están programados para crear presentaciones visuales coordinadas en el cielo nocturno y, a menudo, tienen luces láser o LED.
Los drones de reparto transportan mercancías de un lugar a otro, normalmente para empresas de comercio electrónico o logística.
El mapeo y la topografía con drones se utilizan para crear mapas detallados, modelos 3D y estudios topográficos del terreno. Se utilizan comúnmente en construcción, minería y desarrollo territorial.
Las fuerzas armadas utilizan drones militares y de defensa (UCAV, por sus siglas en inglés, vehículos aéreos de combate no tripulados) para misiones de reconocimiento, vigilancia y, a veces, de combate. Estos pueden variar desde pequeños drones de vigilancia hasta plataformas armadas más grandes.
Los drones de investigación científica se utilizan para diversos fines científicos, incluida la investigación climática, el muestreo atmosférico y los estudios geológicos.
Los drones educativos y de formación están diseñados con fines educativos y de formación de nuevos operadores de drones. Proporcionan un entorno seguro y controlado para aprender sobre la tecnología UAV.
Los drones de inspección de infraestructuras inspeccionan infraestructuras críticas como puentes, líneas eléctricas y tuberías. Con la ayuda de estos drones, a menudo no es necesario que inspectores humanos trabajen en condiciones peligrosas.
Los drones de la industria del petróleo y el gas se utilizan en operaciones de petróleo y gas para el monitoreo de oleoductos, la inspección de chimeneas y el mantenimiento de plataformas marinas.
Los drones de vigilancia ambiental se utilizan para la investigación y conservación ecológica. Ayudan a rastrear la vida silvestre, monitorear los hábitats y evaluar los cambios ecológicos.
Se están desarrollando drones médicos y sanitarios que podrían usarse para transportar suministros médicos, entregar órganos y responder a emergencias médicas.
Los drones de exploración espacial (rovers planetarios) se utilizan para la exploración planetaria en cuerpos celestes como Marte y la Luna. Recopilan datos e imágenes para mejorar nuestra comprensión del espacio y los planetas.
Tipos de drones por entorno
Los drones también se pueden clasificar según el entorno en el que operan de la siguiente manera.
Los drones de interior están diseñados para volar en interiores, como almacenes, fábricas y estadios cubiertos. Estos micro o mini drones pueden navegar en espacios reducidos y se utilizan para mapeo de interiores, gestión de inventario e inspecciones.
Los drones exteriores operan en espacios abiertos al aire libre, desde zonas rurales hasta entornos urbanos. Se utilizan para fotografía aérea, vigilancia, agricultura y vuelos recreativos.
Los drones urbanos se utilizan en entornos urbanos, que requieren sistemas para evitar obstáculos y la capacidad de navegar en espacios aéreos complejos. Se utilizan para vigilancia urbana, inspección de infraestructuras y fotografía aérea en ciudades.
Los drones rurales y agrícolas suelen volar en campos abiertos, granjas y zonas rurales. Se utilizan para agricultura de precisión, seguimiento de cultivos y aplicación de pesticidas.
Los drones de montaña y de gran altitud están equipados para operar en entornos montañosos o de gran altitud, y a menudo presentan capacidades de altitud mejoradas y diseños resistentes. Se utilizan comúnmente para búsqueda y rescate en montaña o estudios alpinos.
Los drones marítimos operan sobre o bajo el agua, incluidos océanos, mares, ríos y lagos. Se utilizan en exploración oceánica, investigación marina, inspecciones submarinas y misiones de búsqueda y rescate.
Los drones costeros y marinos están construidos para resistir los efectos corrosivos del agua salada y operar en entornos costeros y marinos. Se utilizan para el seguimiento costero, la investigación marina y los esfuerzos de conservación de los océanos.
Los drones del desierto pueden soportar altas temperaturas, vientos de arena y baja humedad en ambientes desérticos. Se utilizan para mapeo, monitoreo e investigación ambiental del terreno desértico.
Los drones forestales y contra incendios forestales monitorean y gestionan áreas forestales, detectan incendios forestales y mapean la salud de los bosques. Ayudan con los esfuerzos de prevención y respuesta a incendios forestales.
Los drones de selva y selva navegan por la densa vegetación y la alta humedad en las selvas y selvas. Se utilizan para la investigación de la biodiversidad, el seguimiento ambiental y la conservación de la vida silvestre.
Los drones alpinos están diseñados para entornos nevados y alpinos y, a menudo, se utilizan para el seguimiento de avalanchas, el análisis de la capa de nieve y la búsqueda y rescate en invierno.
Los drones árticos y antárticos pueden soportar el frío extremo, las duras condiciones y los entornos helados en las regiones polares. Se utilizan para investigación científica, seguimiento ambiental y observación de la vida silvestre en las regiones ártica y antártica.
Los drones subterráneos se utilizan en operaciones de minería y construcción de túneles para navegar e inspeccionar pasajes subterráneos. Garantizan seguridad y eficiencia en entornos subterráneos.
Los drones de exploración espacial se utilizan en la exploración planetaria de cuerpos celestes como Marte y la Luna.
Los drones para climas extremos están diseñados para resistir condiciones climáticas severas como huracanes, tornados y otros eventos climáticos extremos. Se utilizan para la investigación y el seguimiento meteorológico.
Tipos de drones por autonomía y control
Estos drones se clasifican por el nivel de autonomía y control que tienen.
Los drones manuales están controlados íntegramente por un operador humano.
Los drones semiautónomos realizan algunas tareas de forma autónoma, pero con supervisión humana.
Los drones autónomos están diseñados para operar sin intervención humana directa. Dependen de sensores e inteligencia artificial para vuelos autónomos y completar misiones.
Tipos de drones por fuente de energía
Según las fuentes de energía, existen los siguientes tipos de drones.
Los drones que funcionan con baterías incluyen drones eléctricos que funcionan con baterías recargables de polímero de litio (LiPo) o de iones de litio (Li-ion). Se utilizan comúnmente para uso doméstico y profesional. Sin embargo, debido al uso de baterías, tienen un tiempo de vuelo limitado y requieren recargas periódicas. Estos drones son livianos y adecuados para una amplia gama de aplicaciones. Operan silenciosamente y tienen cero emisiones.
Los drones propulsados por gasolina funcionan con motores de combustión interna que funcionan con gasolina u otros combustibles líquidos. En comparación con los drones que funcionan con baterías, estos drones tienen tiempos de vuelo más largos y pueden transportar cargas útiles pesadas. Suelen ser drones grandes diseñados para misiones prolongadas.
Los drones híbridos combinan fuentes de energía eléctrica y de gasolina para equilibrar la duración prolongada del vuelo y la reducción de emisiones. Son más versátiles y pesados que los drones eléctricos o de gasolina.
Los drones que funcionan con energía solar tienen paneles en las alas o superficies para capturar la energía solar y recargar las baterías a bordo. Dependen de la luz solar para recargarse, por lo que tienen un vuelo limitado en condiciones nubladas y nocturnas. Sin embargo, son respetuosos con el medio ambiente y tienen mayor resistencia a volar cuando se exponen a la luz solar.
Los drones propulsados por pilas de combustible utilizan pilas de combustible de hidrógeno para generar electricidad para los sistemas de propulsión y a bordo. Estos drones se caracterizan por resistencia a vuelos largos, excelente eficiencia energética y emisiones reducidas. Sin embargo, son caros y la infraestructura de repostaje de hidrógeno es limitada.
Los drones conectados reciben energía y datos a través del cable. Permanecen conectados a una fuente de energía terrestre a través de una correa, lo que les brinda tiempo de vuelo ilimitado (siempre que estén atados), energía continua y comunicación estable. Sin embargo, su movilidad, altitud y alcance son limitados.
Se están desarrollando drones de propulsión nuclear y podrían utilizar pequeños reactores nucleares como fuente de energía para misiones prolongadas, particularmente en la exploración espacial. Son complejos y costosos de diseñar y diseñar. Estos drones son sólo un concepto teórico con potencial para misiones extremadamente largas, particularmente en el espacio profundo.
Tipos de drones por clase regulatoria
Existen diferentes organismos reguladores para drones en la mayoría de los países. El organismo regulador de drones es el siguiente para estos países:
- La Administración Federal de Aviación (FAA) es la de EE. UU.
- La Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea (EASA) en la Unión Europea
- La Autoridad de Aviación Civil (CAA) en el Reino Unido
- La Dirección General de Aviación Civil (DGCA) de la India.
Las clases regulatorias más comunes para drones son las siguientes:
La clase abierta incluye drones que pesan menos de 250 gramos y tienen una velocidad máxima de 19 m/s. Estos drones están sujetos a restricciones mínimas y pueden volar sin licencia ni registro.
La clase específica incluye drones que no cumplen con los requisitos de la clase abierta. Estos drones pueden requerir una licencia, registro u otra autorización para volar.
La clase certificada incluye drones diseñados para uso comercial o industrial. Estos drones deben cumplir rigurosos estándares de seguridad y están sujetos a las regulaciones más estrictas.
