Todo lo que necesita saber sobre el vuelo de drones BVLOS

Entre los pilotos de drones, la idea de volar más allá del alcance de la línea visual es una aspiración muy común. Se ha argumentado muchas veces que tener que limitarse a la línea visual ha frenado el potencial de la tecnología de drones. Sin duda, este argumento tiene sus méritos, como lo atestiguan las múltiples empresas que presionan por las entregas automatizadas basadas en drones.

Sin embargo, también existen peligros inherentes al permitir que los pilotos de drones vuelen más allá de la línea de visión visual (BVLOS). Esto ha convertido a BVLOS en uno de los temas más polémicos de los últimos meses. ¿Cuáles son exactamente los argumentos en contra de BVLOS y el vuelo de drones de BVLOS se convertirá alguna vez en realidad?

Los peligros del vuelo BVLOS

El requisito de mantener siempre el contacto visual es una de las primeras lecciones que los pilotos de drones deben aprender. Esto es tan importante que generalmente se aconseja a los pilotos de drones que vuelen con observadores visuales, en caso de que algo les impida establecer un contacto visual constante. También existen medidas que mitigan la pérdida de conciencia medioambiental que puede suponer volar en FPV.

La regla de permanecer dentro del alcance de VLOS garantiza que solo vuele su dron dentro de una distancia razonable. Ninguna distancia establecida define el rango de VLOS. Variables como las condiciones climáticas y el tamaño de su dron juegan un papel importante en la determinación del alcance de VLOS. En la mayoría de los casos, no es probable que este rango supere las 2 millas.

El peligro de volar en BVLOS es la drástica reducción de la conciencia ambiental. Parte de la responsabilidad del piloto del dron o del observador visual es escanear el entorno inmediato del dron para identificar cualquier peligro en el aire o en tierra. Esto es algo que el piloto de drones no puede hacer cuando vuela en BVLOS.

La caída en la conciencia ambiental aumenta la probabilidad de que el dron se estrelle. Si las circunstancias se vuelven menos que ideales, también se vuelve significativamente más difícil para el piloto del dron realizar maniobras evasivas o incluso recuperar el dron. Abordar estos peligros será esencial antes de que cualquier operador pueda volar en el rango BVLOS.

Exenciones para vuelos BVLOS

Aquellos que deseen volar drones más allá del alcance de VLOS tienen dos opciones para renunciar a tales limitaciones. Los pilotos de la Parte 107 pueden solicitar una exención a través del sitio web de FAA DroneZone si es necesario ofrecer servicios profesionales con tales requisitos.

Las agencias de seguridad pública tienen una vía completamente diferente disponible a través de la exención First Responder Tactical Beyond Visual Line of Sight o TBVLOS. Obviamente, se brinda un trato especial al vuelo BVLOS para respuesta de emergencia. Sin embargo, ambos métodos son bastante difíciles y requerirán muchos requisitos documentales.

Exenciones de la Parte 107

La Parte 107.31 o Operación de Aeronaves con Línea de Vista Visual está técnicamente en la lista de disposiciones de la Parte 107 para las cuales la FAA otorga exenciones. Sin embargo, la FAA ha sido muy estricta en la concesión de tales exenciones con una tasa de rechazo actual cercana al 99%. Esto a pesar de que la FAA relajó los requisitos de exención para otras disposiciones, como volar drones de noche y sobre multitudes.

Este hecho nos dice cuán seriamente la FAA considera que el vuelo de drones BVLOS es particularmente peligroso. Esto no significa que sea imposible: un puñado de operadores han podido obtener exenciones de la Parte 107 para vuelos BVLOS desde 2016.

Una de las primeras empresas en recibir este tipo de exención fue Avitas Systems. El 16 de octubre de 2018, Avitas Systems se convirtió en el primer destinatario de una exención BVLOS para uso civil, específicamente para inspección industrial.

La clave para asegurar la exención fue el uso de un radar montado en un remolque para mejorar la conciencia situacional del piloto del dron. Los drones utilizados para las operaciones tenían enlaces de datos robustos, sensores y cámaras que proporcionaban transmisiones en vivo de datos de inspección a la estación terrestre. Probablemente también ayudó que el área de inspección contenía infraestructura de petróleo y gas y probablemente estaba casi despoblada.

Más recientemente, SkyTask Inc., con sede en Denver, también recibió una exención BVLOS para sus operaciones en el Centro de Drones de la Universidad Estatal de Colorado. Es probable que SkyTask tenga los sistemas más completos para el vuelo de drones BVLOS con funciones como detección óptica y evitación, navegación basada en GNSS, monitoreo ADS-B en tiempo real, seguimiento de video de múltiples fuentes desde el aire y la tierra, y localización basada en tierra. que es exacto al milímetro.

Hasta el día de hoy, obtener una exención BVLOS de la Parte 107 se considera una hazaña para cualquier operador o empresa. Es extremadamente difícil y probablemente requerirá la implementación de varias soluciones basadas en tecnología.

Exenciones TBVLOS

Las agencias de seguridad pública tienen la opción de solicitar una exención de TBVLOS en caso de que necesiten desplegar drones en operaciones que involucren “emergencias extremas para salvaguardar la vida humana”. Ya ha habido muchos casos documentados de agencias que utilizan drones para localizar rápidamente a una persona desaparecida o para obtener una ventaja táctica al responder a una situación de tirador activo.

La exención TBVLOS hace que el proceso sea relativamente más fácil. Esta exención aún es relativamente nueva, ya que la FAA solo la anunció en agosto de 2020.

Lo primero que necesita una agencia para solicitar una exención de TBVLOS es un COA de la FAA. Esto normalmente solo se otorga a las agencias gubernamentales que desean utilizar drones para realizar sus funciones regulares. Pilot Institute tiene un curso gratuito que muestra el proceso. Solicitar un COA de la FAA puede ser un proceso largo y tedioso para las agencias, pero a la larga es considerablemente más práctico. Un COA de la FAA permite que una agencia establezca los términos bajo los cuales puede volar sus drones y autocertificar a sus propios pilotos de drones.

Si una agencia ya tiene un COA, debe enviar una carta de solicitud oficial a la FAA y una solicitud a través del Sistema de solicitud de COA. Si tiene éxito, se le otorgará a la agencia el formulario FAA 7711-1 firmado (COA/Formulario de exención) con detalles sobre las disposiciones específicas de la exención.

No parece haber una lista completa de las exenciones de TBVLOS que la FAA ha otorgado hasta ahora, pero el sitio web DRONESREPONDERS informó que se aprobaron 160 exenciones hasta junio de 2021. También hay interés en ampliar los parámetros de la exención de TBVLOS, pero esto tendrá que implicar la recopilación de datos de vuelos operativos de agencias que ya han estado operando en el rango de BVLOS.

Independientemente del tipo de exención que solicite, una exención BVLOS seguirá teniendo limitaciones de distancia. En el caso de las exenciones de TBVLOS, el dron aún debe permanecer dentro de los 1500 pies del piloto del dron. Esta es una distancia relativamente pequeña, lo que significa que TBVLOS solo se aplica para volar alrededor de obstáculos potenciales. Las exenciones BVLOS de la Parte 107 generalmente solo se aplican a un área predeterminada con límites claros según lo propuesto por el solicitante.

Tecnologías actuales que pueden facilitar la transición al vuelo BVLOS

Muchas empresas y agencias que utilizan drones consideran el vuelo de drones BVLOS como la próxima frontera para la tecnología. Si el vuelo BVLOS se vuelve posible, ciertamente abrirá las puertas a varias formas nuevas de usar drones. Por esta razón, no sorprende ver un gran esfuerzo en el desarrollo de tecnologías que permitan un vuelo BVLOS seguro. Estas son solo algunas de las posibles soluciones basadas en la tecnología:

Vuelo de drones impulsado por IA

Los sistemas de detección y evitación han sido un elemento básico de los drones modernos durante varios años. Hoy en día, un dron debe tener sensores que puedan detectar obstáculos en su camino y los medios para evitarlos. Esto se ha hecho de varias maneras: sensores ópticos, sensores de tiempo de vuelo e imágenes estereoscópicas, por nombrar algunas.

El escenario competitivo actual está determinado por qué tan bien reacciona el dron a dichos obstáculos. Después de todo, un sistema de detección y evitación no sirve de nada si el dron no puede evitar el obstáculo porque está volando demasiado rápido. Los drones emergentes han destacado el uso de la IA que les otorga capacidades de toma de decisiones.

Es casi seguro que estas características desempeñarán un papel destacado cuando el vuelo de drones parcialmente automatizado en el rango BVLOS se vuelva más común.

Conectividad 4G/5G

Un problema del vuelo BVLOS es que la conexión de datos entre el controlador y el dron se debilita progresivamente a medida que el dron vuela más lejos. Esta es la principal razón por la que los drones “vuelan” en el pasado, aunque ahora son mucho menos comunes.

Los nuevos drones eluden esta limitación al confiar en un mecanismo de control basado en redes 4G o 5G. Técnicamente, esto haría que el rango de control del dron fuera ilimitado siempre que haya una torre de red celular cerca.

Aparentemente, esta es una actualización simple, pero requerirá una nueva infraestructura de comunicaciones, tanto para los drones como para los controles remotos. También requerirá sistemas más robustos para la seguridad de los datos.

Receptores ADS-B

La tecnología ADS-B no es nueva: es simplemente una forma de advertir a los pilotos de drones sobre la presencia de cualquier aeronave tripulada cercana. Algunos drones ya tienen esta característica y esperamos que sea un requisito para cualquier operación futura de BVLOS. Un receptor ADS-B es solo otra capa de protección que los pilotos de drones deben usar. Es probable que aún sea necesario emitir NOTAM para las áreas en las que se realizarán las operaciones BVLOS.

identificación remota

El requisito de identificación remota es fácilmente el tema más controvertido que la comunidad de drones en los EE. UU. ha discutido en el último año. En pocas palabras, esta ley requerirá que todos los drones operados en el espacio aéreo de los EE. UU. transmitan continuamente paquetes de datos sobre el registro, la ubicación, la altitud y la ubicación de la estación terrestre del drone.

Más que una característica de seguridad, Remote ID es un medio para hacer cumplir la responsabilidad de los pilotos de drones. Esto se vuelve más importante en las operaciones BVLOS en las que ubicar e identificar el dron se vuelve significativamente más difícil.

Aunque la regulación para identificación remota ya se publicó este año, no se requerirá el cumplimiento total hasta 2023. Para entonces, todos los drones cubiertos por los requisitos de registro de la FAA también deberán operar con módulos de identificación remota. Los fabricantes de drones todavía tienen casi 2 años para asegurarse de que sus productos cumplan.

La innovación en la industria de los drones ha sido impresionantemente rápida en los últimos años. El atractivo de poder volar en BVLOS sin duda ha demostrado ser una gran motivación para los fabricantes de drones y los investigadores en el campo.

El Comité de Reglamentación de Aviación de BVLOS

Durante el Simposio de UAS de la FAA en junio de 2021, el administrador de la FAA, Steve Dickson, anunció que formarán un Comité de Reglamentación de Aviación (ARC) para el vuelo BVLOS. El propósito del ARC, como dijo Dickson, es “ayudar a la agencia a desarrollar un camino regulatorio para las operaciones de rutina más allá de la línea visual”. Es deber del ARC hacer recomendaciones que permitan operaciones BVLOS que sean seguras, escalables, económicamente viables y ambientalmente ventajosas.

La FAA ha publicado una lista de las organizaciones que se han unido a la ARC. Un carta oficial también ha sido publicado. Según la lista, 87 organizaciones se han unido al ARC, en representación de varias partes interesadas. Estos incluyen representantes de la academia, el sector tecnológico, asociaciones de aviación tradicionales, fabricantes de drones y grupos locales o territoriales.

Hay muchos nombres familiares en la lista, incluidos Airmap, Skydio, FedEx, CNN, Women in Aviation International y el American Petroleum Institute, solo por nombrar algunos. La lista ciertamente parece un grupo bien representado de partes que se beneficiarán de regulaciones BVLOS seguras y realistas.

El BVLOS ARC es todavía una entidad relativamente nueva, por lo que aún no ha publicado ninguna recomendación. Seguramente estaremos atentos a cualquier salida del grupo. Se espera que el comité proponga recomendaciones a finales de este año.

Otros programas de la FAA para operaciones BVLOS

Otro programa que puede promover la agenda de BVLOS es BEYOND. Este es un programa de la FAA que siguió al éxito del Programa Piloto de Integración de UAS (IPP). El IPP fue un programa de tres años que se desarrolló entre 2017 y 2020 en el que la FAA colaboró ​​con nueve gobiernos estatales, locales y tribales.

El objetivo del IPP fue realizar pruebas que facilitarán la integración segura de los drones en el espacio aéreo nacional. El programa tuvo bastante éxito, pero tuvo que finalizarse en octubre de 2020 según lo dispuesto por ley. Para abordar los desafíos restantes de la integración de UAS, se lanzó el programa BEYOND con la inscripción de ocho de los nueve participantes del programa IPP.

Muchos de los participantes tanto en el IPP como en BEYOND se enfocaron en cómo las operaciones de BVLOS se pueden realizar de manera segura. El Departamento de Transporte de Kansas (KDOT) realizó una inspección BVLOS de líneas eléctricas en áreas rurales utilizando un sistema de vigilancia terrestre y a bordo.

El Departamento de Transporte de Dakota del Norte se centró en las operaciones nocturnas de vuelos y drones de BVLOS. En la frontera BVLOS, las operaciones de prueba se realizaron en el sitio de prueba UAS de Northern Plains (NPUASTS) utilizando una red BVLOS conocida como Vantis. El equipo ahora planea usar el sistema para realizar operaciones BVLOS para inspección industrial, entrega de carga y seguridad pública.

Una vez más, el programa BEYOND todavía está en pañales. El objetivo es que los participantes del IPP se basen en los cimientos de los sistemas que han desarrollado en los últimos tres años. Cualquier éxito en las iniciativas de estos participantes ciertamente desempeñará un papel importante en el establecimiento de regulaciones para todo BVLOS.

La FAA apoya regulaciones BVLOS más relajadas

En medio de todos estos desarrollos, ha sido muy alentador saber que la FAA apoya plenamente los esfuerzos para hacer realidad las operaciones rutinarias de BVLOS. Durante un discurso de apertura en la conferencia AUVSI XPONENTIAL 2021 celebrada recientemente en Atlanta, Georgia, el administrador de la FAA, Steve Dickson, reforzó aún más este apoyo.

Dickson declaró que las reglas actuales de BVLOS “no estaban a la altura” para satisfacer las necesidades actuales de la industria. Dijo que el sistema de aprobación de solicitudes de exención caso por caso no era práctico ni sostenible, especialmente dado el ritmo de la actividad de drones comerciales en la actualidad.

La seguridad sigue siendo la prioridad de la FAA y es la razón principal por la que la implementación de la regulación ha sido lenta. Dickson abordó esto durante el discurso, afirmando que la industria de los drones no debe tener contratiempos de seguridad si quiere obtener una aceptación pública saludable.

Dickson también menciona el papel que juegan los drones en la respuesta al COVID-19. Con el aumento de los drones para entregar suministros médicos y kits de prueba de auto-recolección, la pandemia demostró ser una oportunidad para ayudar a mejorar la reputación de los drones.

A pesar de los desafíos, es un alivio saber que el liderazgo de la FAA apoya totalmente el avance de la integración de drones en el espacio aéreo nacional. El desarrollo de reglas BVLOS seguras y prácticas es solo una de las muchas iniciativas que la FAA está haciendo para relajar las regulaciones actuales sobre el vuelo de drones.

Pensamientos finales

Ha habido mucha actividad en los últimos años con respecto a las operaciones BVLOS de drones. Con suerte, este resumen de los desarrollos actuales ha ayudado a mantener a nuestros lectores al tanto.

Es evidente que hay mucho más por venir para este tema en particular. Entre BVLOS ARC y los próximos drones con tecnología 5G, las piezas parecen estar en posición para que BVLOS finalmente pueda realizar operaciones de rutina pronto.