Búsqueda y salvamento con drones en escenarios complejos.

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VIO, 4 de Agosto del 2019 (Boltaña, HUESCA).

El éxito de una operación SAR con drones depende de multitud de factores: tácticos, técnicos, meteorológicos, etc. Cuando alguno de ellos no depende de los operadores, como puedan ser los meteorológicos, solo queda resignarse, adaptarse y “esperar a que la tormenta pase”.

Pero otro asunto es cuando el ser humano puede actuar sobre los factores que normalmente tienen que ver con cuestiones técnicas. A este tipo de factores nos tuvimos que enfrentar cuando participamos en la búsqueda de un sujeto de 71 años en el Pirineo oscense en las inmediaciones del cañón del Añisclo.

Al cuarto día de búsqueda, la hija de la persona desaparecida publicó una carta en los medios de comunicación donde solicitaba más recursos. Entre otros, estaba solicitando drones con unas determinadas características: “También pedimos drones con cámara, que tengan una autonomía de vuelo de larga distancia, con pantalla a tiempo real“.

A partir de esta solicitud se nos activó desde el centro provincial de coordinación para desplegarnos sobre el terreno con nuestras aeronaves, siempre bajo la dirección y coordinación del GREIM de la Guardia Civil.

Basado en el análisis postvuelo de la misión se elaboró el documento de “lecciones aprendidas” que siempre se confecciona con propósitos de mejora y evolución operativa. Se identificaron y se registraron diferentes cuestiones que en aquel escenario y en aquel momento limitaron y mermaron las capacidades operativas de los recursos aéreos, reduciendo en gran medida la probabilidad de éxito (POS) de la búsqueda.

 Problemas: 
1. La inexistencia de una integración segura en vuelo de múltiples aeronaves en operaciones de emergencias.

Hay que tener en cuenta que el quinto día de la búsqueda, el 7 de agosto, se incorporaron 7 drones, que sumados al helicóptero de la Guardia Civil crearon una gran bolsa de recursos aéreos. La solución de coordinación usada fue la que garantizaba la seguridad: por un lado, gran separación entre drones y por otro, sí el helicóptero tripulado despegaba, los drones aterrizaban. Esto puede parecer suficiente, y en aquel momento lo fue, porque no había otra solución.

Pero la pregunta es, en base a la Teoría de la Búsqueda, cuando hay una región de planificación que reúne el mayor porcentaje de probabilidad de área (POA) es decir, probabilidad de que el sujeto esté en una determinada región, ¿Cómo logramos que todos los recursos aéreos disponibles operen en esa misma región, y lo hagan de manera segura?

2. Problemas de conexión que limitaban las capacidades de búsqueda aérea.

La frondosidad de los bosques y los barrancos fueron dos constantes del cañón del Añisclo que generaron un escenario altamente desfavorable y complicado.

 

Era como operar en el fondo de un vaso de tubo donde las aeronaves y la estación de control de tierra apenas podían mantener una débil conexión, algo que limitaba de manera grave las capacidades de búsqueda aérea. La determinación tomada en aquel momento, fue la re-asignación de nuestros recursos a otra región de planificación.

Esto nos llevó a hacernos dos preguntas. La primera: ¿y si el escenario altamente desfavorable y complicado, que estábamos abandonando, era donde más probabilidad de área (POA) había de que estuviese el sujeto desaparecido?, y la segunda fue ¿cómo se puede solucionar esta limitación?

3. Importante reducción del nivel de seguridad operacional.

El escenario encañonado descrito en el punto 2, también provocaba la reducción de recepción de satélites debido a la baja visibilidad de la constelación. Generando a su vez una reducción muy importante del nivel de seguridad operacional. Nos vimos obligados a operar en niveles de vuelo más altos para mejorar esa capacidad de recepción de satélites, pero esto supuso sacrificar capacidad de detección de los sensores que embarcaba el dron. En este caso, la pregunta es: ¿cómo se mejora la capacidad de visibilidad de satélites para operar con la debida seguridad sin perder capacidad de detección del sujeto desaparecido?. Como muestra, se puede ver a continuación los registros de dos log de vuelo respecto a la “visibilidad de la cobertura de satélites”:

 

 

4. Reducción de la operatividad e impedimentos de ejecución de estrategias de trabajo (Búsqueda Virtual).

El escenario condicionó una vez más nuestra operatividad e impidió ejecutar la Búsqueda Virtual (Virtual Cloud Sar) como estrategia de trabajo. El riesgo de colisión de la aeronave con las importantes paredes naturales de los parajes encañonados impedía realizar los vuelos para la captura de imágenes que posteriormente se analizan en busca de indicios y que se usan para generar un ortomosaico de muy alta resolución. Esta cuestión volvía a reducir la probabilidad de detección (POD) y por tanto la probabilidad de éxito (POS) en la localización del sujeto desaparecido.

 

 Soluciones: 

Como conclusión a este documento se exponen las soluciones a los problemas y condicionantes planteados anteriormente:

1.- ¿Cómo logramos que todos los recursos aéreos disponibles operen en esa misma región de planificación, y lo hagan de manera segura?

De la mano del sistema global de navegación por satélite Galileo se posibilitará un geofencing preciso para integrar múltiples aeronaves en un mismo sector de vuelo de manera segura y eficiente. Algo que una misión de emergencia de búsqueda y salvamento requiere en multitud de ocasiones.

2.- Solución a los problemas de conexión que limitan las capacidades de búsqueda aérea.

El segundo factor limitante de la operatividad de los drones en SAR planteaba las siguientes cuestiones: ¿y si el escenario altamente desfavorable y complicado era donde más probabilidad había de que estuviese el sujeto desaparecido, y se debía volar allí?, y la segunda fue ¿cómo se puede solucionar esta limitación?

Recordemos que para maximizar la probabilidad de éxito (POS) se utiliza la fórmula:

Probabilidad de Éxito (POS) = Probabilidad de Área (POA) x Probabilidad de Detección (POD)

Vamos a explicarlo de manera clara, analizando las consecuencias del envío de drones a una región en la que las probabilidades de área son bajas.

Si el esfuerzo de búsqueda (drones, en este caso) se gasta en una zona donde la probabilidad de detección es alta (utilizando este tipo de recurso), pero la probabilidad de área es muy baja (es decir, hay muy poca probabilidad de que el sujeto se encuentre allí), consecuentemente nuestra probabilidad de éxito será también muy baja. Esto es debido a que la probabilidad de éxito nunca puede ser mayor que la probabilidad de área.

Consecuentemente resulta evidente que se necesita avanzar en el desarrollo de herramientas que garanticen la ejecución, la seguridad, el rango de conexión y que maximicen la probabilidad de detección en todo tipo de entornos para poder ser utilizadas en aquellas regiones en la que la probabilidad de área es alta.

La capacidad BVLOS que aportará Galileo permitirán operaciones de largo alcance favoreciendo su ejecución y control desde “balcones de despegue ”[1], aumentando mantener mejores rangos de conexión.

3.- Solución a la importante reducción del nivel de seguridad operacional.

La solución para mejorar la capacidad de visibilidad de satélites y operar con la debida seguridad sin perder capacidad de detección del sujeto desaparecido, pasa directamente por el uso de la constelación Galileo. La integración de los receptores de multiconexión y multifrecuencia de Galileo y la integración con otros sensores (por ejemplo, inerciales, de visión) mejorará significativamente la precisión, disponibilidad, continuidad y fiabilidad de la solución de posicionamiento/navegación para los drones[2] .

4.- Solución a la reducción de la operatividad y a los impedimentos de ejecución de estrategias de trabajo (Búsqueda Virtual).

Finalmente, el último factor limitante que impidió aplicar la Búsqueda Virtual también pasaría por el uso de Galileo, lo cual permitirá establecer la debida precisión horizontal y sobre todo vertical que asegure una operación sin riesgo de colisión en la temprana fase de mapeo.

 Conclusión: 
La probabilidad de éxito en la búsqueda, hubiera sido mucho mayor si los drones hubieran podido operar en regiones donde la probabilidad de área era alta y si se hubiera conseguido técnicamente que la probabilidad de detección de los recursos aéreos hubiera sido mayor. Algo que podría mejorar en parte si se utilizan las señales enviadas por los satélites de la constelación Galileo. Esto hubiera proporcionado altas capacidades operativas en un escenario altamente complejo y difícil. Entre ellas, las operaciones de largo alcance BVLOS y la integración segura de las aeronaves por la gran precisión de dicha constelación.

Finalmente, si volvemos al inicio de este documento, podemos recordar que la familia del sujeto desaparecido, ya demandó de manera expresa “drones que tengan una autonomía de vuelo de larga distancia”, algo que también lo hubiera aportado GALILEO.

 

[1] Elementos naturales elevados desde los que despegarán las aeronaves y que favorecen la conectividad aeronave-gcs.

[2] Extraído del European Global Navigation Satellite Systems (EGNSS) for drones operations – white paper


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