Autonomía de catálogo frente a altura, carga y viento en la sabana de Bogotá
Un operador debe inspeccionar una línea de transmisión de 4,2 km en la sabana de Bogotá, a 2.650 m de altitud. El cuadricóptero tiene 9 kg de masa máxima al despegue, batería LiPo 6S de 16.000 mAh y el fabricante anuncia 28 min de autonomía sin carga, a nivel del mar y 25 °C. La misión prevé 1,5 kg de carga útil, 20 min de estacionario sobre estructuras y un recorrido de ida y vuelta de 2,1 km por tramo. El pronóstico es de 8 °C y viento en cara de 7 m/s a la ida, con QNH 1.020 hPa. El piloto remoto planea un único vuelo de 26 min, descargando la batería hasta el 5 % y sin vuelo de verificación previo, porque «el fabricante anuncia 28 min y la ruta es corta». La batería tiene 40 ciclos y estuvo almacenada al 100 % durante dos semanas a 30 °C.
1. Estime la autonomía utilizable real y contrástela con el plan de 26 min. Muestre el razonamiento.
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El dato del fabricante es el punto de partida, no el resultado.
- Altitud y temperatura: a 2.650 m la densidad del aire es menor que a nivel del mar; con 8 °C la densidad equivalente sigue siendo inferior a la de referencia. El rotor debe girar más rápido para la misma sustentación, con mayor consumo. Una reducción orientativa del 20 al 30 % es razonable: 28 min × 0,75 ≈ 21 min.
- Carga útil: 1,5 kg sobre 9 kg de MTOW exige más potencia; otro 5 a 10 %: ≈ 19 min.
- Viento: 7 m/s en cara a la ida reduce la velocidad respecto al suelo; si el crucero es de 12 m/s, el tramo de ida se alarga de forma notable y el retorno se acorta, pero el estacionario no perdona.
- Estado de la batería: 40 ciclos y almacenamiento prolongado al 100 % a 30 °C implican degradación; la capacidad real puede ser menor que la nominal.
Conclusión: la autonomía utilizable ronda los 18-19 min en condiciones ideales, y el plan exige 20 min de estacionario más el tránsito. El vuelo de 26 min no es viable ni con reserva cero.
2. Aplicando una reserva del 25 %, ¿cómo replantearía la misión? Incluya tiempos y criterios de decisión.
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Con 19 min estimados, la reserva del 25 % deja unos 14 min de trabajo útil. Eso obliga a rediseñar, no a ajustar.
Propuesta:
- Dividir en tres vuelos de 8 a 10 min de estacionario, con cambio de batería y verificación de temperatura y voltaje entre vuelos.
- Reducir el estacionario por estructura: planificar pasadas cortas y usar la cámara en movimiento en lugar de mantener el RPA fijo.
- Reserva operativa: aterrizar al alcanzar el 25 % de capacidad restante o el voltaje mínimo por celda indicado por el fabricante, lo que ocurra primero. La reserva no es un colchón decorativo: cubre viento racheado, recalibración de brújula y espera por tránsito.
- Criterio de aborto: si el viento en superficie supera 8 m/s, si la telemetría muestra caída de voltaje anormal o si el RPA no está en el punto de aterrizaje al 30 % de batería, se cancela el tramo.
- Vuelo de verificación de 3 min antes del primero, para medir consumo real en ascenso y estacionario a esa altitud.
El plan de un solo vuelo de 26 min se descarta por completo.
3. ¿Qué debe registrar el piloto remoto antes de decidir, y por qué la gestión de la batería es parte de la performance y no solo del mantenimiento?
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Antes de decidir, el piloto debe registrar:
- Masa real al despegue, incluida carga útil, y resultado del cálculo de performance con altitud de densidad.
- Voltaje por celda en reposo y bajo carga, número de ciclos, historial de almacenamiento y aspecto físico de la batería.
- Consumo medido en el vuelo de verificación (mAh/min y %/min) a esa altitud y temperatura.
- Viento pronosticado y observado, y velocidad respecto al suelo en cada tramo.
Razonamiento: la autonomía es una variable de performance, igual que la masa o la altitud de densidad. Una batería degradada no entrega la energía que anuncia la etiqueta, y en frío la resistencia interna aumenta, con caída de voltaje más pronunciada bajo carga. Si el consumo medido es superior al planificado, la decisión cambia antes del despegue; si se descubre en vuelo, la única opción es abortar. Registrar la evidencia protege al piloto, permite mantener la flota y demuestra ante una investigación que la decisión fue técnica y no una apuesta.