UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRÓNICA, MECÁNICA Y MINAS.

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA.

Evitar los incendios forestales utilizando un

quadcopter en la zona selva de Quillabamba.

Por:

Jean Carlo Ojeda Auccacusi 110295

Cusco-2013

1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

Los incendios forestales causan un gran daño ecológico en vastas extensiones de terreno, sobre la flora, la fauna, los recursos hídricos y los suelos. Producen daños económicos sobre productos madereros y no madereros como alambrados, galpones, corrales, viviendas, etc.; al mismo tiempo devastan el paisaje, daño especialmente significativo para las zonas turísticas.

2. OBJETIVOS:2.1.OBJETIVO GENERAL

Evitar los incendios forestales utilizando un quadcopter en la zona selva de Quillabamba.

2.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Construir un quadcopter. Controlar el quadcopter con un ordenador y un sistema gps. Implementar una cámara térmica y una normal.

HIPOTESIS.

El quadcopter debe evitar los incendios forestales.

3. MARCO TEÓRICO.

El quadcopter es un tipo de helicóptero que es levantado y propulsado por cuatro rotores a pequeña escala vehículos aéreos no tripulados (UAVs) se han vuelto más comúnmente usado para muchas aplicaciones. La necesidad de aviones con mayor capacidad de maniobra ha llevado al aumento actual de la investigación en Quadcopter. El diseño de cuatro rotores permite al quadcopter a ser relativamente simple en su diseño, pero muy fiable y fácil de manejar. La investigación de vanguardia sigue aumentando la viabilidad de quadcopter haciendo avances en la comunicación multi-nave, exploración medio ambiente, y la maniobrabilidad. Si todas estas cualidades en desarrollo se pueden combinar entre sí, los quadcopters tienen la capacidad de misiones autónomas avanzadas que en la actualidad no son posibles con ningún otro vehículo.

Algunos programas actuales incluyen:

La Bell Boeing Quad Tiltrotor concepto lleva el concepto Quadcopter fija más si se combina con el concepto de rotor basculante para un C-130 de transporte militar de tamaño propuesto.

Aermatica Spa’s Anteos es el primer RPA (aviones dirigidos por control remoto) que ha obtenido el permiso oficial para volar en el espacio aéreo

civil, por la Autoridad de Aviación Civil italiano (ENAC), y será el primero capaz de trabajar en el espacio aéreo no segregado. 

AeroQuad y ArduCopter son hardware de código abierto y los proyectos de software basado en Arduino para la construcción de bricolaje de quadcopters. 

Parrot AR.Drone es un pequeño  Quadcopter controlado por radio con cámaras que se le atribuye construido por Parrot SA , destinado a ser controlable con los smartphones o tablets. En junio de 2013, en el Salón Aeronáutico de París, Parrot anunció que han vendido más de 500000 AR.Drone quadcopters. 

Quadcopter de vehículos aéreos no tripulados se utilizan para la vigilancia y reconocimiento por los organismos militares y policiales, así como búsqueda y rescate en entornos urbanos.  Un ejemplo de ello es el explorador Aeryon , creado por la empresa canadiense Aeryon Labs ,  que es un pequeño UAV que pueden flotar en silencio en el lugar y el uso de una cámara para observar a las personas y objetos en el suelo. La compañía afirma que el equipo jugó un papel clave en una redada de drogas en América Central, proporcionando vigilancia visual de un traficante de drogas.

El quadcopter puede ser manejado por una sola persona y será como manejar un juguete o estar en un video juego, mediante una cámara que tenga variación infrarroja recorrerá todas las zonas propensas a un incendio forestal y al pasar a la cámara térmica se captará el inicio del que podría ser un incendio forestal, la persona que lo controla al observar el inicio del incendio forestal llamará a la compañía de bomberos y encargados de combatir el incendio forestal para que puedan actuar de manera inmediata y así evitar el incendio forestal ya que el quadcopter indicara el lugar exacto donde comienza el incendio forestal.

El quadcopter al tener un sistema GPS podrá ser manejado de una central el cual puede estar ubicado en la misma municipalidad de Quillabamba, pudiendo así recorrer toda la zona vulnerable a incendios forestales de Quillabamba y en cada recorrido se indicara que zonas están más propensas al inicio de un incendio forestal.

¿Qué es un incendio forestal?Los incendios forestales son una problemática para la conservación del medio ambiente y cuando se dan en zonas aledañas a las viviendas es una problemática para todas las familias que viven rodeadas de la vegetación.

Hay muchas maneras de evitar los incendios forestales pero casi todos se basan en la prevención y en la concientización de la población para que no quemen desperdicios u otros en lugares aledaños a la vegetación, pero cuando se produce un incendio forestal es muy difícil poder apagarlo debido al poco acceso que hay, nosotros presentamos una opción poco costosa que evitará los incendios forestales ya que al captar rápidamente el inicio del incendio la persona que lo controla comunicara rápidamente a la compañía de bomberos para evitar que se extienda.

Según por donde se propaga:

Fuego de suelo o subsuelo: El fuego se propaga por la materia orgánica en descomposición y las raíces. Casi siempre se queman despacio y en combustión incandescente (poca o ausencia de llama) al no disponer de suficiente oxígeno.

Fuego de superficie: El incendio se propaga por el combustible que encontramos sobre el suelo, incluye la hojarasca, hierbas, arbustos y madera caída pero no inmersa en la hojarasca en descomposición.

Fuego de copas:

Antorcheo: Paso de fuego de superficie a fuego de copas, pero solo de

forma puntual en algunos pies.

Copas pasivo: Es el fuego que avanza por las copas de los árboles

acoplado y dependiente de un fuego de superficie, si se extingue este

se detiene el de copas.

Copas activo: Es el fuego que avanza por las coronas de los árboles

independientemente de la superficie. Solo se puede atacar de forma

indirecta y suele necesitar un viento mayor de 30 km/h y proximidad de

copas (alta densidad aparente de copas y largas copas).

4. ESTADO DEL ARTE.

Los quadcopter se utilizan en muchas actividades pero no encontré antecedentes de que el quadcopter se haya utilizado para evitar incendios forestales, ya que el quadcopter es más utilizado como un juguete y al agregarle diferentes herramientas como la cámara térmica puede ser utilizado como vigilancia para evitar los incendios forestales.

5. METODOLOGIA.

METODO DE GABINETE.- La construcción del quadcopter comprenderá las siguientes etapas:

Construcción de la estructura del quadcopter de aluminio. Implementación de los servomotores a la estructura del quadcopter. Diseño y fabricación de controladores de servomotores. Implementación de la batería. Implementación de la placa GPS que permitirá la comunicación. Implementación de la cámara térmica. Diseño de la interfaz gráfica. Implementación de una central que controla el quadcopter.

METODO DE CAMPO.- El sistema permitirá captar datos de puntos donde es más probable el inicio de un incendio forestal, y puntos críticos en los cuales el acceso es complicado y si se generara un incendio sería muy difícil contrarrestarlo.La toma de datos será de forma automática ya que se podrá programar el vuelo desde la central.

6. RECURSOS6.1.RECURSOSO HUMANOS.

Un grupo de estudiantes de la universidad nacional san Antonio abad del cusco de las carreras profesionales de ingeniería electrónica, ingeniería informática y de sistemas e ingeniería mecánica conforman el grupo de investigación.

6.2.RECURSOS ECONOMICOS.

El presupuesto que se necesitará es aproximadamente de 2500 soles que permitirá construir implementar y poner en funcionamiento el quadcopter para el uso mencionado.

ARTICULO COSTO S/.Estructura del quadcopter 1000Placa GPS 500Servo motores 200Controladores de motores 100Cámara térmica 500Batería 200