RUAS-160: así es el helicóptero no tripulado diseñado en la Argentina
En marzo pasado, en la Expoagro 2020 se presentó en público por primera vez el RUAS-160, una aeronave no tripulada (UAV por sus siglas en inglés) resultado de la colaboración entre el diseñador y fabricante argentino de helicópteros Cicaré, la empresa estatal rionegrina de alta tecnología INVAP y la pyme de servicios agrícolas Marinelli. La idea era seguir la gira de presentación en la edición 2020 de la chilena FIDAE (Feria Internacional del Aire y el Espacio) pero la pandemia por la COVID-19 canceló la actividad.
El RUAS-160 (RUAS es el acrónimo de Rotary Unmanned Air System o Sistema Aéreo No Tripulado de Alas Rotativas) es el primer vástago de lo que se pretende sea una familia de sistemas aéreos no tripulados de alas rotativas. Una iniciativa que aspira a ser reconocida como un proyecto de desarrollo tecnológico estratégico nacional con capacidades de empleo dual. Es decir, apto tanto para los ámbitos de defensa y seguridad como para aplicaciones civiles.
En la primera de las opciones, se espera contar con una aeronave que pueda operar desde tierra o desde embarcaciones, en río y mar, en misiones de búsqueda, salvamento, vigilancia, reconocimiento e inteligencia (ISR, por sus siglas en inglés). En el campo civil, está pensado que preste servicios en el apoyo a la lucha contra incendios, el transporte de cargas livianas o críticas, como órganos para trasplantes, trabajos en la industria de gas y petróleo, inspección de grandes infraestructuras como diques y líneas de energía, toma de muestras en aguas abiertas o confinadas (mares y lagos) y, especialmente, en aplicaciones agrícolas.
Suma de esfuerzos
Cicaré S.A., una empresa de Saladillo, en la provincia de Buenos Aires, fue fundada por el diseñador y fabricante de helicópteros Agusto "Pirincho" Cicaré, quien desde hace más de seis décadas se dedica a este tipo de aeronaves y tiene una formación autodidacta. La compañía produce y exporta helicópteros monoplazas y biplazas ligeros, así como entrenadores de diseño propio.
Cicaré viene ensayando con sistemas UAV de alas rotativas desde principios de la década pasada, pero recién ahora sus esfuerzos se concretan en un producto que, aunque todavía experimental, ya posee una hoja de ruta para su evolución hacia algo comercializable. En el RUAS, Cicaré aporta el desarrollo del segmento aéreo (la aeronave con sus subsistemas de vuelo, fuselaje, motor y palas, entre otros componentes) y su plataforma de entrenamiento.
Por el lado de INVAP, tampoco es la primera vez que la empresa incursiona en aeronaves no tripuladas. El proyecto SARA, hoy paralizado, está a la expectativa de que el actual Gobierno nacional lo reactive y ha sido la iniciativa más ambiciosa en su tipo en toda América Latina.
El SARA apuntaba al desarrollo de un UAV de ala fija (aviones, en términos más llanos), mientras que el RUAS va tras el dominio de los de alas rotativas (helicópteros), con la enorme versatilidad operativa que permiten este tipo de artefactos, principalmente en el despegue y aterrizaje vertical, el vuelo estacionario y omnidireccional. La contrapartida de tanta versatilidad es la complejidad que conllevan estas aeronaves, sean tripuladas o no.
Con una amplia trayectoria en el rubro de los servicios agropecuarios, que incluye la utilización de drones para agricultura de precisión, Marinelli Technology –oriunda de Venado Tuerto, Santa Fe– aporta al RUAS las especificaciones técnicas y el módulo de aplicaciones para el agro, así como su experiencia en la operación de este tipo de artefactos voladores.
El RUAS, por partes
Los sistemas aéreos no tripulados incluyen dos segmentos principales: el aéreo, es decir, la aeronave propiamente dicha con sus subsistemas (propulsión, estructura, comunicaciones, aviónica), y el terrestre, conformado por la estación de comando, elemento que existe aún cuando las aeronaves estén dotadas de la capacidad de vuelo autónomo (sin el control directo del piloto en tierra).
El primer modelo del RUAS es el denominado RUAS-160, un UAV compacto ubicado dentro del segmento aprobado por la Administración Nacional de la Aeronáutica Civil (ANAC) con menos de 150 kilos de peso, una planta motriz de potencia inferior a los 50 caballos de fuerza, y con capacidad para transportar cargas útiles específicas, tales como sensores electroópticos (típicamente, cámaras de video giroestabilizadas), radar y subsistemas de uso agrícola para aeroaplicación selectiva de productos fitosanitarios líquidos o sólidos.
La familia RUAS está concebida como aeronaves modulares reconfigurables, en las cuales el diseño general y sus componentes y subsistemas elegidos están pensados para que puedan sustituirse unos por otros, especialmente en lo que respecta a la aviónica (electrónica de vuelo) y los sensores y elementos de trabajo. Esto tiene el propósito de que, con una misma plataforma (aeronave), se puedan cumplir diferentes misiones de acuerdo con la configuración elegida. Esto abarata el costo del sistema, tanto en su adquisición como en su posterior mantenimiento a lo largo del ciclo de vida, y le brinda al usuario una mayor versatilidad en su empleo.
En lo que respecta al segmento terrestre, en el caso del RUAS-160 está compuesto por un maletín robusto para la operación de un solo piloto en el comando, con la posibilidad de un maletín adicional con el control de las cargas útiles como los subsistemas ISR, el monitoreo de las cámaras de video o de los mecanismos de aeroaplicación de productos fitosanitarios, según sea el empleo que se haga de la aeronave.
Si se requiriesen instalaciones de mayor envergadura, se pueden instalar consolas como puesto de comando. Las diferentes alternativas para el segmento terrestre fueron desarrolladas a partir de la experiencia adquirida por INVAP con el prototipo del SARA y producidas con aportes de los tres socios del proyecto.
Una de las soluciones más interesantes del RUAS-160 ha sido la brindada para obtener la sustentación y el desplazamiento del artefacto, lo que se consiguen mediante dos rotores coaxiales contrarrotatorios (dos hélices, una encima de la otra, que giran en sentidos opuestos). Esto permite eliminar el rotor de cola, característico de los helicópteros, dado que las hélices girando simultáneamente en sentidos contrarios neutralizan entre sí el efecto de torque que cada una de ellas produce y que, de otra forma, llevarían, por el principio de acción–reacción a que el fuselaje girase también, descontroladamente. En los helicópteros convencionales, de un solo rotor principal, los efectos de este fenómeno se eliminan con un rotor de cola.
La modalidad de rotores elegida para el RUAS-160 ofrece, asimismo, mayor seguridad en operaciones agropecuarias o navales ante despegues y aterrizajes en zonas poco preparadas o pistas embarcadas, y con condiciones meteorológicas extremas, debido a la ausencia del rotor de cola. Este sistema de propulsión permite, a su vez, disponer de toda la potencia de la planta motriz concentrada en los rotores, que brindan la sustentación sin que sea necesario derivar un porcentaje importante de ella a un rotor antitorque en la cola del artefacto, como normalmente ocurre en los helicópteros convencionales. Otra ventaja adicional de los rotores coaxiales es que se logra un artefacto más compacto y liviano, capaz de transportar una mayor carga útil para el mismo peso máximo de despegue.
EL RUAS-160 presentado en Expoagro todavía es un prototipo, lo que técnicamente se denomina un Modelo de Evaluación Tecnológica (MET). En este caso se trata del MET 1 equipado con propulsión monomotor a pistón de tipo aeronáutico de 39 caballos de fuerza (HP), aunque el diseño ya admite la doble motorización. Este prototipo tiene como función ser un demostrador conceptual de capacidades vinculado con una plataforma de seguridad y entrenamiento de seis grados de libertad desarrollada por Cicaré.
Las siguientes fases del proyecto son el desarrollo del MET 2, un modelo de vuelo con capacidad plena de demostración operacional de todas las misiones previstas, con excepción de la modalidad embarcada, la que se logrará recién en el MET-3. En los MET 2 y 3 se comenzará con los ensayos de motores de 23 HP especialmente diseñados para UAV, tanto para la versión monomotor, destinada al empleo en agrícola, como para la bimotor, para misiones de seguridad o defensa con capacidad para operaciones embarcadas.
Despegue
La idea de una aeronave de este tipo comenzó a interesarle a Cicaré a inicios de la primera década de este siglo. Luego de algunos intentos y ensayos que no avanzaron, en el año 2017 se pusieron en contacto con Marinelli, empresa con más de 40 años en el rubro de los servicios agropecuarios, que ya había desarrollado aeroaplicadores fitosanitarios a partir de helicópteros comerciales para hobby. En 2019 se sumó al proyecto INVAP y la iniciativa tomó una envergadura mayor.
"Habiendo tenido cierta experiencia con los helicópteros convencionales con las dimensiones de uno tripulado, cuando nos juntarnos con Marinelli empezamos a hablar de algo más chico. En su momento conversamos sobre algo con rotores de 6 metros de diámetro y ahora nos fuimos a uno de 3,10 metros de diámetro. Es pequeño y compacto, y al no tener rotor de cola lo hace más específico", explicó a TSS, Juan Manuel Cicaré, hijo del fundador de la empresa y responsable del proyecto RUAS en la firma. El nuevo artefacto es un derivado del CH-10, un modelo de helicóptero tripulado de la empresa de Saladillo.
Para Nicolás Marinelli, quien también es piloto de drones, la asociación en un proyecto de la envergadura del RUAS está directamente vinculada con la evolución del sector. "En el agro, la robotización viene muy fuerte", le dijo Marinelli a TSS en comunicación telefónica. "[El RUAS] es una muy buena herramienta para la automatización de buena parte de la pulverización aérea y nosotros también queremos ser muy sustentables e hiperselectivos. Ir al lugar adonde está la maleza, por ejemplo, hacer la aplicación correspondiente y regresar, sin necesidad de aplicar en todo el lote. Y si hay que aplicar en todo el lugar, tenemos la ventaja de poder hacer trazabilidad con el detalle del trabajo que realizó el helicóptero", sostuvo. Y agregó: "El RUAS se puede comunicar con la estación meteorológica, entonces se hace sí o sí bajo las condiciones correctas. Si cambian, la aeronave puede volver a su punto de partida. Esto permitiría bajar un poco la intervención del hombre en lugares cercanos a la población y que no tengamos problemas de deriva de producto o contaminación".
Para Darío Giussi, gerente del Área de Gobierno de INVAP, la oportunidad de desarrollar un UAV de estas características está determinada por el hecho de que "se observa en el mercado mundial un crecimiento en este tipo de sistemas aéreos no tripulados, cuyo despliegue ofrece capacidades en múltiples áreas. Fundamentalmente, en seguridad y defensa, tanto en el país como en la región, para tareas que los Estados nacionales llevan adelante como la vigilancia de fronteras, la protección de los espacios marítimos y el apoyo ante emergencias y catástrofes". A su vez,"las necesidades detectadas pueden ser cubiertas por un desarrollo nacional, sostenible en el tiempo, tecnológicamente avanzado, con ventajas de costo a lo largo de todo su ciclo de vida y con un alto potencial exportador. Adicionalmente, se fomenta la asociatividad entre distintos actores económicos, para el empleo de recursos altamente calificados de manera sinérgica, con impacto sobre segmentos industriales relevantes para el país", dijo Giussi desde Bariloche.
El destino previsto
¿Cuál es el objetivo que los socios del RUAS pretenden con esta familia de productos? En primer lugar está finalizar con el prototipo para obtener un modelo a partir del cual se puedan iniciar las certificaciones correspondientes y posteriormente su comecialización. Para aplicaciones civiles, la certificación se realiza ante la ANAC. Para las militares, ante la Dirección General de Aeronavegabilidad Militar Conjunta (DIGAMC) del Estado Mayor Conjunto de las Fuerzas Armadas (EMCO).
Se estima que, para el RUAS-160, en un plazo de 9 a 18 meses más se podrían cumplir estas etapas, aunque un modelo de validación para actividades agropecuarias es factible que esté disponible antes, en unos seis meses. Por supuesto, estas son estimaciones sujetas a modificaciones dada la incertidumbre y los trastornos de todo tipo que está provocando la pandemia.
Desde el punto de vista comercial, "el sistema RUAS-160 apunta al mercado nacional e internacional. Una muestra de eso fue la intención de participar en la cancelada exposición internacional FIDAE 2020 y los lineamientos adoptados de estándares aeronáuticos internacionales para certificar su operación en otros países", mencionó Giussi.
Sobre las posibilidades comerciales de los UAV de alas rotativas, "se lo ve como un mercado en expansión aún no cubierto por otros actores internacionales", dijo el gerente del Área de Gobierno de la empresa rionegrina. Y agregó: "En el caso de los sistemas de aterrizaje y despegue vertical, están tomando un dominio del mercado mayor al esperado para aplicaciones militares y civiles, no previsto anteriormente. Un sistema de estas características se sitúa en un nicho de mercado poco explorado que tendrá un crecimiento explosivo en el segmento que se encuentra, por la capacidad de carga útil y autonomía, por arriba de los drones eléctricos comerciales", sostuvo.
Una visión similar tiene Cicaré: "En el mundo hay un nicho muy importante para los no tripulados, tanto sea con combustible, como los híbridos [a combustión y eléctricos] que ofrecen mayor autonomía y capacidad de carga [con respecto a los puramente eléctricos]. En ese nicho somos poco jugadores. Hoy por hoy está Yamaha (japonesa) y Schiebel (austríaca), y no hay muchos más. El resto están con los totalmente eléctricos con autonomía y capacidad de carga bastante limitadas. Después están los de gran capacidad de carga, en donde están Sikorsky, Boeing [ambas norteamericanas] y Airbus [franco, germano, hispana]", analizó Cicaré.
El rango de carga útil del RUAS-160 se ubica entre los 50 y los 100 kilos, con una autonomía de entre tres y tres horas y media. Para ser competitivos a nivel internacional,con un equipo de este tipo, una de las variables a cuidar es el precio. En el caso de la versión para el sector agropecuario, Marinelli analiza una alternativa de comercialización: el alquiler de las aeronaves o la venta de los servicios brindados a través de ellas. Un modelo ampliamente difundido en el campo argentino y en la producción agrícola de otros países de la región para el empleo de maquinaria agrícola, fumigación y otros servicios.
Los tres socios del proyecto coinciden en que el futuro del RUAS debe trabajarse, tanto a nivel nacional, como internacional. Como eje articulador está la oportunidad de situar a la Argentina en un lugar destacado en la concepción y producción de aeronaves no tripuladas de alas rotativas, algo que ya tenía como objetivo el SARA en el caso de las alas fijas. La idea es "salir con tecnología 100% nacional", enfatizó Cicaré. Un anhelo que tiene una ventana de oportunidad promisoria a nivel mundial mientras el mercado no haya consolidado a los actores principales de ese juego.
