Ineco lleva años utilizando drones y trabajando en el desarrollo de aplicaciones avanzadas, como la calibración de radioayudas o la inspección remota de líneas férreas y estructuras. Por otro lado, participa en proyectos de I+D+i europeos como TERRA (tecnologías en tierra), IMPETUS (servicios de información) o DOMUS (demostraciones de vuelo), y, actualmente, en AMU-LED, que estudiará hasta 2023 el uso seguro de drones en entornos urbanos. Asimismo, la compañía forma parte del grupo de trabajo de EUROCAE WG-115, que, junto con su equivalente norteamericano RTCA SC-238, se centra en la definición de requisitos técnicos para sistemas de detección y neutralización de drones.

SISTEMA DE CALIBRACIÓN DE RADIOAYUDAS CON DRONES: A la altura de las expectativas

Ineco, en un proyecto de innovación interno, ha desarrollado y probado con éxito un sistema de calibración de radioayudas con drones más barato, maniobrable y accesible que los sistemas actuales, sin perder precisión en los resultados. Tras tres campañas de pruebas y más de 60 horas de vuelos, el sistema ha demostrado estar a la altura de las expectativas.

Víctor M. Gordo, ingeniero aeronáutico
Iván Beneyto, ingeniero de telecomunicación

Las radioayudas (VOR, ILS, DME) son equipos de tierra que se comunican con las aeronaves en vuelo mediante señales de radio, haciendo posible que la navegación aérea sea segura, proporcionando las señales de posicionamiento y guiado necesarias para mantener a las aeronaves convenientemente separadas del terreno y obstáculos. Para garantizar que el funcionamiento de los equipos sea óptimo, deben calibrarse periódicamente parámetros relativos a la calidad de señal que emiten, como la potencia, modulaciones, retardos de respuesta, etc., para lo que, actualmente, se emplean aeronaves con pilotos y personal técnico especializado.

Existen varias limitaciones en la utilización de estos vuelos tripulados que no se presentan con el uso de drones, o RPAS (Remotely Piloted Aircraft System, Aeronaves Tripuladas por Control Remoto). Por un lado, sus costes son elevados y su disponibilidad escasa debido a que existen pocas aeronaves de este tipo. Esto ocasiona que tengan mucha carga de trabajo y que solo puedan verificar los equipos cada cierto tiempo, siendo lo habitual una calibración por año y radioayuda. Por otro lado, su maniobrabilidad en el aire es reducida y su presencia impacta en el tráfico aéreo, lo que dificulta la realización de ciertas comprobaciones.

CAMPAÑAS DE PRUEBAS. Para comprobar la eficacia del sistema, se han llevado a cabo varias campañas de pruebas en los aeropuertos de Logroño-Agoncillo y de Vigo, así como en varias instalaciones de navegación aérea en el entorno de Madrid. / FOTO_INECO

 Aunque hoy en día no es posible sustituir por completo los vuelos tripulados, ya que la autonomía de los RPAS es limitada y no existe una integración con la aviación convencional, esta tecnología se encuentra preparada para entrar en funcionamiento como un servicio de apoyo al mantenimiento que permita comprobaciones puntuales y un mayor espaciado entre vuelos de calibración.

A lo largo de estos últimos años, Ineco ha creado un sistema propio de calibración de radioayudas con estos vehículos no tripulados. El sistema consta de varios equipos embarcados (para que el dron pueda analizar la señal de radio de la radioayuda y enviar los datos) y en tierra (estación receptora), además del software de análisis y representación desarrollado.

La plataforma utilizada es un octocóptero coaxial con sistema de autopiloto Pixhawk 2.1 Cube, 30 minutos de autonomía y capacidad para llevar una carga de pago de hasta 2 kg, equipado con sistema de Navegación GPS+Galileo+GLONASS y EGNOS, además de posicionamiento RTK (Real Time Kinematic). Los sistemas que lleva embarcados incluyen antenas, una SDR, o radio definida por software, y una  microcomputadora que analiza la señal RF digitalizada para calcular los parámetros relevantes de la radioayuda. El sistema en tierra está compuesto por dos elementos: una base RTK que corrige la posición del dron con un error de centímetros, y una estación de control que gestiona todos los componentes del sistema.

En la imagen, Iván Beneyto, Ignacio Díaz de Liaño y Víctor Gordo. / FOTO_INECO

El envío de datos en tiempo real se realiza mediante un bróker MQTT (Message Queue Telemetry Transport) instalado en los servidores de Ineco. Este bróker difunde los mensajes entre los clientes mediante un mecanismo de publicador/ suscriptor con unas latencias inferiores a los dos segundos. La visualización de estos datos, así como su almacenamiento, corren a cargo de una consola de resultados desarrollada en NavTools, el paquete de herramientas de navegación aérea de Ineco. Esta consola permite ver en tiempo real los registros obtenidos por el equipo a bordo del dron, y presentar cómo evolucionan a lo largo de la trayectoria volada los parámetros que definen el correcto funcionamiento de la radioayuda, como pueden ser la diferencia de profundidad de las modulaciones, la potencia, el error de alineación, la estructura de la señal, etc. Asimismo, la consola permite guardar los datos recibidos y presentar y analizar la trayectoria volada y los datos obtenidos.

Para comprobar la eficacia del sistema, se han llevado a cabo varias campañas de pruebas en los aeropuertos de Logroño-Agoncillo y de Vigo, así como en varias instalaciones de navegación en el entorno de Madrid (Perales de Tajuña, Navas del Rey, Castejón y Villatobas), donde se realizaron verificaciones de distintos tipos de ayudas, ILS (Instrument Landing System) y DVOR (Doppler Very-High-Frequency Omnidirectional Range) mediante vuelos radiales, verticales, horizontales, órbitas y aproximaciones en función del tipo de radioayuda.

Visualización de resultados junto a la posición del RPAS (en 3D) en tiempo real, en la herramienta desarrollada por Ineco. / IMAGEN_INECO

El sistema ha permitido registrar los parámetros característicos de estas radioayudas, verificando que se encontraban dentro de los rangos establecidos por OACI durante más del 95% del tiempo, cumpliendo así con la normativa actual. Además, los resultados obtenidos se compararon con los registrados por una aeronave de calibración convencional, presentando una elevada correlación, con lo que se corroboró el correcto funcionamiento del sistema; también se hicieron pruebas de laboratorio, con un generador de señales, verificando que el sistema permite medir con un error inferior al 1%.  Los hitos más importantes durante estas pruebas se resumen a continuación:

  • 3 campañas de pruebas en entorno aeroportuario.
  • 0 incidentes con ATC.
  • Más de 10 verificaciones de DVOR.
  • Más de 10 verificaciones de ILS (LLZ y GP).
  • Más de 60 horas de vuelo acumuladas.
  • >95% del tiempo dentro de límites OACI.
  • Verificaciones de hasta 20 minutos.
  • Aproximaciones de hasta 2 km de longitud.
  • Vuelos de hasta 120 metros de altura.
  • Error de posicionamiento <1 metro.
  • Latencias en tiempo real <2 segundos.

VALIDACIÓN DE RESULTADOS. La comparativa de resultados de calibración de radioayudas con dron (azul) reveló una elevada correlación con los de una aeronave convencional (amarillo), lo que corrobora el correcto funcionamiento del sistema. / FUENTE_INECO

Un repaso a la realidad de los drones hostiles

Julia Sánchez, especialista UAS, EUROCONTROL

Los sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS/drones) han generado un mercado que se encuentra en una rápida y significativa expansión. Lo que empezó como un negocio exclusivamente centrado en el ámbito militar, ha encontrado numerosas aplicaciones en el sector civil tanto público como privado, y genera empleos y beneficios económicos. Sin embargo, los drones también pueden ser peligrosos, y se han convertido en una herramienta atractiva para terroristas y delincuentes. 

Un fenómeno creciente es el número de incidentes en el entorno de instalaciones aeroportuarias, que conllevan peligro de colisiones e interrupción de las operaciones (como los incidentes de Barajas, en febrero de 2020, o de Gatwick, en diciembre de 2018), ataques a infraestructuras críticas y sensibles (edificios gubernamentales, centrales nucleares, etc.), e incluso a personas en tierra.

Como consecuencia de esto, los drones se han convertido en herramientas de doble filo. La amenaza potencial que suponen para la seguridad, la protección y la privacidad ha llevado al desarrollo del Counter UAS (C-UAS), o sistemas antidrón para contrarrestar cualquier incursión en el espacio aéreo controlado y no controlado. 

Por su parte, la Comisión Europea se ha comprometido a apoyar a los estados miembros en mitigar las amenazas que suponen los UAS no colaborativos. En consonancia con el Plan de Acción de la UE de apoyo a la protección de los espacios públicos, la unidad de lucha contra el terrorismo de la Comisión ha creado dos grupos de interés: Protección de los Espacios Públicos (PPS) y Sistemas Antidrón (C-UAS). 

El plan de acción antidrón de EASA, la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea, fue incluido en el Plan Europeo de Seguridad Aérea (EPAS), en 2021. Su objetivo es formar y concienciar a los operadores y pilotos de drones para evitar el uso indebido en el entorno aeroportuario; preparar a los aeropuertos contra las incursiones y asesorarlos para que tomen las medidas necesarias para garantizar la seguridad (safety y security) tanto en aire como en tierra; fomentar la notificación adecuada de los incidentes y apoyar la evaluación del riesgo para las aeronaves tripuladas. Asimismo, EASA publicó en 2020 el manual Gestión de incidentes de drones en aeródromos para ayudar a los operadores y a las autoridades nacionales a gestionar incidentes con drones, si bien solo una de sus tres partes se ha hecho pública.

La Comisión Europea se ha comprometido a apoyar a los Estados miembros en mitigar las amenazas que suponen los UAS no colaborativos. EUROCAE ha creado el Grupo de Trabajo WG 115 para desarrollar normas de implemen-tación de los sistemas antidrón en aeropuertos, en el que participa Ineco

Paralelamente, se plantea la necesidad de elegir la tecnología antidrón más adecuada en función del escenario de la amenaza. EUROCAE, organismo europeo de estandarización para la aviación, ha creado el Grupo de Trabajo WG (Work Group) 115 para desarrollar normas para la implementación segura y armonizada de los sistemas contra-UAS en los aeropuertos y ANSP. Las normas deben describir el rendimiento del sistema (por ejemplo, el nivel mínimo de detección requerido), la interoperabilidad y las interfaces con las partes interesadas. Junto con su equivalente norteamericano,  el Grupo publicó en 2021 su primer documento, Definición de servicios operativos y entorno antidrón en el espacio aéreo controlado para establecer la capacidad general que debe tener un sistema antidrón, incluyendo la detección de UAS no autorizados. Eurocontrol está muy involucrada en el Grupo de Trabajo, especialmente en los que se refiere a requisitos de seguridad, rendimiento e interoperabilidad, que se espera publicar a finales de 2022.

Eurocontrol proporciona servicios clave y contribuye con expertos en proyectos de investigación de C-UAS en las Direcciones Generales de la Comisión Europea de Interior y de Transportes (DG Home y DG Move); la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA), la Organización Europea de Aviación Civil (EUROCAE), el Grupo de Trabajo 115, o las asociaciones internacionales de transporte aéreo (IATA) y de aeropuertos (ACI).

Además, hay que tener en cuenta que existen algunas limitaciones a las tecnologías antidrón en el contexto de la aviación, ya que pueden interferir con otros sistemas existentes. Por lo tanto, debe garantizarse su interoperabilidad con otros sistemas aeroportuarios, como las radioayudas y el control de tráfico aéreo, para permitir el intercambio de información necesario para garantizar la seguridad de las operaciones. Por último, cualquier solución técnica antidrón debe complementarse con medidas de procedimiento y protocolos claros que dependan del nivel de amenaza que presente el UAS delictivo. El sistema también debe ser capaz de distinguir entre drones autorizados y no autorizados. Continuamente, surgen diversas soluciones y tecnologías antidron, la selección de las más adecuadas dependerá de las características y particularidades del entorno. Las acciones en respuesta a un UAS ilegal, como las tecnologías de mitigación y neutralización, conllevan importantes riesgos, y su despliegue dependerá totalmente de la legislación nacional de cada país. A nivel internacional, el Tribunal de la Haya especifica que estas contramedidas nunca deben implicar el uso de la fuerza. 

Las iniciativas para mejorar la capacidad de respuesta antidrón incluyen el desarrollo de un registro o base de datos oficial que permita clasificar rápidamente un dron como amenaza, y la elaboración de un catálogo de buenas prácticas a la hora de emplear los C-UAS para saber qué tecnología sería más adecuada y cómo utilizarla, con una descripción clara de la cadena de mando que debe seguirse y el asesoramiento jurídico que podría ser necesario en función del tipo de amenaza.

Sistemas contradrón para proteger la seguridad ciudadana

Enrique Belda, subdirector general de Sistemas de Información y Comunicaciones para la Seguridad y director del CETSE
José Cebrián, inspector jefe del Área I+D+i y director de la Oficina SIRDEE
Manuel Izquierdo, director del Proyecto SIGLO-CD

El crecimiento tecnológico en materia de drones, la gran cantidad de modelos comerciales y sus múltiples aplicaciones, junto con la reducción de costes de compra y mantenimiento y la facilidad de pilotaje y el desarrollo legislativo, hacen que cada vez más organismos públicos y privados, particulares y empresas utilicen este tipo de aeronaves. Por este motivo, las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad (FFCCS) han de estar preparados en dos aspectos: como usuarios, incluyendo los servicios de emergencias, y como garantes de la seguridad, tanto evitando su uso imprudente o el incumplimiento de las normas de fabricación, venta y utilización (safety), como impidiendo su uso delictivo, en el caso más grave, por atentados terroristas (security).

Desde el Ministerio del Interior, y más concretamente desde la Secretaría de Estado de Seguridad, se viene trabajando desde dos perspectivas: la legal, incluyendo colaboraciones, protocolos de actuación y convenios con otros organismos, y la tecnológica, buscando y aplicando las mejores soluciones existentes tanto para el control de flotas como para evitar, y, en su caso, neutralizar, su uso malintencionado.

El Centro Tecnológico de Seguridad (CETSE) constituye la sede de la Subdirección General de Sistemas de Información y Comunicaciones para la Seguridad (SGSICS). El Área de I+D+i de la Subdirección está formada por dos departamentos: I+D+i, Proyectos Europeos y CoU (Comunidad de Usuarios), y Drones y Contradrones, Dirección de SIGLO-CD (Sistema Global Contradrones).

Enrique Belda, subdirector general de Sistemas de Información y Comunicaciones para la Seguridad y director del CETSE, define el centro como “fábrica de soluciones tecnológicas”, entre ellas, el Sistema Global Contradrones (SIGLO-CD). / FOTO_MINISTERIO DEL INTERIOR

En 2016, se creó un grupo de trabajo en la Secretaría de Estado de Seguridad centrado en la búsqueda de soluciones al uso malintencionado de este tipo de aeronaves. Tras analizar el mercado, se concluyó que no existen soluciones globales para dar respuesta a todas las situaciones –la mayoría aisladas–, que hay muchos escenarios con características muy diferentes, que hay falta de regulación legislativa en sistemas contradrones y que estos sistemas pueden causar posibles daños colaterales. Desde el inicio se definieron las siguientes fases para hacer frente a una posible amenaza:

  • Detección: se detecta algo extraño, inicialmente no se puede saber si se trata de un dron, a dónde se dirige, las intenciones que tiene, etc.
  • Identificación: discernir si realmente se trata de un dron y obtener el mayor número de datos posibles del mismo, incluyendo la posición del piloto.
  • Seguimiento: dará indicios de a dónde se dirige y posibles intenciones.
  • Neutralización: en caso necesario.
  • Inteligencia: todas estas fases han de disponer de una cierta inteligencia que ayuden al operador a tomar decisiones en tiempo real.

La Secretaría de Estado de Seguridad (SES) dispuso en 2019 el diseño y la implementación de una plataforma tecnológica de protección ante hechos presuntamente ilícitos (vuelos imprudentes o con intención ilegal), así como intrusiones en la privacidad personal, uso por crimen organizado y, en los casos más graves, posibles acciones terroristas. La Subdirección General de Sistemas de Información y Comunicaciones para la Seguridad (SGSICS), fue la encargada de poner en marcha el llamado Sistema Global Contradrones (SIGLO-CD). 

La Secretaría de Estado de Seguridad (SES) dispuso en 2019 el diseño y la implemen-tación de una plataforma tecnológica de protección ante hechos presuntamente ilícitos, así como intrusiones en la privacidad personal, uso por crimen organizado y posibles acciones terroristas

El 11 de julio de 2019, la Secretaria de Estado de Seguridad firmó la resolución por la que se declaraba de emergencia la contratación del servicio de un sistema global. Así se inició la Fase 0, con el objetivo de detectar, identificar y seguir drones comerciales en el área metropolitana de Madrid y, en su caso, neutralizar posibles amenazas a instituciones del Estado situadas en la capital, como la Casa Real, la Presidencia del Gobierno, el Congreso y el Senado, entre otras. Desde su origen, el sistema está concebido de forma integral, y tiene que estar en permanente evolución para adaptarse a las constantes innovaciones tecnológicas, y lograr así mejorar la detección, identificación, seguimiento y neutralización de la mayoría de los drones con independencia de la tecnología que utilicen. 

La arquitectura cliente-servidor se articula en torno a un servidor central (Sede Central), sobre el que transmiten información los diferentes detectores a través de una red privada virtual (VPN), a través de la cual podrán activarse, caso de ser necesario, los equipos de neutralización. SIGLO-CD cuenta, además, con diferentes sedes o centros de control desde donde son monitorizados los vuelos de drones presuntamente no autorizados, cada una de las cuales tiene asignado un administrador. En las salas de control, los usuarios (avanzados o finales) pueden gestionar la información obtenida por los sistemas de detección que dan cobertura a las zonas de vigilancia asignadas, en función de las competencias asociadas a sus respectivos perfiles.

ILUSTRACIÓN_DRON SILENT FLYER, CORTESÍA: HTTP://FLYGILDI.COM

Tanto los detectores como los neutralizadores son considerados como los periféricos del servidor central alojado en el Centro Tecnológico de Seguridad (CETSE), al objeto de facilitar a sus diferentes usuarios, datos de detección, identificación, seguimiento y neutralización de drones en tiempo real. Igualmente, se almacena la información y se administran las comunicaciones.

Los sistemas de detección seleccionados inicialmente son pasivos, ya que el entorno en que se desplegaron es urbano. Obtienen datos de marca, modelo, número de serie o seguimiento de los drones comerciales más extendidos del mercado. Su radio de cobertura es superior a 15 kilómetros por antena, con lo que con unos pocos sensores se pueden cubrir amplias zonas.

La actividad del sector no hace más que aumentar: en 2020, se detectaron más de 7.500 vuelos de drones sobre el casco urbano de Madrid, de los que casi el 95% eran de la marca DJI. En 2021, la cifra ha aumentado hasta superar los 12.000 vuelos

A lo largo de los próximos tres años (2022-2024), está programada la extensión del sistema global a la mayoría del territorio nacional, para gestionar de forma coordinada las diferentes alarmas. Igualmente, permitirá el cumplimiento de las normas respecto al U-Space. Asimismo, se está colaborando con otras instituciones, como, por ejemplo, la Liga Nacional de Fútbol Profesional, con la que se ha firmado un convenio para la instalación de sistemas de detección y neutralización de sistemas contradrón en estadios deportivos. 

Y la actividad del sector no hace más que aumentar: en 2020, se detectaron más de 7.500 vuelos de drones sobre el casco urbano de Madrid, de los que casi el 95% eran de la marca DJI. En 2021, la cifra ha aumentado hasta superar los 12.000 vuelos.