Un dron cautivo recibe alimentación eléctrica continua desde tierra mediante un cable ligero, por lo que puede operar sin depender de los ciclos de una sola batería.
Su ventaja principal es la permanencia prolongada sobre un punto controlado; a cambio, el cable limita la altura y el desplazamiento horizontal.
Componentes básicos del sistema
- Estación terrestre de alimentación
- Cable cautivo y equipo de despliegue y recogida
- Módulo CC-CC a bordo
- Aeronave, batería de respaldo y carga útil
- Enlace de datos por fibra óptica opcional
Cómo se transmite la energía
La estación terrestre convierte la alimentación disponible en corriente continua de alta tensión para transportarla por el cable con menor corriente. El módulo a bordo la convierte después a la tensión que necesitan la aeronave y la carga útil.
Misiones adecuadas
- Iluminación aérea prolongada
- Vigilancia fija y repetidor de comunicaciones
- Limpieza de fachadas y paneles fotovoltaicos
- Ensayos industriales y apoyo de emergencia de larga duración
Cuándo conviene un dron con batería
Si la misión exige cubrir una zona amplia, inspeccionar largas distancias o cambiar rápidamente de emplazamiento, una aeronave con batería suele ser más adecuada. La decisión debe partir de la duración, el radio de trabajo, la carga y las condiciones del lugar.
Un dron cautivo cambia la fuente de energía, no las reglas del vuelo
La aeronave recibe energía continua desde tierra por un cable ligero que también puede integrar fibra óptica. La estación convierte la alimentación del lugar en corriente continua de alta tensión y el módulo aéreo la regula al nivel que admite el bus del UAV.
Se reducen las interrupciones por cambio de batería, pero el avión sigue soportando el módulo, parte del cable, su arrastre y su tensión. Motores, controladores, hélices, rodamientos, refrigeración, clima y mantenimiento continúan limitando la duración real.
Conversión terrestre, transmisión y conversión aérea deben encajar
La alta tensión reduce la corriente para una potencia dada y ayuda a controlar las pérdidas I²R y el peso del conductor. La salida terrestre, el aislamiento, la resistencia del circuito, los conectores y la ventana de entrada aérea tienen que ser compatibles.
La salida aérea no se fija únicamente con la tensión nominal de batería. Hay que revisar el intervalo real del bus, la tensión de carga completa, la demanda continua y transitoria, el sistema de gestión y la arquitectura de respaldo.
La mejor aplicación es una misión persistente en un área definida
Vigilancia, iluminación temporal, enlace de comunicaciones, limpieza por zonas y ensayos controlados valoran la permanencia sobre un punto más que el desplazamiento horizontal. En ellos, eliminar cambios frecuentes de batería puede mejorar la continuidad operativa.
Un cable compuesto puede añadir una ruta óptica para vídeo o datos, pero exige definir fibras, ancho de banda, convertidores, conectores y unión giratoria. No es una opción necesaria para todos los proyectos.
Cuando prima el recorrido, una aeronave con batería suele ser mejor
Cartografía extensa, inspección lineal, patrulla móvil y seguimiento a distancia quedan limitados por la longitud del cable, la posición terrestre y los obstáculos. Para estas tareas, llevar la energía a bordo ofrece más libertad.
La decisión correcta pregunta si la misión acepta un radio limitado a cambio de potencia continua. Si el área, la duración, la carga o la infraestructura no justifican ese intercambio, no debe forzarse una arquitectura cautiva.
Convertir la misión en una ficha de requisitos verificable
Antes de comparar equipos, hay que transformar la misión en datos medibles. El modelo de aeronave, el peso máximo o una potencia pico aislada no bastan: una misma plataforma puede consumir valores muy distintos con otra carga, altura, temperatura o condición de viento.
Conviene separar los valores confirmados, las estimaciones y los datos pendientes de ensayo. Así la propuesta puede indicar qué conclusiones proceden de mediciones y cuáles deben cerrarse durante la integración, sin presentar una hipótesis como especificación final.
- Modelo exacto, estado de modificaciones, tensión nominal y de carga completa de la batería.
- Potencia de vuelo estacionario, potencia continua con la carga activa, potencia pico y duración del pico.
- Peso máximo, configuración real de despegue, margen de carga, espacio y masa disponibles para el módulo aéreo.
- Altura vertical, longitud total de cable, altitud del sitio, temperatura, viento y alimentación terrestre disponible.
- Necesidad de fibra y requisitos concretos de vídeo, red, serie, telemetría o control.
Verificar toda la cadena de energía, no solo la cifra en kW
La revisión debe seguir la energía desde la red o el generador hasta el bus de la aeronave: entrada, conversión terrestre, transmisión de alta tensión, cable y conectores, convertidor aéreo, batería de respaldo, aeronave y carga útil. El límite eléctrico, térmico o mecánico de cualquier etapa puede limitar el conjunto.
El cable exige un equilibrio. Más cobre reduce la resistencia, pero añade masa y arrastre; mayor tensión reduce corriente, pero eleva los requisitos de aislamiento, conectores y seguridad. La configuración correcta optimiza el sistema completo en lugar de maximizar un parámetro aislado.
- Calcular resistencia de ida y retorno, caída de tensión, pérdida y calentamiento para la longitud real.
- Confirmar tensión mínima de entrada, salida, capacidad continua y transitoria y refrigeración del módulo aéreo.
- Revisar batería de respaldo, corriente inversa, protecciones y procedimiento de descenso tras perder tierra.
- Incluir tensión del cable, curvatura, radio de giro, uniones y liberación de emergencia en la revisión mecánica.
Cerrar riesgos con una validación por etapas
La primera prueba no debe ser un vuelo largo. El orden recomendable es revisar interfaces y protecciones, ensayar en banco con carga, integrar a baja potencia, realizar un estacionario breve y aumentar gradualmente altura, carga y duración. Cada etapa necesita criterios de aceptación y de parada.
Deben registrarse tensiones en tierra y a bordo, corrientes continua y pico, temperaturas de cable, conectores y módulos, alarmas y estado de la batería de respaldo. Estos datos demuestran el margen y permiten localizar la etapa responsable si aparece una anomalía.
- Comprobar polaridad, aislamiento, tierra de protección, parada de emergencia, bloqueo de conectores y fijaciones.
- Usar un perfil de carga representativo de la misión, no solo una energización breve sin carga.
- Ensayar pérdida de red, fallos de comunicación, anomalías del cabrestante y respuesta ante temperatura excesiva.
- Completar la aceptación final con la aeronave, carga, cable y alimentación reales del cliente.
Definir el límite del sistema en la oferta y la entrega
La oferta técnica debe enumerar estación, módulo aéreo, cable, carrete o cabrestante, arneses, equipos ópticos, soportes y repuestos, además de condiciones nominales, interfaces, pruebas, documentación, garantía y transporte. Una aeronave, carga, generador u obra no listados no deben suponerse incluidos.
Los certificados son específicos del modelo; los permisos de vuelo, espacio aéreo, espectro y requisitos eléctricos locales también deben asignarse antes del pedido. Un límite claro permite saber qué ha sido verificado y qué corresponde al cliente o integrador local.
- Distinguir piezas estándar, opciones, personalizaciones, elementos del cliente y equipos de terceros.
- Vincular potencia continua y pico con longitud de cable, ambiente y condiciones de reducción de capacidad.
- Separar pruebas de fábrica de integración y aceptación finales en el sitio.
- Revisar nuevamente la configuración cuando cambien aeronave, carga, altura o alimentación del lugar.