Surge una nueva aeronave especializada en la fumigación de cultivos

En una startup apoyada por la FAPESP, en Brasil, se está desarrollando un helicóptero autónomo para pulverizar plantaciones ubicadas en terrenos escarpados

Por Roseli Andrion  |  Agência FAPESP – El pedido de un productor de café del estado de Minas Gerais, en Brasil –de donde proviene más de la mitad de la cosecha de café nacional–, fue la motivación para el desarrollo a medida y destinado a este segmento agrícola de una aeronave de despegue y aterrizaje vertical (VTOL, por las siglas en inglés de vertical take-off and landing) a cargo de investigadores de Dallas Autonomus, una startup con sede en São José dos Campos, en el vecino estado de São Paulo. La solicitud del caficultor, que veía a las plantas con sus frutos creciendo en cuestas y procuraba incrementar la productividad en la fumigación de los cultivos, entusiasmó a los investigadores de la empresa para hallarle una solución a este problema.

Según Marcus Prianti, cofundador de Dallas Autonomus, el productor de café informaba que debía fumigar la plantación antes de que el sol naciera para asegurarse un mejor aprovechamiento y evitar el impacto directo de los rayos solares. La complejidad de la topografía de la zona también dificulta el empleo eficiente de las herramientas de fumigación comunes en la agricultura, como el fumigador autopropulsado. “El terreno es muy escarpado y en ocasiones el tractor no logra efectuar el trabajo”, afirma Prianti.

A su vez, la aviación agrícola no se adecua a las áreas de topografía compleja. Restan entonces los drones. “Estos aparatos hacen el trabajo, pero tienen limitaciones de capacidad de carga y autonomía de batería”, pondera Prianti. “Si el dispositivo transporta 40 o 50 kilos de carga, por ejemplo, la batería puede descargarse antes de culminar la dispersión. De este modo, en áreas extensas y complejas, resulta inviable realizar un trabajo continuo con drones”, sostiene.

Con base en estas constataciones, Prianti y su socio, Paulo Pinheiro —uno piloto particular de aviones y el otro piloto comercial de helicópteros respectivamente—, desarrollaron un helicóptero autónomo para llevar a cabo la tarea. Con una longitud de casi 6 metros (mayor que una camioneta de gran porte) y una barra de fumigación de 5 metros, este vehículo tendrá una cobertura superior en cada pasada. Se espera que transporte al menos 100 kilos de carga y vuele durante más de una hora con su peso máximo.

Prianti destaca que el aparato en desarrollo es bastante robusto. “Necesito llevar esa aeronave hasta la propiedad rural y asegurarme de que no sea frágil”, apunta. “El productor está acostumbrado a emplear máquinas y herramientas robustas y resistentes. Pretendemos ofrecerle un tractor del aire”, compara.

Con componentes de la aviación profesional

Según Prianti, los sistemas electrónicos elegidos para la aeronave son importados. Poseen certificación aeronáutica y son de uso profesional en vehículos aéreos no tripulados (VANT) de gran porte. La propulsión de combustión elegida se adecua a la aviación experimental y puede ser con etanol o gasolina común, lo que facilita la logística y la operación en lugares remotos y áreas aisladas. Eso sin contar que el motor de combustión les es más familiar a los productores: basta con cargarle la gasolina y hacerlo trabajar.

Asimismo, posee alimentación eléctrica mediante un alternador y baterías de polímero de litio de alta capacidad y autonomía: estos son componentes dedicados para la electrónica embarcada del equipo.

A juicio de Prianti, la opción por los sistemas profesionales ya certificados dotará de agilidad a la homologación en la Agencia Nacional de Aviación Civil (Anac) y en la Agencia Nacional de Telecomunicaciones (Anatel). “Aplicamos tecnologías de comunicación y navegación maduras en un aparato que proyectamos nosotros mismos. Esto mejora la confiabilidad y la seguridad de vuelo”, explica.

La empresa cuenta con la colaboración del Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), por ejemplo. Actualmente, la aeronave se encuentra entre la prueba de concepto y el producto viable mínimo (MVP). Se espera iniciar las pruebas de vuelo con el aparato entre julio y agosto de este año.

En los ensayos de estrés, puede existir la necesidad de reemplazar partes. “No sabemos cuál será la respuesta de los componentes cuando la aeronave afronte estas pruebas, ni cuántas veces habrá que desmontar, recalcular y volver a montar el sistema”, detalla Prianti. “La idea es corregir en el transcurso de este año las posibles fallas y realizar los ajustes necesarios.”

Otro aspecto del proyecto es el desarrollo de caldos específicos para este aparato en colaboración con el productor, a los efectos de obtener un mejor resultado final en la aplicación. “Es común que el productor esté acostumbrado a fumigar con un determinado producto, pero que cuando lo aplica con el dron no obtenga el resultado adecuado. Esto sucede porque el líquido no ha sido elaborado para la pulverización aérea en las condiciones de densidad, velocidad y desplazamiento del aire de la aeronave en la que se lo aplicó.”

Más oportunidades

En este segmento, es importante combinar la capacidad de carga y la autonomía de vuelo. “De nada sirve cargar 100 kilos, pero volar 15 minutos y que ese tiempo no sea suficiente como para realizar el trabajo”, explica Prianti. “Es mejor llevar 50 kilos y volar 50 minutos, por ejemplo, mientras varía la velocidad de dispersión. Por eso pretendemos llegar a la mejor combinación del mercado entre el tiempo de vuelo y la capacidad de carga.”

En el transcurso de la investigación, que cuenta con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP, el equipo se percató de la existencia de otras oportunidades de empleo de este helicóptero. “Una de ellas es la fumigación en bosques: un dron eléctrico tiene ciertas limitaciones para llegar hasta un punto específico de un monte, ejecutar la dispersión [de líquidos o sólidos] y regresar, por ejemplo. La batería es un factor de limitación del tiempo de vuelo, especialmente si el aparato va con carga.”

La opción de un helicóptero tiene otro aspecto interesante: el efecto downwash o de flujo descendente o inducido. En este proceso, se arroja el aire hacia abajo y existe un menor desvío de las gotas, toda vez que la velocidad de esta aeronave es menor que la de un avión. “A velocidades menores, las gotas se rompen menos, y como el viento tiende a transportar las partículas más finas, la deriva disminuye, lo que a su vez reduce el desperdicio.”

Aparte de los cafetales, la aeronave de Dallas Autonomus podrá emplearse en cultivos de caña de azúcar, soja, naranjas y otros. “En ciertas ocasiones no es posible utilizar la aviación agrícola pues existen limitaciones: puede haber dificultades meteorológicas, por ejemplo, o que no exista una pista para que la aeronave aterrice.”

A su vez, el VTOL despega y aterriza verticalmente y no requiere de pista para ello. “El espacio necesario para concretar este proceso es relativamente pequeño, lo que lo dota de flexibilidad de uso”, afirma Prianti. “Estamos desarrollando una plataforma muy flexible. En la restauración de bosques, por ejemplo, pueden emplearse drones, pero esto es inviable en áreas muy grandes. Nuestro helicóptero podrá llegar a áreas restringidas o de difícil acceso en forma autónoma y con gran capacidad de carga, lo que asegura una mayor cobertura.”

Y no es solo eso: el equipo evalúa que la plataforma puede tener múltiples aplicaciones. “Con una buena autonomía de vuelo y una gran capacidad de carga, es posible transportar herramientas, apagar incendios, transportar vacunas a lugares remotos y así sucesivamente. Es decir que no nos restringiremos al segmento agrícola. Además, como el helicóptero es autónomo, no existe un piloto en riesgo.”

De acuerdo con Prianti, existe un tamaño mínimo para las propiedades que se beneficiarán con el uso de esta aeronave. “Por el porte de nuestro aparato, nos interesan las propiedades a partir de las 100 hectáreas. A este segmento el dron eléctrico no logra atenderlo, y dependiendo de la zona y de la topografía, la aviación agrícola tampoco. Eso hace que el productor quede sin alternativas para concretar una fumigación aérea eficiente”, dice. “Por otra parte, para las propiedades menores, es más fiable utilizar el dron eléctrico.”

La próxima etapa del proyecto es la de la estructuración operativa. La idea no es sacar el equipo a la venta, sino tener bases cerca de los grandes centros de operaciones. “En el sur de Minas Gerais, por ejemplo, existe una buena demanda de las plantaciones de cafetos”, señala. “Pretendemos ofrecer un servicio que abarque las necesidades del agronegocio.”