Investigación Identificación del problema En los últimos años, el desarrollo de las

ciudades ha dado lugar a la aparición de

edificios cada vez más altos. En Madrid, la

Torre de Cristal corona el cielo con sus

250 metros en 50 plantas.

Aunque se trata de una solución

arquitectónica, puede suponer un gran problema en caso de incendio si tenemos en cuenta que las

escaleras de bomberos tienen una altura máxima de 55 metros de altura1. Por eso nuestro proyecto

se centra en buscar una solución viable en caso de que se produzca un incendio en este tipo de

construcciones.

Investigaremos cómo construir drones en las azoteas de los rascacielos capaces de descender a los

pisos incendiados y comenzar las labores de extinción mientras llegan los bomberos. Además se

centrarán en los pisos superiores una vez los equipos lleguen al edificio.

El objetivo fundamental es evitar que el fuego ascienda y lograr crear vías de huida a las personas

que queden atrapadas por el fuego.

La hidrodinámica entra en juego al tener en cuenta el diseño y la fuerza que debe tener el dron para

ser capaz de soportar una manguera en el aire, además del empuje que ejerce el agua utilizada.

Fuentes de información Lucha contraincendios Hemos usado el “Manual de incendios. Formación para bomberos2”,

publicada por el grupo Tragsa y dirigida a los bomberos profesionales

para formarse en la lucha contraincendios. La encontramos dentro de

la web del Consorcio para el Servicio de Prevención, Extinción de

Incendios, Protección Civil y Salvamento de la Provincia de

Guadalajara3.

Como puede comprobarse es muy extensa y detallada, por lo que he la

hemos utilizado de referencia.

Además en el colegio los alumnos hemos recibido formación sobre

actuación en caso de incendio, mientras que nuestros profesores han

1 http://www.farodevigo.es/gran-vigo/2008/12/18/bomberos-estrenan-camion-escalera-alta-union-europea/282302.html 2 http://ceis.antiun.net/docus/pdfsonline/m1/M1_Incendios_v6_00_completo/mobile/index.html#p=1 3 http://www.ceisguadalajara.es/

realizado un curso sobre prevención y protocolos de actuación.

Drones Inicialmente contamos con la ayuda de la empresa Aerodrónomo4 de

Alcobendas. Se trata de un centro permanentemente habilitado para la

formación, entrenamiento y perfeccionamiento de habilidades de

pilotos, tanto profesionales como aficionados, así como para el

desarrollo tecnológico, prueba, ensayo y demostraciones de RPAS

(Remotely Piloted Aircraft Systems) de propulsión eléctrica.

Su ayuda se centró principalmente en ayudarnos en el desarrollo técnico del dron. Nos orientaron

sobre cómo podría llevarse a cabo y qué características tendría que tener. Tratamos sobre los costes

de construcción: eran tan elevados que nos plantemos la construcción del prototipo.

A través de la campaña #DonaDron conseguimos que la empresa vasca Drone By Drone5 se

convirtiera en nuestro patrocinador y asesor de proyecto. Además de cedernos él dron Parrot Bebop

2 con Skycontroller, han seguido de cerca nuestra propuesta para ayudarnos a llevarla a cabo.

Electrónica Para llevar a cabo la adaptación del dron y construir nuestra propuesta, encontramos la ayuda de BQ

Educación. Visitamos su sede en Las Rozas (Madrid) donde realizamos un taller y visitamos el área

de innovación y desarrollo.

Además aprovechamos para que conociesen nuestro proyecto y nos aconsejaran sobre los

componentes que podríamos usar. Nos ayudaron a trabajar con componentes que podríamos

encontrar a gran escala en caso de construir un prototipo real.

4 https://www.aerodronomo.com/ 5 https://www.dronebydrone.com/

Encuesta Llevamos a cabo una encuesta en redes sociales con el fin de conocer la opinión general del

proyecto, buscando la máxima participación de expertos tanto en lo relativo a los incendios como

sobre drones. Como puede observarse, se trata de preguntas generales llevadas a cabo para conocer

si el proyecto podría ser realmente interesante o no.

Fue compartido con:

Bomberos Argentina (@bomberosRA), Bomberos Ramos Aripz (@BOMBEROSRAMOSAR),

Bomberos Madrid (@BomberosMad), Bomberos de Bogotá (@BomberosBogota), Bomberos

de Quito (@BomberosQuito), Bomberos de Chile (@BomberosdeChile), Bomberos de

Panamá (@BCBRP).

Asociación Nacional de Agrupaciones y Asociaciones de Voluntarios de Protección Civil

España (@AnavPCivil), Protección Civil Valladolidad (@apcvalladolid), SAMUR-Protección

Civil de Madrid (@SAMUR_PC), Protección Civil de Madrid (@madridprotcivil), Protección

Civil de Monterrey (@pc_mty), Coordinación Estatal de Protección Civil de Oaxaca

(@CEPCO_GobOax), Servicio Municipal de Protección Civil de Sevilla la Nueva (@SPCSLN),

Protección Civil de Alcobendas (@ALCBDS_Prote), Protección Civil Nacional de El Salvador

(@PROCIVILSV), Protección Civil de Parla (@PcParla), Instituto de Protección Civil y

Administración de Desastres del Estado Bolivariano de Mérida (@meridapcad), Sistema

Nacional de Protección Civil de México (@PcSegov).

Unidad Militar de Emergencias de España (@UMEgov).

Resultados Encuesta

Localización de encuestados.

ESPAÑA OTROS PAÍSES TOTALES

Álava 4 Argentina, Buenos Aires 8 ESPAÑA 43

Barcelona 2 Colombia 1

Bilbao 10 Ecuador, Quito 3 OTROS PAISES 12

Colmenar Viejo 1

Córdoba 4 Total Encuestas 56

Guadalajara 1

Guipúzcoa 1

Madrid 12

Segovia 1

Sevilla 1

Toledo 3

Valladolid 1

Zaragoza 3

Dedicación profesional

Opinión sobre el proyecto

1 7

16

23

6

2 1 Administrativo

Arquitecto, ingeniero u otra profesiónrelacionada con la construcción degrandes estructuras.

Asociado al diseño, construcción opilotaje de drones.

Bombero, policía, protección civil,militar que participe en extinciones osimilares.

Maestro

Marketing y Comunicación

30 22

4 Muy interesante: sería deutilidad para ayudar en laslabores de extinción y salvarvidas.

Interesante: puede ser unamedida que ayude en laslabores de extinción.

Normal: puede estar bien, perono me convence del todo.

¿Instalarías en tu edificio este dispositivo en tu vivienda de ser posible?

Aunque el volumen de respuestas no es muy elevado, podemos observar que el proyecto parece

interesante a los dos sectores principales que nos interesaban: personas relacionadas con la

extinción de incendios y personas que trabajan con drones.

Análisis del problema

No estamos preparados Quizá el aspecto más importante del problema que tratamos es que no estamos preparados para los

incendios en rascacielos. Como podemos leer en "El Confidencial Digital", las nuevas estructuras

siguen sin resolver la fusión del hormigón y el pretensado del acero6.

El incendio en Londres de un edificio de 27 plantas (14

de junio de 2017) o la Torre Windsor en Madrid (12 de

febrero de 2005) son dos buenos ejemplos. En el

primero, muchas personas quedaron atrapadas por el

fuego. Las Torres Gemelas (11 de septiembre de 2001)

de Nueva York contaban con tres tanques de agua de

18.500 metros cúbicos para caso de incendio: y no

sirvieron de nada.

"Los expertos en construcción de edificios también

apuntaron que aún siguen latentes otros asuntos, como la evacuación de personas y la extinción del

fuego, que no están resueltos: en parte, porque son inherentes a la escala y la altura del edificio, y

no tanto dependientes de los materiales", podemos leer en el artículo como conclusión.

Es el punto de partida de nuestro proyecto: dar solución a la extinción a pesar de la altura del

edificio.

6 https://www.elconfidencialdigital.com/seguridad/rascacielos-espanoles-preparados-incendio-Londres_0_2947505241.html

39

16

1

Sí

Tal vez

No

Drones contra incendios

Investigamos sobre los drones que existen actualmente o están en fase de desarrollo para averiguar

si ya hay alguna solución viable al problema planteado.

1. Drone Hopper7: es un modelo con capacidad de 300 litros. Sólo es útil en incendios

forestales porque esparce el agua a modo de cortafuegos.

2. El cuerpo de bomberos de Nueva York8 adquirió a principios del 2017 un dron para colaborar

en las labores de extinción. En este caso está más pensado a colaborar y no a intervenir de

forma directa.

3. Parrot Bebop-Pro Thermal: es un nuevo modelo de la marca Parrot. Al igual que el anterior

su principal funcionalidad es la detección a través de una cámara térmica.

7 https://www.drone-hopper.com/ 8 http://www.lavanguardia.com/tecnologia/20170308/42656623173/bomberos-nueva-york-utilizan-drones-incendios.html

Hemos encontrado otros modelos de gama inferior en fase de desarrollo y que principalmente

realizan la misma misión: localizar el fuego. Por lo tanto no colaboran de forma activa en la solución

del problema que planteamos.

Drones de gran tamaño

Hemos investigado sobre los drones de gran tamaño existentes para saber si alguno podría ser

adaptado a las necesidades de nuestro proyecto. Hemos podido comprobar que existen proyectos

elaborados por particulares en las redes: por ejemplo una hamaca controlada por dos grandes

rotores.

En cuanto a la comercialización de los mismos, podríamos destacar el modelo DJI M6009, pero solo

es capaz de soportar 6 kilos y está pensado para la grabación.

Sin embargo, recientemente la compañía Boeing ha presentado un nuevo dron capaz de soportar

cargas de 200kg. Conocimos esta noticia una vez habíamos comenzado a diseñar nuestro modelo.

Sin embargo observamos que, en cuanto a proporciones se refiere, nuestro diseño propuesto se

acerca al presentado por Boing a comienzos de este año.

El dron funcionará con un sistema de propulsión eléctrica, está equipado con ocho motores y mide

alrededor de cinco metros de largo, más de cinco de ancho y 1.20 de alto. Se trata de la

aproximación más interesante a nuestro tema de investigación.

9 https://www.mediatrends.es/a/68968/dji-m600-drone-potente-disenado-cine-tv/

Estabilidad de vuelo

Como decimos este último modelo es el que más se aproxima al modelo que buscamos como

solución ante los incendios en

rascacielos y que actualmente no

está resuelto.

Pero creemos que no tiene en cuenta

una variable fundamental: la fuerza

que ejerce el agua al salir. Para ello

hemos podido estudiar distintos tipos

de mangueras y presiones según sus

funciones (a través de la guía

“Manual de incendios. Formación

para bomberos” que citábamos

anteriormente).

Según hemos investigado, la fuerza necesaria estará condicionada por el peso del caudal y la sección

de la boquilla10. También hemos podido averiguar que al estar colocada la manguera en el dron en

dirección horizontal, siempre será más fácil de sostener que si estuviera inclinada con distintos

ángulos.

Todo vendría englobado dentro de lo que en Física se conoce como Dinámica de Fluidos11. Para

encontrar la solución tendríamos que llevar a cabo la siguiente ecuación en la que averiguar la

presión: P = F / A. Lo que descubrimos es que cuánto más amplio sea el caudal, la velocidad del agua

al salir es mayor.

https://www.sobreincendios.com/app/download/5661846318/Boletin_0121_Fuerza_de_reacci%C3%B3n_en_lanzas.pdf?t=132423431310 11 https://prezi.com/4dc7up4cu2xi/solucion-problema-dinamica-de-fluidos/

Estudiando los tipos de mangueras12, seleccionamos la manguera de alta presión para reducir el

peso que soporta el dron. Sus características son: diámetro entre 19 y 25mm; la cubierta y la tubería

interior son de goma y además tienen un refuerzo textil.

Conseguimos encontrar un interesante catálogo13 sobre este tipo de mangueras utilizadas por los

bomberos de forma convencional en el que vemos cómo baría la presión según el diámetro.

Seleccionamos el modelo de manguera IGD200 dado que es la de mayor tamaño pero como

comprobamos en la información la presión es la misma: 20 bar.

Hemos buscado motores para dron actualmente en venta y no hemos encontrado ninguno que

pueda soportar las especificaciones del proyecto. Esto significa que necesitaríamos un motor con

posibilidad de adaptar una hélice pero cuyo tamaño no afecte al diseño estructural.

FireDron

Teniendo en cuenta todo lo estudiado y analizado hasta el momento, planteamos lo siguiente:

Drones situados en la azotea de los rascacielos. Podrían instalarse en cada uno o construirse

según el número de rascacielos en un determinado número de los mismos.

El dron se activaría con la alarma de incendio: además tengamos en cuenta que estas

alarmas informan al sistema de seguridad donde ha saltado. Conectando el dron al sistema,

directamente intervendría en las zonas de fuego.

12 https://www.previfoc.com/actualidad/tipos-de-mangueras-contra-incendios 13 http://www.gasso.com/wp-content/uploads/2017/04/CATALEG-MANGUERAS-DE-GOMA.pdf

La cámara del dron permitiría ser controlado a distancia desde un centro de control.

El dron estaría conectado a una manguera desde la azotea. Para evitar problemas con las

hélices, un conducto atravesaría la parte central del dron.

El sistema de estabilidad de vuelo estaría reforzado por un motor que contrarreste la fuerza

del agua y otros dos motores más que ayuden al desplazamiento horizontal.

A continuación unas imágenes del prototipo que hemos realizado:

Difusión del Proyecto

Bomberos Invitamos a nuestro colegio a Ricardo Navacerrada, representante de los bomberos de Alcobendas y

formador de alumnos y profesores; y a Ignacio Javier Rodríguez, del parque de bomberos de Pozuelo

de Alarcón y coordinador del proyecto para la implantación de drones en la Comunidad de Madrid

que se está llevando a cabo actualmente.

El proyecto les pareció de gran interés. Sobre todo porque en muchas ocasiones habían planteado

que el dron ascendiera, con los problemas de peso que podría suponer. Sin embargo nuestra

solución planteada servía para simplificar diseño y uso.

Nos propusieron algunos cambios:

Eliminar las baterías del dron y conectarlo al centro de control de la azotea.

Incluir una lanza eléctrica que permita fracturar las ventanas en caso de que el incendio sea

interior.

En caso de que el incendio esté controlado, el dron podría desprender la manguera y realizar

labores de salvamento.

Seguimos en contacto con el equipo de bomberos para presentar el proyecto en ExpoDrónica.

Drone by Drone

Nos parece un Proyecto muy bien planteado y resuelto, estupendamente

explicado y resuelto.

Es un Proyecto que realmente viene a satisfacer una necesidad que tienen los

cuerpos de emergencias en los edificios muy altos ante incendios.

La solución del rotor para contra restar el empuje de la manguera es muy

ingeniosa y funcionará.

Quizás podrías explicar cómo son las bases de los drones. Por ejemplo, pueden

tratarse de plataformas en las azoteas en las que el drone es cargado por

inducción sin necesidad de cables, para que así esté siempre preparado ante

cualquier incidente.

¡Muy buen trabajo!

Conclusión

Creemos que nuestro proyecto es interesante porque:

Da solución a un problema real al que todavía no se le ha hallado solución.

Por todo el proceso de investigación llevado a cabo en áreas tan distintas.

Y, porque como nuestro nombre indica... ¡este proyecto está que arde!