ES2931823A1 - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia - Google Patents
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Abstract
Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, formado por un dispositivo designador que emite una señal susceptible de reconocer la posición de un objetivo; un conjunto de artefactos actuadores móviles de precisión que comprenden un sistema de guiado para que el artefacto móvil de precisión maniobre de forma automática para dirigirse hacia el objetivo, un dispositivo de detección de la señal emitida por el dispositivo designador; y una estructura de transporte de carga, siendo dicha carga susceptible de ser liberada sobre el objetivo; y un sistema de comunicación entre todos los elementos que forman el sistema.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia
La presente invención se refiere a un sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, como, por ejemplo, incendios forestales o situaciones de rescate y asistencia en entornos terrestres o marítimos. Este sistema de respuesta rápida está formado por un conjunto de dispositivos interconectados mediante interconexión/conectividad digital inteligente y dotados de tecnología de designación de objetivos mediante señales designadoras, tecnología de seguimiento de objetivos y guiado hacia objetivos de forma automática mediante artefactos móviles de precisión, y equipos de actuación en funcion del tipo de emergencia.
Estado de la técnica
En la actualidad, cuando se produce una emergencia se han de poner en marcha un conjunto de equipos de actuación. Estas situaciones de emergencia son, por ejemplo, incendios forestales, inundaciones, o naufragios. Esta enumeración debe entenderse sin carácter limitativo, sino solamente enunciativo.
Los equipos de actuación están formados por elementos técnicos y equipos humanos.
En el caso de los incendios, y en particular de los incendios forestales, una vez que salta la alarma, bajo un mando operativo se movilizan equipos humanos y técnicos para acceder al lugar en el que se produce el siniestro. Los tiempos de respuesta con lentos, desde la propia localización del punto donde se debe llevar a cabo la actuación, hasta el desplazamiento al lugar de los equipos técnicos y humanos correspondientes, las vías de acceso al lugar, etc. Estos tiempos son críticos en la mayor parte de los casos. El crecimiento de los frentes es exponencial, y lo que resulta fácil de atajar en los primeros momentos, con pequeñas superficies quemadas y un perímetro del frente de llama relativamente pequeño, de unos pocos cientos de metros, se torna imposible cuando el frente de llama alcanza longitudes de varios kilómetros. Por todo ello, los sistemas tradicionales se muestran poco eficaces, especialmente por su reacción lenta y tardía en las tareas y movilización de los medios de actuación.
Así, actualmente se utilizan instalaciones y equipamiento que no favorece el traslado de los medios técnicos rápidamente hacia diferentes zonas críticas. Estos medios tienen bajo rendimiento en cuanto al potencial de combatir, realizar labores de detección precoz y actuación inmediata, dado los medios netamente humanos que se emplean, presentando una logística lenta.
Cuando se utilizan drones rastreadores se utilizan complejos sistemas de control de vuelo para determinar el rumbo de drones rastreadores. También se utilizan sistemas complicados de localización y determinación de la posición de incendios a través de mecanismos de interconexión de datos entre los instrumentos de detección terrestres, comunicaciones satelitales, programas algorítmicos y los centros de operaciones.
En muchos casos, bien cuando se da condiciones climáticas adversas o cuando la visibilidad es baja debido fundamentalmente al humo emanado por el propio incendio, la utilización de los sistemas tradicionales es aún menos eficaz que en condiciones óptimas.
Por otra parte, el factor humano es esencial en estas labores, si bien el equipo está limitado a su zona de operación, y queda limitado por las condiciones del propio incendio, ya que en caso de fuegos de gran intensidad (altas temperaturas) los operarios no pueden aproximarse lo suficiente a las llamas para favorecer la extinción, limitándose a reducir la velocidad de propagación, objetivo no siempre logrado.
No puede olvidarse que el personal de acción en la zona del incendio está expuesto a un gran peligro, incluso de su propia vida, como hemos visto en numerosas ocasiones, algunas veces con resultados fatales.
Las técnicas de extinción incluyen en general medios aéreos, aviones nodriza o helicópteros, que sueltan ciertas cantidades de agua en las zonas determinadas por los técnicos, pudiendo ser las zonas más activas, las zonas con más riesgo de rebrote de las llamas, las zonas donde existe más riesgo de aumentar el perímetro del incendio, o las que se dirigen a espacios protegidos.
La actuación en un punto inadecuado o en un momento inadecuado favorece la propagación del frente de llama.
Así, una vez detectado el incendio por una torre de vigilancia se pone en conocimiento del personal que esté de guardia e informa a la central de incendios; este personal lo notifica
al correspondiente jefe de operaciones, quién ordena la movilización de medios terrestres o aéreos. A continuación, dependiendo de la zona en la que se encuentre el incendio y el riesgo potencial, se destinan más o menos medios.
Por ejemplo, se utilizan, como uno de los medios técnicos más relevantes, los Eurocopter Ecureuil, helicópteros livianos muy manejables con una excepcional relación peso/potencia, capaces de levantar hasta su propio peso. Su excepcional maniobrabilidad les permite recargar rápidamente su depósito, conocido como 'bambi', en cualquier charca o laguna, hasta con 1.500 litros de agua. Sin embargo, en cada vuelo solo puede realizarse una carga, debiendo retornar a cargar tras cada descarga. Entre cada viaje y el siguiente el incendio puede evolucionar de manera incontrolada, y resultar poco efectiva la operación de descarga de agua.
Además, los helicópteros tienen una limitación operativa en condiciones climáticas adversas, por ejemplo, viento, o de escasa visibilidad.
Destacamos el factor de imprevisibilidad de muchas de las situaciones de emergencia, y en particular de los incendios forestales, cuyo comportamiento está sujeto a leyes físicas en las que intervienen tantas variables que hoy por hoy no permite prever su evolución.
No debe dejar de considerarse la dificultad de controlar el riesgo generado por el propio fuego, cuya extinción en ocasiones conlleva necesariamente la exposición directa al fenómeno causante del riesgo, ya que se trabaja con herramientas manuales (motosierras, motobombas, ...), con maquinaria pesada (vehículos autobombas, buldócer, aviones y helicópteros).
Por otra parte, otro tipo de emergencias tales como un rescate en montaña en condiciones climáticas adversas, presenta la dificultad añadida de falta de visibilidad, que dificulta o imposibilita la actuación de algunos servicios de emergencia, por ejemplo, el rescate mediante helicóptero, y pone en peligro la vida de los equipos de actuación.
En muchos de estos casos se utiliza maquinaria pesada y compleja, lo que supone un coste elevado y una velocidad y rangos de maniobra limitados.
También, en rescates en inundaciones o naufragios la operativa es de respuesta lenta por cuanto requiere algunos de los procesos anteriormente descritos para los incendios,
particularmente de identificación del suceso, información al mando operativo, y movilización de recursos.
Para solucionar los problemas mencionados, la presente invención propone un sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia formado por un conjunto de dispositivos que presenta un conjunto de características que se sobreponen a los problemas mencionados anteriormente.
Así, la presente invención está formada por un conjunto de dispositivos que actúan de forma automática y de manera sincronizada, que permiten la designación de un objetivo, la comunicación de dicho objetivo a un conjunto de dispositivos móviles autónomos que comprenden sistemas de seguimiento y fijación automática de la trayectoria.
Con esto se logra en primer lugar evitar la presencia de personas de forma presencial en situaciones de emergencia que puedan suponer un elevado riesgo para su seguridad.
Además, mediante este sistema se logra una respuesta rápida y precisa a estas situaciones de emergencia.
Se evita además la utilización de maquinaria pesada, (hidroaviones, helicópteros y maquinaria de gran volumen, lo que supone, además de un ahorro del coste de un operativo, una mayor capacidad de maniobra y una mayor velocidad de respuesta.
Se permite, además, actuar de forma rápida y evitar que una catástrofe pueda tener mayores consecuencias al actuar de forma rápida en el lugar en el que se origina.
Explicación de la invención
El sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia objeto de la presente está formado principalmente por:
• Un dispositivo designador de objetivos, opcionalmente dispuesto en un artefacto designador. El dispositivo designador escoge un objetivo y lo designa mediante uno de los siguientes métodos:
o Designación directa: El dispositivo designador es un dispositivo de designación directa que emite señales codificadas / cifradas y amplificadas susceptibles de ser detectadas por unidades de sensores electrópticos. Comprende instrumentos que permiten generar señales láser y/o imágenes infrarrojas digitales, amplificarlas y proyectarlas. Opcionalmente este dispositivo de designación directa es un emisor que emite las señales amplificadas, codificadas desde la ubicación del objetivo.
o Designación mediante imagen delegada: El dispositivo designador es una cámara termográfica que capta una termografía infrarroja del objetivo, lo que permite distinguir la forma y el contorno del objetivo, aislarlo y focalizarlo. La cámara termográfica sigue la trayectoria y movimiento del objetivo con la finalidad de mantener una imagen inalterable y definida, en tiempo real. La termografía infrarroja del objetivo se puede tomar desde la ubicación del objetivo o desde una ubicación remota al mismo.
o Designación mediante haz láser reflejado. El dispositivo designador es una fuente láser que emite un haz láser hacia un objetivo escogido. Cuando el haz láser es reflejado en el objetivo este queda designado. La designación mediante haz láser reflejado del objetivo se puede realizar desde la ubicación del objetivo o desde una ubicación remota al mismo.
Un conjunto de artefactos actuadores móviles de precisión guiados. Estos artefactos móviles de precisión son artefactos no tripulados que comprenden un sistema de guiado de precisión par que el artefacto maniobre de forma automática para dirigirse hacia el objetivo. Este sistema de guiado está formado por una cabeza buscadora que comprende:
o Un dispositivo de detección de la señal emitida por dispositivo designador que designa un objetivo. El dispositivo de detección de la señal emitida es uno de los siguientes:
■ Designación directa: Un conjunto de sensores electrópticos de detección de una señal infrarroja o láser emitida por el emisor de señales amplificadas y codificadas.
■ Designación mediante haz láser reflejado: Un conjunto de sensores electrópticos de detección láser.
■ Designación mediante imagen delegada: Un conjunto de sensores electrópticos infrarrojos de detección que detectan la termografía infrarroja digital recibida mediante conectividad digital inteligente desde el designador.
o Un componente electrónico que proporciona ordenes al sistema de mando del artefacto móvil de precisión guiado para que este fije la trayectoria de forma automática hacia el objetivo designado.
Los artefactos móviles de precisión comprenden además un sistema de carga, que permite transportar objetos hacia la zona en la que se ha producido la emergencia (por ejemplo, cargas dispersantes del fuego, material de salvamento, etcétera).
• Un sistema de comunicación mediante tecnología de conectividad inteligente para la interconexión entre dispositivos designadores, buscadores (infrarrojos/láser), artefactos móviles de precisión y centros o bases de operación; con el fin de permitir la ejecución sincronizada de maniobras de monitoreo, evitar colisiones, conformación de nuevos objetivos, activación o desactivación de dispositivos, etc.,
Cuando la cabeza buscadora de los artefactos móviles de precisión detecta la señal de un objetivo designado, estos artefactos móviles de precisión se dirigen hacia el objetivo designado automáticamente, ya que el sistema de guiado emite instrucciones a los sistemas de control de vuelo para que los artefactos móviles de precisión fijen la trayectoria hacia el objetivo designado.
Los artefactos móviles de precisión son susceptibles de cambiar el modo de vuelo de automático a manual por control remoto cuando se acercan al objetivo designado. Para ello son susceptibles de comprender un láser telemétrico que mide la distancia entre el artefacto móvil de precisión y el objetivo designado y en un determinado punto de la trayectoria se programa la emisión de una señal al centro de control de operaciones para proceder al cambio de control de vuelo.
Los artefactos móviles de precisión son susceptibles de comprender además otros elementos como, por ejemplo, sin carácter limitativo, cámaras, cámaras termográficas y cámaras de visión de artificial, sistema GPS y sistema de autodestrucción.
El dispositivo designador es susceptible de disponerse en una estructura fija, en un artefacto móvil designador (artefactos móviles cuya única funcion es de la de escoger y designar objetivos o en un artefacto móvil actuador (los mismos artefactos móviles que transportan la carga pueden ser a su vez los que designen un objetivo para que acudan a él otros artefactos móviles); el designador es susceptible también de estar formado únicamente por un dispositivo designador.
Pueden existir uno o varios artefactos designadores. y puede estar formado por un único artefacto designador o por varios artefactos designadores.
De la misma forma el artefacto actuador móvil de precisión puede configurarse como un artefacto aéreo (dron), artefacto acuático/ sumergible, artefacto terrestre, etcétera.
Breve descripción de los d ibu jos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista esquemática de un. artefacto designador formado por un dron y un emisor de señales amplificadas y codificadas, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 2 muestra de forma esquemática el emisor de señales amplificadas y codificadas, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 3 muestra una vista esquemática de un artefacto móvil de precisión actuador consistente en un dron actuador, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 4 muestra una vista esquemática de un artefacto móvil de precisión actuador y designador consistente en un dron, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 5 muestra una vista esquemática de cargas de dispersión de incendios, según una opción de realización de la presente invención.
Las figuras 6 y 7 muestran de forma esquemática el procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia mediante el método de designación directa, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 8 muestra un artefacto designador formado por un módulo polivalente robótico, según una opción de realización de la presente invención.
La figura 9 muestra una vista esquemática del interior de la cabina del módulo robótico polivalente de la figura 8, según una opción de realización de la presente invención.
Las figuras 10 a 13 muestran de forma esquemática el procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia mediante el método de designación mediante imagen delegada, según una opción de realización de la presente invención.
Las figuras 14 y 15 muestran de forma esquemática el procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia mediante el método de designación mediante haz láser rebotado, según una opción de realización de la presente invención.
Descripción de los modos de realización preferente de la invención
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Según una opción de realización, tal y como se observa en la figura 1, el dispositivo designador consiste en un emisor de señales amplificadas y codificadas (400) dispuesto sobre un dron (200) designador. Preferentemente el dron (200) está formado por un
material ignifugo, y comprende un centro de control (202), un módulo de memoria y un sistema de comunicaciones por conectividad digital (201).
El dron designador consiste en un dron que mediante sistemas de visualización que monitorizan una zona de actuación y escoge un objetivo. En la realización mostrada, estos sistemas de visualización estos sistemas de visualización consisten en una cámara termográfica (204) y una cámara de visión artificial, (206), que junto con un sistema telemétrico forman un módulo fijado al dron (200) a través de una estructura de fijación (207), estando dicha estructura unida a un autómata programable (208) que permite modificar la orientación y posición de las cámaras en función de las instrucciones recibidas por el centro de control (202) del dron (200) y un dispositivo controlador de la estabilidad aerodinámica en la línea de visión (209).
El dron (200) es susceptible de comprender, además, un conjunto de focos de luz de alta potencia (213), un sistema de autodestrucción por control remoto, un sistema GPS, un sistema de aspiración para muestreo y un dispositivo analizador de partículas, entre otros elementos.
En la figura 2 se muestra una figura del emisor de señales amplificadas y codificadas (400). Este emisor de señales amplificadas y codificadas está formado por una cubierta (401) que aloja en su interior un receptor de ordenes por conectividad digital (421), una fuente de señales (402) (estas señales pueden ser un haz láser o una o más señales infrarrojas (por ejemplo una imagen infrarroja)); un procesador (409),un amplificador (403) de las señales generadas; un modulador de intensidad (412), un concentrador (410) que permite emitir y concentrar las señales amplificadas y codificadas, una retícula (405) que permite apuntar la señal en una dirección determinada; y una pantalla de cristal líquido (407) a través de la cual se emite la señal amplificada (406). Comprende además un alimentador de energía (413).
El emisor de señales amplificadas y codificadas puede incluir, además, para generar una señal amplificada de una imagen infrarroja, un proyector (404) y un estabilizador de imagen (411). Incluye además otros componentes como un soporte de fijación (417), un imán de fijación (416), un motor de giro (415), un sistema de flotamiento (414), un componente electrónico de sensores (420) formado por un conjunto de sensores de temperatura,
presión, y altímetros para su activación automática, anclajes para las cubiertas intercambiables (419) y una alarma (418).
La figura 3 muestra un dron (200) que actúa como artefacto móvil de precisión actuador. El dron (200) comprende una cabeza buscadora (203) formada por una unidad de sensores electrópticos de detección que permiten detectar una señal emitida por un dispositivo designador (una señal láser amplificada, una señal infrarroja amplificada, o un haz láser rebotado), y un sistema de guiado, de modo que el dron se puede desplazar de forma automática mediante el sistema de guiado hacia el objetivo designado.
El dron comprende además una estructura de carga (210) que permite transportar la carga hacia el objetivo designado, consistiendo en este caso la carga en tanques (211) que transportan cargas dispersantes de fuego, comprendiendo dichos tanques sistemas de apertura controlados por el centro de control (202).
El dron (200) comprende además un sistema de paracaídas automático (212) que constituye un mecanismo de seguridad para evitar la activación de sistemas de iniciación electrónicos (de cargas dispersantes) compuestos por sensores de altitud en caso de caída accidental o provocada. Constituye, por lo tanto, un sistema de seguridad para frenar la aceleración de caída, evitando la detonación de las cargas por sensores de velocidad.
Además, el dron (200) es susceptible de comprender todos los elementos que comprende el dron designador mostrado en la figura 1. En la figura se puede observar un dron (200) que actúa tanto como designador, comprendiendo un dispositivo emisor de señal amplificada (400); como actuador, comprendiendo una cabeza buscadora (203) y un sistema de transporte (210) de carga.
En la figura 5 se muestra de forma esquemática la estructura de las cargas dispersantes (300). Estas cargas dispersantes comprenden en su interior una mezcla (301) de un conjunto de sustancias químicas extintoras/inhibidoras (por ejemplo, bicarbonato sódico) y sofocantes del fuego (por ejemplo, vermiculita) que permiten la creación de un manto incombustible que actúa como retardante del avance del fuego, y evita la formación de barro tóxico y cenizas contaminantes. Tanto la vermiculita como las sustancias químicas extintoras se hallan mezcladas y compactadas como materiales del contenido de las cargas.
Cada carga dispersante (300) comprende además un detonador (302) que provoca la explosión de una carga explosiva (303) que produce la dispersión de la mezcla (301) contenida en el interior de la carga dispersante cuando esta se haya en un punto adecuado
sobre un incendio. El detonador se activa por medio de un impulso eléctrico (307.) enviado por un sistema electrónico de iniciación (304), constituido por sensores de altitud/yo aceleración, que generan un estímulo eléctrico que provoca la detonación, cuando la carga dispersante (300) se encuentra a una altura o tiene una aceleración predeterminada.
Las cargas dispersantes (300) poseen una estructura a modo de esfera, ya que el explosivo detona con un radio de expansión de 360 grados. Alrededor de la esfera se disponen un conjunto de dispositivos controladores/moderadores de la velocidad de caída (306). Estos dispositivos son elementos electrónicos que, mediante el funcionamiento de válvulas, flaps, o alerones de apertura y cierre (308), ejercen resistencia al paso de aire de la carga lanzada. Estos elementos se basan en el principio de formas aerodinámicas o fuerzas que se oponen, generando interferencias de diferentes niveles a la caída. Al ejercer el control de velocidad de caída libre de la carga, se logra modular la fuerza de caída, programando con precisión el momento de detonación, conformando escalas de activación. Estas escalas constituyen una delimitación estratégica para la sincronización de los tiempos de detonación entre los proyectiles y la distancia con el objetivo. Dicha sincronización se establece entre la velocidad de caída y los dispositivos de sensores eléctricos iniciadores.
En la realización mostrada, la carga dispersante comprende además un verificador electrónico de señales (305), que es un dispositivo diseñado para actuar como instrumento de seguridad, constatando los parámetros recibidos por el iniciador. De esta manera se evitan posibles detonaciones por valores de medición distorsionados.
Al ejercer el control de velocidad de caída libre de la carga, se logra modular la fuerza de caída, programando con precisión el momento de detonación, conformando escalas de activación. Estas escalas constituyen una delimitación estratégica para la sincronización de los tiempos de detonación entre los proyectiles y la distancia con el objetivo. Dicha sincronización se establece entre la velocidad de caída y los dispositivos de sensores eléctricos iniciadores.
En las figuras 6 y 7 se muestra el procedimiento de operación del sistema descrito. Como El dron designador (1) escoge un primer objetivo (2). Esta acción puede realizarse durante
un vuelo aleatorio o predefinido autónomo del dron designador o mediante un control manual; y puede realizarse visualmente, a través de una cámara termográfica, una cámara de visión artificial, sensores de temperatura, etcétera. El dron designador (1) se dispone sobre el primer objetivo (2) escogido y emite una señal (3) a través del emisor de señales amplificadas y codificadas, que es detectada por la cabeza buscadora del dron actuador (4), que envía órdenes electrónicas al sistema de control del dron (200) para dirigirse automáticamente hacia el punto en el que se está emitiendo la señal amplificada.
Según una opción de realización, el dron actuador (1) se dirige automáticamente hacia la señal (3) detectada por la cabeza buscadora del dron actuador (4). El láser telemétrico instalado en el dron mide la distancia entre éste y el objetivo. Se programa en qué tramo del trayecto se realizará el cambio de modo del control de vuelo. Una vez que el dron se ha aproximado a la zona donde se ubica el objetivo designado, en el punto predeterminado del recorrido, el dron emite una señal a una central de operaciones para efectuar el cambio de modo de control de vuelo automático a manual remoto y se procede al control de vuelo mediante el comando remoto/a distancia.
Cuando el dron se ha situado sobre el objetivo, mediante una orden manual desde el control remoto o de forma automática se produce la apertura electrónica de los tanques que transportan la carga a lanzar sobre el objetivo.
Si los proyectiles son cargas dispersantes, cuando los datos de altura y velocidad de caída libre se corresponden con los configurados en el dispositivo electrónico de iniciación, se produce la detonación de la carga explosiva ubicada en el centro de los proyectiles, provocando una potente onda expansiva que dispersa el contenido hacia todas las direcciones, abarcando amplias zonas. La carcasa se fragmenta, cumpliendo las mismas funciones que el contenido por estar fabricada con el mismo material.
A continuación, se evalúan los resultados mediante los sistemas de visión del dron actuador, y se establece si es necesario que otro dron actuador acuda al mismo objetivo o se señala ese objetivo designado como terminado. El dron actuador queda a la espera de detectar una señal de otro objetivo designado. En el caso de que se hubiera realizado el cambio de un control automático a un control remoto, el dron se volverá a configurar en modo automático.
El dron designador, por su parte, mientras el dron actuador realiza la operación de liberación de la carga sobre el primer objetivo (1) rastrea la zona en busca de un segundo objetivo (5), y una vez escogido este segundo objetivo (5) se vuelve a repetir la operación.
Una vez no se detecta ningún objetivo, o se emite una orden desde un centro de control, el dron designador (1) vuelve a su base, de forma automática o manual. Los drones actuadores (4) vuelven a su base de forma preferentemente automática cuando no hay ningún objetivo designado, cuando se ha descargado la batería, cuando no tienen carga, o cuando se emite una orden desde el centro de control.
Según una opción de realización, tal y como se muestra en la figura 8, el artefacto designador consiste en un módulo polivalente robótico (100). El módulo polivalente robótico (100) consiste en una estructura transportable ligera y robusta que permite una gran versatilidad operativa. Esta estructura puede situarse en un punto fijo, aunque es transportable mediante cualquier tipo de transporte, como un camión, un helicóptero, o cualquier otro vehículo adecuado para el transporte. La estructura está realizada de materiales ignífugos, de forma que, aunque se acerque a una zona peligrosa como un incendio, se mantenga la integridad de la estructura y la seguridad del operario que se encuentre en su interior.
Dicha estructura permite el soporte de múltiples equipos, como uno o más dispositivos designadores otros elementos que se explican a continuación.
La estructura del módulo polivalente robótico (100) está formado por un cuerpo del módulo (101) y una cúpula (102), en el interior de la cual se forma una cabina para un operario. Sobre la cúpula (102), a través de un eje longitudinal telescópico (103), se encuentra instalado el sistema optrónico (104) del módulo, formado por: una cámara termográfica de largo alcance (105), susceptible de obtener una termografía infrarroja del objetivo a designar en el caso de una designación mediante imagen delegada, o de permitir escoger un objetivo al que marcar con el generador láser en el caso de una designación mediante haz láser reflejado; un láser telemétrico (106) susceptible de medir la distancia del objetivo designado, y una cámara de visión artificial (107).
Sobre la cúpula (102) del módulo robótico polivalente (100) se disponen una plataforma (108) para el despegue de un conjunto de drones, y una compuerta (109) para la eyección de los drones. Sobre la cúpula se encuentra además sistema de anclaje (110) para permitir
transportar mediante un transporte aéreo el módulo robótico polivalente (100) o para elevarlo sobre un transporte terrestre. El módulo robótico polivalente (100) comprende además un sistema GPS (111) de localización, además de equipos de comunicación (114).
Sobre la cúpula se dispone además un equipo emisor de señales (119).
La cúpula (102) que tiene una sección preferentemente circular, comprende vidrios polarizados blindados (112) alrededor de todo su perímetro, y unos paneles deslizables (113) que permiten al operario cuando se abren observar con mayor claridad o apuntar con un proyector láser hacia un objetivo. Opcionalmente alrededor de la cúpula se disponen también un conjunto de luces estroboscópicas y neuro condicionantes (115); y un conjunto de cámaras de CCTV (116) que permiten tener una imagen de la zona exterior anexa al módulo polivalente robótico (100).
El cuerpo (101) del módulo robótico polivalente (100) comprende una puerta (117) de acceso a su interior, y opcionalmente un control de acceso (118), para que únicamente puedan ingresar a su interior personas autorizadas.
Adicionalmente el módulo robótico polivalente es susceptible de comprender luces cegadoras (120), un equipo de altoparlantes (121), sistemas de alarma (122), un sistema de posicionamiento y fijación a superficies (123) o un sistema inflable para el flotamiento (124).
Tal y como se observa en la figura 9, en el interior del módulo robótico polivalente se forma una cabina en la que trabaja un operario (125) provisto de un traje de protección. El operario se dispone sobre un sillón electrohidráulico (126) cuyo movimiento está vinculado a un sistema de sensores y seguimiento de objetivos. En el interior de la cabina se encuentra además un arma (127) y un posicionador-estabilizador (12) del arma. En la cabina se instalan además un conjunto de pantallas (130) mediante las cuales se pueden visualizar las imágenes de las cámaras del sistema optrónico (104), las cámaras del CCTV (116) u otras imágenes como por ejemplo las imágenes tomadas por los sistemas de toma de imágenes de los drones. La cabina comprende además un panel de control que controla y desde el que se puede visualizar y parametrizar el conjunto de elementos y sistemas que forman la invención.
En el interior del módulo robótico polivalente (100), o en un alojamiento exterior, se pueden disponer además equipos de herramientas, equipos de salvamento, equipos de primeros auxilios y equipos de suministro (agua, alimentos).
Las figuras 10 a 13 muestran de forma esquemática el procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia mediante el método de designación por imagen delegada. Aunque en la realización mostrada se muestra el módulo robótico polivalente como elemento designador, cualquier otro dispositivo como por ejemplo un dron designador podría ejercer esta función.
En primer lugar, tal y como se muestra en la figura 10, mediante la cámara termográfica del designador (1) se escoge un primer objetivo (2) a designar. La cámara termográfica puede hacer un rastreo de 360 grados y detectar de forma automática el objetivo (2), como por ejemplo un foco de fuego.
Se configura una termografía infrarroja digital (6) del objetivo (2), donde se ajustan los detalles de la figura, silueta y perfil del objetivo. La cámara termográfica del designador (1) sigue la trayectoria y movimiento del objetivo con la finalidad de mantener una imagen inalterable y definida, en tiempo real.
En segundo lugar, como se muestra en la figura 11, se produce una transferencia (7) de la termografía infrarroja digital (6) en tiempo real a la cabeza buscadora del dron actuador (4). La cabeza buscadora detecta esa imagen que está siendo compartida en tiempo real y emite órdenes electrónicas al sistema de control del dron actuador (4) para dirigirse automáticamente hacia ese punto determinado, tal y como se muestra en la figura 12.
Según una opción de realización, el dron se dirige automáticamente hacia el objetivo designado objetivo. El láser telemétrico instalado en el dron mide la distancia entre éste y el objetivo. Se programa en qué tramo del trayecto se realizará el cambio de modo del control de vuelo. Una vez que el dron se ha aproximado a la zona donde se ubica el objetivo establecido, en el punto predeterminado del recorrido, el dron emite una señal a una central de operaciones para efectuar el cambio de modo de control de vuelo automático a manual remoto y se procede al control de vuelo mediante el comando remoto/a distancia.
Cuando el dron se ha situado sobre el objetivo, mediante una orden manual desde el control remoto o de forma automática se produce la apertura electrónica de los tanques que transportan la carga a lanzar sobre el objetivo, tal y como se muestra en la figura 13.
Si los proyectiles son cargas dispersantes, cuando los datos de altura y velocidad de caída libre se corresponden con los configurados en el dispositivo electrónico de iniciación, se produce la detonación de la carga explosiva ubicada en el centro de los proyectiles, provocando una potente onda expansiva que dispersa el contenido hacia todas las direcciones, abarcando amplias zonas. La carcasa se fragmenta, cumpliendo las mismas funciones que el contenido por estar fabricada con el mismo material.
A continuación, se evalúan los resultados mediante los sistemas de visión del dron, y se establece si es necesario que otro dron acuda al mismo objetivo o se señala ese objetivo designado como terminado. El dron queda a la espera de otro objetivo designado. En el caso de que se hubiera realizado el cambio de un control automático a un control remoto, el dron se volverá a configurar en modo automático.
En las figuras 14 y 15 se muestra el método de designación directa. En este método el sistema designador emite mediante un generador láser un haz láser (8) hacia el primer objetivo (2) a designar. El dron actuador (4)) detecta a través de la cabeza buscadora el punto donde rebota el haz láser (8). A continuación, el procedimiento es igual que el explicado en los párrafos anteriores.
Claims (34)
1. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, caracterizado porque está formado por:
• Un dispositivo designador que emite una señal codificada que designa un objetivo y que es susceptible de ser detectada por un dispositivo de detección formado por sensores electrópticos de detección.
• Un conjunto de artefactos actuadores móviles de precisión que comprenden un sistema de guiado automático formado por una cabeza buscadora que comprende;
• Un dispositivo de detección formado por un conjunto de sensores electrópticos de detección de la señal codificada emitida por el dispositivo designador que designa un objetivo.
• Un componente electrónico que emite ordenes al sistema de mando del artefacto móvil de precisión guiado para que este fije la trayectoria de forma automática hacia el objetivo designado.
• Un sistema de comunicación mediante tecnología de conectividad inteligente entre los dispositivos designadores, los artefactos actuadores, y un centro de operaciones.
2. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo designador es un dispositivo emisor de señales amplificadas codificadas dispuesto en la ubicación del objetivo susceptible de emitir una señal amplificada y codificada desde la posición en la que se encuentra el objetivo; y porque el dispositivo de detección del artefacto móvil de precisión de la señal emitida por el dispositivo emisor comprende sensores susceptibles de detectar y reconocer dicha señal amplificada y codificada.
3. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 2, caracterizado porque el emisor de señales amplificadas codificadas comprende una fuente de señales láser.
4. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 2, caracterizado porque el emisor de señales amplificadas codificadas comprende una fuente de señales infrarroja.
5. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el emisor de señales amplificadas y codificadas formado por una cubierta (401) que aloja en su interior: un receptor de ordenes por conectividad digital (421); una fuente de señales (402); un procesador (409),un amplificador (403) de las señales generadas; un modulador de intensidad (412), un concentrador (410), una retícula (405); una lente de cristal líquido (407); y un alimentador de energía (413).
6. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 5, caracterizado porque el emisor de señales amplificadas y codificadas es susceptible de comprender, además: un proyector (404) y un estabilizador de imagen (411); un soporte de fijación (417); un imán de fijación (416); un motor de giro (415); un sistema de flotamiento (414); un componente electrónico de sensores (420); anclajes para cubiertas intercambiables (419); una alarma (418).
7. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo designador es una cámara termográfica susceptible de captar una termografía infrarroja del objetivo, susceptible de identificar la forma y el contorno del objetivo, y un dispositivo de seguimiento de dicho objetivo; porque el dispositivo designador comprende además un sistema de vinculación y enlace de la termografía infrarroja del objetivo en tiempo real con el sistema de guiado del artefacto móvil de precisión; y porque el dispositivo de detección del artefacto móvil de precisión comprende un conjunto de sensores electrópticos de detección de radiaciones infrarrojas.
8. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo designador es un emisor láser susceptible de emitir un haz láser hacia el objetivo a designar; y porque el dispositivo de detección del artefacto móvil de precisión comprende un conjunto de sensores electrópticos de detección de señales láser.
9. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los artefactos móviles de precisión son drones (200).
10. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un dispositivo designador está instalado en artefacto móvil precisión.
11. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque al menos un dispositivo designador está instalado en un artefacto designador fijo.
12.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 11, caracterizado porque al menos un artefacto designador está formado por un módulo polivalente robótico que comprende un sistema optrónico (104) formado por: una cámara termográfica de largo alcance (105), un láser telemétrico (106), y una cámara de visión artificial (107); un equipo emisor de señales (119), y un equipo generador láser (127).
13. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 12, caracterizado porque el módulo polivalente robótico (100) consistente consiste en una estructura transportable ligera y robusta formada por un cuerpo del módulo (101) y una cúpula (102), en el interior de la cual se forma una cabina para un operario; donde sobre la cúpula (102), a través de un eje longitudinal telescópico (103), se encuentra instalado el sistema optrónico (104).
14. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizado porque sobre la cúpula (102) del módulo robótico polivalente (100) se disponen al menos uno de los siguientes elementos:
• una plataforma (108) para el despegue de un conjunto de drones
• una compuerta (109) para la eyección de los drones
• un sistema de anclaje (110).
15.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el módulo robótico polivalente (100) comprende además un sistema GPS (111) de localización, y equipos de comunicación (114).
16.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque la cúpula (102) del módulo robótico polivalente (100) tiene una sección preferentemente circular, y comprende vidrios polarizados blindados (112) alrededor de todo su perímetro, y unos paneles deslizables (113); el cuerpo (101) del módulo robótico polivalente (100) comprende una puerta (117) de acceso a su interior, y un control de acceso (118).
17. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque el módulo robótico polivalente (100) comprende al menos uno de:
• luces estroboscópicas y neuro condicionantes (115)
• un conjunto de cámaras de CCTV (116)
• luces cegadoras (120)
• un equipo de altoparlantes (121)
• sistemas de alarma (122)
• un sistema de posicionamiento y fijación a superficies (123)
• sistema inflable para el flotamiento (124)
18. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque en el interior del módulo robótico polivalente se forma una cabina susceptible de alojar a un operario (125), provista de un sillón electrohidráulico (126) vinculado a un sistema de sensores y seguimiento de objetivos; un arma (127) y un posicionador-estabilizador (12) de un arma; y un conjunto de pantallas (130) mediante las cuales se pueden visualizar las imágenes de las cámaras y un panel de control.
19. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, caracterizado porque los drones (200) comprenden una cámara termográfica (204).
20. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 19, caracterizado porque los drones (200) comprenden un sistema telemétrico (205).
21. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 20, caracterizado porque los drones (200) comprenden una cámara de visión artificial (206).
22.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 21, caracterizado porque la cámara termográfica (204), el sistema telemétrico (205) y la cámara de visión artificial (206), están dispuestos en un módulo unido al dron a través de una estructura de fijación (207), estando dicha estructura unida a un autómata programable (208) que permite modificar la orientación y posición de las cámaras en función de las instrucciones recibidas por el centro de control (202) y un dispositivo controlador de la estabilidad aerodinámica en la línea de visión (209).
23.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 22, caracterizado porque los drones (200) comprenden un sistema de paracaídas automático (212).
24.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 23, caracterizado porque la estructura de carga (210) comprende un conjunto de tanques (211) que comprenden un medio de apertura electrónico.
25.- Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 23, caracterizado porque el dron (200) comprende al menos uno de los siguientes elementos:
• un conjunto de focos de luz de alta potencia (213)
• un sistema de autodestrucción por control remoto
• un sistema GPS
• un sistema de aspiración para muestreo.
• un dispositivo analizador de partículas.
26. - Sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 24, caracterizado porque la carga de los artefactos móviles son cargas dispersantes (300) del fuego que poseen una estructura a modo de esfera, comprendiendo en su interior una mezcla (301) de sustancias extintoras y sofocantes del fuego, un detonador (302) susceptible de provocar la explosión de una carga explosiva (303) susceptible de producir produce la dispersión de la mezcla (301) activado por medio de un impulso eléctrico (307) enviado por un sistema electrónico de iniciación (304); comprendiendo la carga dispersante un conjunto de dispositivos controladores/moderadores de la velocidad de caída (306) susceptibles de accionar alerones de apertura y cierre (308); y un verificador de señales (305)
27. - Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
■ Elección de un primer objetivo (2).
■ Disposición de un emisor de señales amplificadas y codificadas (400) sobre el primer objetivo a través de un artefacto móvil.
■ Envío de una señal amplificada y codificada (3) desde el emisor de señales amplificadas y codificadas (400).
■ Detección de dicha señal amplificada y codificada (3) desde la cabeza buscadora (204) de los artefactos móviles.
28. - Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
■ Elección de un primer objetivo (2).
■ Emisión de un haz láser hacia el objetivo (8).
■ Detección del punto desde donde se refleja dicho haz láser (8) desde la cabeza buscadora (204) de los artefactos móviles.
29. - Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
■ Elección de un primer objetivo (2).
■ Seguimiento en tiempo real y configuración de una termografía infrarroja digital (6) del objetivo a través de una cámara termográfica.
■ Vinculación y enlace de la termografía infrarroja digital (6) con la cabeza buscadora del dron actuador (4)
■ Detección del objetivo a través de su imagen termográfica por parte de la cabeza buscadora del dron actuador (4).
30. - Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, caracterizado porque comprende las etapas adicionales de:
■ Fijación de una trayectoria de vuelo por parte del sistema de guiado del artefacto móvil actuador de precisión (4).
■ Desplazamiento automático del artefacto móvil de precisión hacia la ubicación del objetivo (2) designado mediante las instrucciones al sistema de control del artefacto realizadas desde el sistema de guiado.
■ Liberación de las cargas transportadas sobre el objetivo (2) cuando el artefacto móvil de precisión se encuentra sobre el objetivo.
31. Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 30, caracterizado porque comprende una etapa intermedia de cambio de control de movimiento del artefacto móvil de precisión de autónomo a manual desde un centro remoto de operaciones cuando el artefacto móvil de precisión se encuentra a una distancia predeterminada del objetivo medida por un sistema telemétrico del artefacto móvil.
32. Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según la reivindicación 31, caracterizado porque comprende una etapa adicional de cambio de control de movimiento del artefacto móvil de precisión de manual a autónomo cuando ha liberado la carga sobre el objetivo.
33.- Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 30 a 32, caracterizado porque comprende una etapa adicional de evaluación de los resultados de la liberación de la carga a través de al menos un sistema de visión instalado en el artefacto móvil.
34.- Procedimiento de actuación del sistema de respuesta rápida ante situaciones de emergencia, según cualquiera de las reivindicaciones 27 a 33, caracterizado porque el reconocimiento del objetivo (2) se realiza mediante una cámara termográfica.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2931823 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230103 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20230424 |