Hay una cosa en el vuelo de un dron que es muy frustrante: justo cuando estás cogiendo el ritmo de las cosas tienes que aterrizar porque la batería se ha quedado sin energía. No hay duda de que la tecnología de las baterías ha avanzado a pasos agigantados en los últimos años. Pero todavía falta algo en la tecnología de las baterías, lo que significa que el tiempo medio de vuelo oscila entre los tres y los 30 minutos. Todo esto depende del tipo de dron que compres: cuanto más barato sea el dron, menos tiempo de vuelo puedes esperar.
Los tiempos de vuelo de los drones son tan cortos porque debe haber un intrincado equilibrio entre la relación de potencia y peso del dron. La tecnología de las baterías de polímero de litio que mantienen a la mayoría de los drones en el aire son mucho mejores que las baterías de iones de litio (ya que son mucho más ligeras), pero necesitan un cuidado y una atención especiales, y aún así sólo llevan una cierta cantidad de energía para impulsar el vuelo. Los drones son dispositivos hambrientos de energía que necesitan una batería de tasa de descarga rápida – y la tecnología no ha alcanzado la forma en que queremos utilizar nuestros drones.
En este artículo – vamos a repasar las razones por las que los tiempos de los drones son tan cortos y lo que puedes hacer para aumentar la cantidad de tiempo de vuelo que obtienes de tu dron. Todavía estamos esperando el próximo momento eureka para las baterías de los drones, pero mientras tanto hay algunos consejos y trucos que puedes emplear para mantener tu dron volando durante más tiempo.
¡Entremos en materia!
Tabla de contenidos
Tiempo de vuelo corto para drones
Si estás experimentando tiempos de vuelo significativamente cortos para tu dron esto podría significar que tu batería se está degradando con el uso o también puede ser una indicación de que tu estilo de vuelo es demasiado agresivo. Sin embargo, hay algunas cosas que no puedes controlar, como el peso de tu dron, que dictará la relación entre la forma y la potencia que tu batería es capaz de proporcionar. Si construyes tu propio dron, puedes cambiar la batería por una de mayor capacidad, pero esto aumentará el peso. Si eres el propietario de un dron comercial probablemente no puedas intercambiar la batería y tendrás que recurrir a otras técnicas para alargar la vida de tu batería.
Relación peso-potencia
Las baterías de polímero de litio fueron un avance importante en la tecnología de las baterías para drones. Antes de esto estábamos limitados a las baterías de hierro litio – las mismas que tienes en tu ordenador portátil – estas son mucho más pesadas y tienen una relación peso-potencia mucho menor que las baterías de polímero de litio.
Estas baterías ofrecen la mejor combinación de peso y densidad energética. Cada batería de polímero de litio está formada por celdas individuales. La de tu dron tiene entre una y ocho de ellas. Cada una de ellas tiene una potencia nominal de 3,7 V y se carga completamente a 4,2 V.
Las baterías de polímero de litio requieren un tratamiento muy especial y si dejas que la batería baje de los 3,7 V la dañarás permanentemente. Esto hace que muchos entusiastas de los drones los dañen sin darse cuenta. Simplemente puedes olvidarte de cargar tu dron durante unos meses y la batería puede ser un daño reparable.
Componentes hambrientos de energía
Los drones son bestias muy hambrientas de energía.
Si piensas en toda la programación de software avanzado, así como el hardware que los drones están ejecutando mientras están en el aire, puede ser increíble que despeguen en absoluto.
Ves que los drones están ejecutando componentes como:
- unidades de medición inercial
- motores
- unidades GPS
- brújulas electrónicas
- barómetros
- luces
- cámaras
- acelerómetros
- gimbalinas
- y mucha, mucha potencia de cálculo para ejecutar algoritmos de inteligencia artificial.
Además, a medida que la electricidad fluye a través del dron se produce una reducción de la eficiencia energética debido a la generación de calor ya que el circuito conduce la electricidad rápidamente a los componentes que más se necesitan.
Las baterías inteligentes se descargan durante el almacenamiento
Otra de las razones por las que los drones tienen un tiempo de vuelo corto se debe a la forma en que los fabricantes están programando sus baterías inteligentes.
Debido a que las baterías de polímero de litio son muy temperamentales en cuanto a cómo deben ser almacenadas, los fabricantes les permiten tomar algunas decisiones sobre su descarga durante el almacenamiento.
Una batería de polímero de litio no debe almacenarse al 100% de su carga. En su lugar, debe cargarse en algún punto entre el 30% y el 50% de su carga máxima. Esto asegura que la batería dure la mayor cantidad de tiempo posible durante el almacenamiento.
Las baterías inteligentes se descargarán por sí solas hasta alcanzar aproximadamente el 30% de su capacidad de almacenamiento. Esto significa que si no has cargado tu batería antes de un vuelo con el dron, la batería se habrá descargado entre un poco y un mucho, dependiendo del tiempo que haya pasado desde su última carga. Esto significa que su dron puede no alcanzar su tiempo de vuelo completo si las baterías se han autodescargado durante el transporte y el almacenamiento.
Una forma fácil de evitar esto es asegurarse de que las baterías de su dron se cargan de nuevo para cada vuelo. Incluso puedes comprar cargadores para el coche para asegurarte de que no hay ni un momento de retraso entre la carga y el vuelo. Esto aumentará el tiempo de vuelo del dron.
Mantenimiento de la batería
También puedes estar dañando sin querer tus baterías para que no duren tanto. Las baterías de polímero de litio deben mantenerse limpias y secas y dejar que se enfríen por completo antes de cargarlas.
Y la transferencia de esa energía al dron hace que el dron y la batería se calienten significativamente. Siempre hay que dejar que las baterías se enfríen antes de recargarlas para mantener su máxima eficiencia.
También se habla de ciclar tus baterías de polímero de litio para su primer uso. Si ha comprado una batería nueva, puede ciclar la batería un par de veces para ayudar a aumentar la longevidad de la batería. después de un par de ciclos iniciales, puede repetir esto cada pocos meses. Eso es combatir algo que se conoce como «memoria de la batería», donde la batería recuerda cuánto se descargó por última vez y hace que se reduzca artificialmente su capacidad.
Vuelo agresivo
Por último, es posible que tu dron no dure tanto en el aire como quisieras debido a tu estilo de vuelo. Los estilos de vuelo agresivos significarán que el dron está usando mucha energía para superar su propio impulso mientras cambia de dirección o reduce la velocidad.
Esto se puede agravar si utilizas un modo deportivo en tu dron que hará que el dron se mueva con la máxima aceleración al mover los joysticks.
Si quieres saber por qué la batería de tu dron muere tan rápido echa un vistazo a mi otro artículo en el que repaso todo lo que necesitas saber sobre cómo mirar tu batería de polímero de litio, así como una guía para realizar vuelos más largos – haz clic aquí para ir al artículo.
También puedes ver mi vídeo en YouTube a continuación:
¿Cuál es el tiempo medio de vuelo de un dron?
El tiempo medio de vuelo de un dron muy significativamente así como la capacidad de la batería. En la tabla, a continuación, he enumerado algunos de los drones más populares actualmente disponibles y los tiempos de vuelo de cada uno de los drones. Tenga en cuenta que estos tiempos de vuelo son los indicados en la hoja de especificaciones del fabricante. Normalmente, estos son en posición flotante sin viento para compensar.
Tabla de drones comunes y sus tiempos de vuelo
El tiempo medio de vuelo de estos drones es de: 31 minutos.
Obviamente, este tiempo medio de vuelo depende de una serie de variables que pueden influir significativamente en el tiempo de vuelo de un dron.
¿Cuál es el tiempo máximo de vuelo de un dron?
Uno de los tiempos de vuelo de drones más largos jamás registrados es de cuatro horas y 40 minutos. Teniendo en cuenta que un dron medio sólo puede volar durante media hora, esto es bastante impresionante. Este récord lo ha conseguido el fabricante español de drones Quaternium. El dron utiliza una fuente de combustible híbrida que incluye un motor eléctrico y un motor de combustión. El motor de combustión mantiene la batería cargada durante todo el vuelo.
La misión de la empresa es:
La misión de Quaternium es diseñar los vehículos aéreos no tripulados multirotor más avanzados del mercado. Combinamos experiencia y alta tecnología para desarrollar un producto disruptivo que pretende revolucionar el campo de los multicópteros. Con esta última innovación, la duración del vuelo se multiplica por 6 en comparación con las alternativas existentes.
Esto es bastante impresionante y es algo que parece que han podido conseguir. Uno de los modelos actuales de drones implica un motor de combustión de dos tiempos que requiere una mezcla de 95 octanos +4% de aceite. También contiene una batería de polímero de litio. Puede transportar hasta 10 kg y a plena carga puede permanecer en el aire durante aproximadamente dos horas. La velocidad de crucero es de 50 km/h con una velocidad máxima de 80 km/h.
Es un dron bastante impresionante que tiene un montón de aplicaciones potenciales en las que las baterías de polímero de litio por sí solas no lo van a conseguir.
¿Cómo puedo hacer que mi dron vuele más tiempo?
Si quieres que tu secador vuele más tiempo hay varias cosas que puedes hacer para alargar el tiempo de vuelo. Ya hemos cubierto algunas de ellas en el primer vídeo, pero aquí están los elementos en los que deberías fijarte para alargar el tiempo de vuelo.
Reducir el peso
Echa un vistazo a tu dron y asegúrate de que no hay exceso de peso. Incluso si tienes calcomanías personalizadas u otras pegatinas en el dron podrías estar aumentando el peso hasta el punto de que el dron tenga que gastar un poco más de energía para mantenerse en el aire.
Tal vez estés usando tu dron para pescar o para otros propósitos de transporte – asegurarte de que minimizas la cantidad de peso que llevas alargará la vida del dron significativamente. Si quieres saber más sobre los drones que pueden transportar cosas echa un vistazo a mi otro artículo en el que repaso todas las innovaciones y drones que están específicamente diseñados para transportar objetos – haz clic aquí para que te lleve al artículo.
Salud y mantenimiento de la batería
Cuidar bien de tu batería y asegurarte de que se almacena de forma adecuada hará que cuando llegues a tu vuelo tu dron esté en las mejores condiciones posibles para alargar tus tiempos de vuelo.
Aquí tienes unos sencillos consejos que puedes utilizar para mantener las baterías de tu dron saludables:
- Manténgalas limpias y secas – guarde sus baterías en un área limpia y seca que no tenga humedad ni acceso al polvo. Si la batería entra en contacto con la humedad puede corroer los contactos eléctricos. Puede limpiar parte de la corrosión con alcohol isopropílico si encuentra alguna.
- Almacénela con una carga del 30 al 50% – nunca deje la batería de su dron totalmente cargada si la almacena durante largos periodos de tiempo. El almacenamiento a corto plazo su batería debe ser descargada a entre 60 y 80%. Y para el almacenamiento a largo plazo (más de 10 días) debe almacenar la batería entre el 40 y el 60%. La batería no debe dejarse durante más de tres meses que estar en la carga como la vida de la batería se reducirá significativamente y puede ser completamente dañado.
- Almacenar en un lugar fresco – almacenar sus baterías en un lugar fresco significará que van a escapar de los extremos de calor experimentado si usted fuera a dejarlos en un alféizar de la ventana, etc. El compuesto de polímero de litio del interior de la batería se ve muy afectado por el calor y si vives en un clima cálido, asegúrate de almacenarlas con sensatez, lejos de las fluctuaciones extremas de calor.
- Baterías recién cargadas – justo antes de que vayas a volar asegúrate de que las baterías de tu dron están recién cargadas para tu vuelo. Esta es una forma de asegurarse de que las baterías de su dron lleven la máxima cantidad de carga para su vuelo.
Llevar más baterías
Es una obviedad pero llevando más baterías para tu misión de vuelo podrás pasar más tiempo en el aire. Es una solución sencilla a un problema común y sólo hace falta un poco de presupuesto para una segunda, o más, batería.
Llevar otra batería también significa que puedes estar volando mientras cargas una de las de repuesto. Sólo asegúrate de dejar enfriar completamente la batería del dron antes de recargarla.
Vuela en días tranquilos
Otra forma de asegurarte de que tus tiempos de vuelo aumentan es elegir días en los que no haya una cantidad significativa de viento u otros factores ambientales contra los que tu dron tenga que luchar. Si tienes una misión de vuelo en la que vas a contrarreloj esperar un día a que amaine el invierno puede ser la mejor manera de que te asegures de que tu misión de vuelo se desarrolle según lo previsto.
Me gusta aterrizar con al menos un 15% de batería restante, lo que significa que si hay algún problema de última hora puedo volver con seguridad a mi lugar de aterrizaje y no aterrizar en corto. A veces la dirección del viento puede cambiar, lo que significa que tu dron tiene que trabajar más contra el viento para volver al punto de aterrizaje. El 15% extra de batería significa que tienes una barra de error para salvarte.
Planifica tus vuelos
Por último, asegúrate de planificar bien tus vuelos. Se gasta mucho tiempo de vuelo cubriendo una distancia que no necesitas. Además, si no has hecho funcionar el dron recientemente, deberías encenderlo en casa para poder comprobar si hay alguna actualización que pueda consumir el precioso tiempo de la batería antes de tu vuelo.
Asegurarte de que tu plan de vuelo hace el uso más eficiente de tu batería también significará que consigues hacer más cosas en la preciosa vida útil de tu batería.
Investigación sobre la batería: el futuro de los drones
¿Cómo es el futuro de las baterías para drones? Teniendo en cuenta los recientes avances en la tecnología de las baterías de polímeros de litio, es difícil imaginar cómo será la próxima etapa. Tal vez se trate de una innovación en las baterías o, por el contrario, podría ser otra cosa. Por ejemplo, podríamos ver una pila de combustible mixta dominar el mercado como en el vídeo de este artículo.
En la literatura científica en este momento estamos viendo que se habla mucho de las estaciones de carga inalámbricas para drones. Esto significa que no cambia la tecnología de la batería sino que cambia radicalmente la forma de cargar el dron durante su vuelo.
Estaciones de carga inalámbrica para drones
Un estudio publicado en 2016 nos da una idea de cómo puede ser esta tecnología. El equipo fabricó una estación de carga inalámbrica de Quadro a dron. La estación detecta el dron con sensores ultrasónicos y, en consecuencia, lo escanea con un par de láseres para determinar su coordenada central.
Durante la carga inalámbrica la corriente eléctrica proporcionada por el receptor fue de 30 mA con un voltaje de 5 V que es aproximadamente el 65% del que se puede obtener mediante la carga con un cable. El tiempo medio de carga fue de 75 minutos en contraste con los 50 minutos que requiere la carga por cable.
Esta tecnología necesitará una importante investigación e inversión antes de convertirse en una alternativa comercialmente viable a la carga de sus baterías a través de un cable, pero se ha hablado de utilizar la transferencia de energía inalámbrica para cargar los drones mientras están en el aire.
Tendremos que esperar para ver qué nos depara el futuro…
La última palabra
Los vuelos de los drones son tan cortos debido a las limitaciones de la batería de polímero de litio, así como a la relación potencia-peso que estas baterías son capaces de alcanzar. El dron medio a nivel de consumidor vuela durante aproximadamente 30 minutos, lo que es significativamente mejor que hace unos cinco años.
También puedes aumentar tus tiempos de vuelo reduciendo la agresividad de tu pilotaje a la vez que tienes en cuenta tu plan de vuelo y el peso del dron.
No hay duda de que hay una tecnología emocionante en el futuro – sólo tenemos que esperar para saber cómo es.