Movilidad Aérea Urbana, el U-Space
El pasado 5 de mayo el Comité de Transportes y el Comité de Infraestructuras del Instituto de la Ingeniería de España organizó la jornada “Movilidad Aérea Urbana”, para la ocasión contamos con grandes ponentes: D. Juan José Sola Bañasco. Jefe División UAS, AESA. Dª María Luz de Mateo García. Directora Desarrollo Empresarial, ENAIRE. D. Miguel Ángel Vilaplana Ruíz. Ingeniero Aeronáutico, AIRBUS. D. José Ramón García Martínez. Ingeniero Industrial, TECNALIA. D. Alberto Barreiro. Ingeniero Aeronáutico, FERROVIAL. D. V. Fernando Gómez Comendador. Ingeniero Aeronáutico, ETSIAE.
La jornada fue presentada y presidida por el Presidente del Instituto de la Ingeniería de España, D. José Trigueros Rodrigo, por D. Aniceto Zaragoza Ramírez, Presidente del Comité de Transportes del IIE y por D. Jose María Pérez Revenga, Presidente del Comité de Infraestructuras del IIE.
Comenzó la jornada el señor Sola hablando y estableciendo; qué es el U-Space, concepto que plantea un conjunto de servicios proporcionados en un volumen de espacio aéreo con el objetivo de gestionar un gran número de UAS de manera segura y eficiente. La Movilidad Aérea Urban (UAM) se refiere al transporte, tanto de personas como de mercancías, mediante UAS y aeronaves tripuladas VTOL en entornos urbanos.
Habló también sobre la situación actual tanto a nivel nacional, como en el marco europeo, sobre la normativa actual y la evolución de la misma, en el aspecto civil, ya que en el ámbito militar llevan décadas de ventaja. El marco regulatorio de la normativa europea actual se establece en el Reglamento Base 2018/1139 de 2018, donde se estipulan unas normas comunes de aviación civil y se crea una Agencia de la UE para la Seguridad Aérea. De este reglamento sale, el Acto de ejecución + Anexo, compuesto por reglas y procedimientos para la operación de UAS con medios aceptables de cumplimiento (AMC) y material guía (GM). Por otro lado, sale el Acto Delegado + Anexo, en el que se establecen una serie de requisitos técnicos de diseño y fabricación UAS, unas reglas para fabricar UAS en categoría abierta, id. a distancia y otras reglas para operadores de terceros países. A todo ello hay que sumarles otras normas europeas, como son la protección de datos y privacidad. El uso de espectro radioeléctrico, la compatibilidad electromagnética, de medio ambiente (ruido y emisiones) y por último los juguetes.
Actualmente la normativa europea establece un concepto regulatorio basado en cuatro conceptos: la operación, la proporcionalidad, la performance de las UABS y el riesgo. Atendiendo a estos conceptos se establecen tres categorías: Abierta (Bajo riesgo, no se requiere autorización ni declaración), Específica (Mayor riesgo, Estudio aeronáutico de seguridad (SORA) y declara o recibe autorización, STS & risk assessment predefinido, autorización y LUC, Certificada (Régimen regulatorio similar al de aviación tripulada tradicional, Operador certificado, UAS certificado, Piloto con licencia). En el marco europeo de los próximos años se adaptará la normativa para la movilidad aérea urbana que constará de tres tipos de operaciones: tipo#1 para transporte de cargas de clases EA A-C, tipo#2 para entorno urbano en espacios U-Space, tipo#3 para operaciones tipo#2 pero con aeronaves tripuladas.
‘Uspace' es el término adoptado por la UE para referir a la gestión del tráfico de aeronaves no tripuladas. Está pensado como un conjunto de servicios proporcionados en un volumen específico de espacio aéreo designado por los Estados miembros para gestionar un gran número de operaciones de UAS de forma eficiente y segura. ‘U-space’ puede desplegarse tanto con una arquitectura centralizada como con una distribuida, en función de si existe o no, un Proveedor de Servicios de Información Común (CISP) o no. La información fluye a los operadores a través de los Proveedores de Servicio de U-Space (USSP), que prestan una serie de servicios comunes y otros complementarios. Para conseguir una plena integración de la MAU debemos desarrollar, complementar e integrar el desarrollo de infraestructuras urbanas y aeronaves, la integración en el espacio aéreo y el modelo de negocio.
Continuó la jornada la señora de Mateo hablando sobre las operaciones U-Space que están llevando a cabo en Enaire. Definió el U-Space como conjunto de servicios digitales para soportar la gestión de un gran número de operaciones de drones de una forma digital y automatizada. En el nuevo marco regulatorio europeo del U-Space se establece normas y procedimientos para la prestación de unos servicios específicos que permitan las operaciones seguras de drones, así como su integración en el sistema de aviación, que entrará en vigor el 26 de enero del 2023.
Prosiguió comentando las acciones y objetivos de despliegue de la plataforma U-Space de Enaire, Licitación en abierto para el Suministro de un Sistema U-Space nacional, incluyendo el concepto de operación asociado para la prestación de servicios U-Space/UAM, conforme con el Reglamento Europeo de U-Space. Enaire estará preparada para la prestación de un servicio completo U-space a partir de 2022, lo que permitirá reforzar el sector UAS en España. Permitirá a España la aplicación temprana del Reglamento U-Space aprobado por la Comisión Europea, posicionando a Enaire como entidad pionera de referencia en Europa y a nivel global, de los servicios CIS o “servicios comunes de información” del U-Space. La implementación del sistema y despliegue de servicios por Enaire se beneficiará adicionalmente de la participación en proyectos, tanto europeos como nacionales. En línea con su Plan Estratégico 2021-2025 (PV205), Enaire confirma su posición como agente fundamental en la implantación y desarrollo del U-Space y el concepto de la Movilidad Aérea Urbana (UAM) en España.
Enaire participa en 3 de los 6 proyectos de la SJU (SESAR Joint Undertaking) subvencionados por el programa de la Unión Europea H2020 sobre Urban Air Mobility (UAM): AMU-LED, CORUSXUAM y USPACE4UAM, estos proyectos están orientados a demostrar la integración segura y ordenada de las operaciones de UAM con mínimo impacto en las operaciones gestionadas actualmente por ATM. El rol de Enaire en estos proyectos es el de: Facilitador de la demostración (2022), establecer la base de datos AIS, la Gamma Sim y la conexión a plataforma U-Space (ANSP).
El siguiente ponente fue el señor Vilaplana, quien habló de la parte más técnica de la UAM, categorizando a los drones en:
A pesar de los grandes avances que se han realizado, todavía quedan muchas barreras que superar, como la distribución de potencia y la autonomía de las baterías, la certificación, la fabricación a escala, la aceptación del modelo de negocio, la aceptación social y el desarrollo de infraestructuras óptimas en los puntos cruciales. El futro de la UAM estará marcado principalmente por la antítesis de las operaciones pilotadas frente a las auto pilotadas, la detección y evasión de obstáculos, la integración de esta nueva forma de movilidad en la vida cotidiana y la adaptación del ecosistema tanto a nivel de infraestructura con la creación de vertipuertos, como la integración de diseño, análisis del espacio aéreo con los drones.
Continuó el señor García hablando en representación de Tecnalia, quien estableció que el desarrollo del primer Aero-taxi del mundo ya es una realidad funcional, sin embargo, es necesario la implantación de las infraestructuras para las plataformas de la UAM. Desde el 2018 se han posicionado en el desarrollo de nuevas aeronaves, facilitado por las nuevas tecnologías y el desarrollo de la electrónica. Tecnalia participa en demostraciones a gran escala, para evaluar la implementación en el espacio aéreo urbano del prototipo de Aero-taxi y su impacto, tanto a nivel ecológico como social, con la solución 15minutos o 15km, lo que abarca al 85% de las grandes ciudades mundiales.
La necesidad de infraestructura se puede agrupar en 3 modelos: Centros de mando y control, donde se incluyen los servicios de mantenimiento y reparación de aeronave. Infraestructura para cliente, conexiones, apps, interfaces, reservas inteligentes y terminales y las infraestructuras físicas (vertipuertos, vertiespacios, aéreas de aterrizaje/despegue, zonas de reposición de baterías/fuel, etc).
Prosiguió el señor Barreiro de Ferrovial, analizando la infraestructura terrestre y vertipuertos, los cuales son complementarios y generan sinergias con los aeropuertos y no sus rivales. Se establece que hay dos modelos de desplazamiento Intracity (para los vuelos dentro de una ciudad y rutas cortas de desplazamiento) e Intercity (rutas para desplazamientos largos de una ciudad a otra frente al transporte convencional), aunque ambos están estrechamente relacionados, desde ferrovial apuestan por el modelo Intercity a medio y corto plazo. Se deberá imponer un diseño flexible y escalable que permita absorber variaciones de demanda, el precio del billete, la elasticidad de la demanda, la disponibilidad del servicio, los tiempos de acceso, la aceptación social, la sensación de seguridad, el impacto ambiental y las restricciones regulatorias serán algunos de los factores clave, sin embargo, la facilidad de transporte, y el factor tiempo son las grandes bazas para este nuevo modelo de desplazamiento.
Los fundamentos básicos del diseño de vertipuertos deben seguir un proceso análogo al de los aeropuertos y helipuertos, pero con ciertas particularidades asociadas a las características y prestaciones de los VTOL. Deben tener un diseño agnóstico que permita minimizar los tiempos de proceso, deben optimizar el área de movimiento mediante flujos sencillos y espacios diáfanos, deben tener un control de acceso y diferentes puntos de re/carga de baterías con una infraestructura verde Zero Carbon Emissions. Todo ello integrándolo en el tejido urbano buscando siempre el equilibrio entre los tiempos de acceso con el impacto en el entorno. El modelo Intercity estará íntegramente ligado con las conexiones de nodos intermodales, con la sostenibilidad del transporte, realizará tareas de complementariedad con el transporte público y se integrarán con las nuevas estaciones intermodales (como las que existen actualmente entre tren, autobús, aeropuerto y metro).
Concluyó la jornada el señor Gómez, sobre el punto de vista universitario y de investigación este “Nuevo Horizonte para la Ingeniería”. Este nuevo modo de aviación será muy transversal, ya que afecta e influye directamente en el diseño del vehículo, con nuevas condiciones y especificaciones, deberán hacer frente a los siguientes retos: Escalabilidad del comportamiento aerodinámico, cómo adaptar la estructura a las condiciones y requisitos de la misión, adaptarlo a condiciones específicas de cargas de pago y aplicaciones, realizar experimentales de elementos e integración y deberá tener una revisión continua de procesos de certificación.
En cuanto a los nuevos sistemas de propulsión adaptados a las nuevas tecnologías, combustibles y sistemas ambientales, deberán ser eficientes y sostenibles, por lo que deberán superar una serie de retos como: La necesidad de nuevos diseños del sistema de propulsión adaptados al vehículo y la misión y que tengan un desarrollo sostenible, ajustar los costes dependiendo del tipo de vehículo y misión, deberá garantizar la autonomía propia de la aplicación.
Los sistemas electrónicos incorporados y adaptados a las nuevas necesidades, deben ser capaces de dotar de capacidades propias al vehículo para el cumplimiento de la misión específica. Para ello debemos superar los retos que son: sistemas electrónicos de control de condiciones del vehículo, que puedan ser escalables y adaptables a la tipología variada, adaptar los sistemas y tecnologías al objetivo de la misión, y que sean capaces de operar en distintas situaciones y escenarios.
En cuanto a adaptar las infraestructuras y elaborar las nuevas, necesitaremos integrar en el mismo escenario las necesidades urbanas, industriales e intermodales, aplicando las nuevas técnicas de construcción, pero garantizando la sostenibilidad y reduciendo el impacto en el entorno, certificando y supervisando el diseño, la construcción y la operación.
En base a la navegación y operación en misiones específicas y los servicios integrados para dichas operaciones, para que sean compatibles entre los escenarios y el usuario, debemos definir condiciones, procedimientos y sistemas para la operación segura y eficiente de una misión, así como identificar, diseñar e implantar los servicios para la operación integrada y compatible con el resto de usuarios del espacio aéreo.
