Full text
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 1 Resumen En primer lugar, se ha recabado información referente a todo lo relacionado con las paradas cardiorrespiratorias: por qué suceden, en qué frecuencia, cómo hay que actuar ante una situación como esta, etc. para conocer datos claves para el proyecto como el tiempo máximo para realizar la primera descarga. Después, se ha analizado la situación actual: dónde están situadas las bases del servicio de emergencias médicas y a qué zonas de la ciudad de Barcelona llegan en menos de un tiempo máximo. Una vez detectado el problema se hace una propuesta para mejorar el escenario con plataformas de drones equipados con desfibriladores repartidas por la ciudad para así rebajar el tiempo de llegada hasta el lugar del incidente y poder aplicar la primera descarga con un margen de tiempo menor. Así, se ha buscado prototipos tanto de drones como de desfibriladores que mejor pueden desempeñar la función descrita y se han comparado entre ellos hasta escoger el más adecuado considerando una serie de criterios. Con los datos encontrados, se ha planteado la optimización de la distribución de la localización de estas plataformas de manera que con el mínimo número de ellas se pueda cubrir toda la ciudad de Barcelona. Finalmente, se ha hecho un estudio económico y un estudio del impacto ambiental del proyecto.
Pág. 2 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 3 Índice RESUMEN ___________________________________________________ 1 ÍNDICE ______________________________________________________ 3 1. GLOSARIO _______________________________________________ 5 2. PREFACIO _______________________________________________ 7 3. INTRODUCCIÓN __________________________________________ 8 3.1. Objetivos del proyecto .................................................................................... 8 3.2. Alcance del proyecto ...................................................................................... 9 4. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ____________________________ 11 4.1. Paradas cardiorrespiratorias ........................................................................ 11 4.2. Factores de riesgo ....................................................................................... 12 4.3. Desfibrilador externo automático ................................................................. 14 4.4. Importancia del tiempo de reacción ............................................................. 17 5. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL _______________________ 19 5.1. Procedimiento .............................................................................................. 19 5.2. Recursos ...................................................................................................... 20 5.3. Intervenciones .............................................................................................. 21 5.4. Bases del SEM ............................................................................................. 22 5.5. Cobertura actual ........................................................................................... 23 5.5.1. Planteamiento ................................................................................................. 24 5.5.2. Ejemplo ........................................................................................................... 24 5.5.3. Resultado ........................................................................................................ 27 5.5.4. Conclusiones .................................................................................................. 30 6. SOLUCIÓN PROPUESTA __________________________________ 31 6.1. Introducción al dron ...................................................................................... 31 6.2. Normativa ..................................................................................................... 32 6.3. Tipos de dron de uso civil ............................................................................ 33 6.3.1. Según alas ...................................................................................................... 33 6.3.2. Según control .................................................................................................. 34 6.3.3. Según fuente de energía ................................................................................ 34 6.4. Características técnicas ............................................................................... 34 6.4.1. Desfibrilador .................................................................................................... 35
Pág. 4 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 6.4.2. Dron .................................................................................................................40 6.4.3. Restricciones ...................................................................................................44 7. PLANTEAMIENTO PROBLEMA _____________________________ 45 7.1. Objetivo ........................................................................................................ 45 7.2. Herramientas ............................................................................................... 45 7.3. Tipo de problema ......................................................................................... 45 7.4. Enfoque ....................................................................................................... 46 7.5. Preparación ................................................................................................. 48 8. RESOLUCIÓN PROBLEMA _________________________________ 49 8.1. Definición ..................................................................................................... 49 8.2. Planteamiento .............................................................................................. 49 8.3. Resultados ................................................................................................... 51 9. VIABILIDAD DEL PROYECTO _______________________________ 54 10. ESTUDIO ECONÓMICO ____________________________________ 56 10.1. Costes de lanzamiento ................................................................................ 56 10.2. Costes de mantenimiento ............................................................................ 57 11. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL ______________________________ 59 CONCLUSIONES _____________________________________________ 60 BIBLIOGRAFÍA _______________________________________________ 61 Referencias bibliográficas ..................................................................................... 61 Bibliografía complementaria ................................................................................. 62 ANEXO A: MALLADO _________________________________________ 63 ANEXO B: MATRIZ TIEMPOS ___________________________________ 64 ANEXO C: BASES ACTUALES __________________________________ 65 ANEXO D: PROGRAMACIÓN CPLEX¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. ANEXO E: MAPA DE LA SOLUCIÓN _____________________________ 69
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 5 1. Glosario AESA: Agencia estatal de Seguridad Aerea AUW: All up weight BOE: Boletón oficial del Estado BVLOS: Beyond visual lane of sight CAP: Centro de Atencion Primaria DEA: Desfibrilador externo automático DESA: Desfibrilador externo semiautomático ERC: European Resuscitation Council HVI: Hipertrofia ventricular izquierda MTOM: Maximum take off mass PCR: Parada cardiorrespiratoria RPAS: Remotely Piloted Aircraft System SCP: Set covering problem SEM: Servicio de emergencias médicas SVA: Soporte vital avanzado SVB: Soporte vital básico UAV: Unmanned Areal Vehicle
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 7 2. Prefacio Este proyecto viene motivado porqué ataca un problema que puede, literalmente, ser de vida o muerte. Cuando el objetivo de un estudio como este es proponer alguna idea que permita ayudar a salvar alguna vida humana, no hace falta más motivación para dedicarle tiempo a éste. En muchas ocasiones habremos oído por las noticias muertes por paradas cardiorrespiratorias como la de la Imagen 2.1. A partir de aquí, se sugieren varias preguntas como: ¿hay algún avance tecnológico desarrollado para otras funciones que se pudiera aplicar para situaciones como esta? o ¿se pueden aplicar conceptos logísticos y de optimización para proponer un sistema sostenible y efectivo? La respuesta a las dos anteriores respuestas es sí y en este proyecto se ha propuesto y desarrollado una idea que, a partir de conocimientos de ingeniería, se puede utilizar para mejorar el escenario actual. Fig. 2.1. Notícia referente una muerte por parada cardiorrespiratoria. Fuente: El Periódico
Pág. 8 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 3. Introducción Las paradas cardiorrespiratorias extrahospitalarias son una de las principales causas de muerte de España y en toda Europa. De hecho, según un informe del ministerio de sanidad, en 2007, estimaba que cada año se producen en España más de 24.500 [1], lo que equivale a una media de una parada cardiaca cada 20 minutos, ocasionando 4 veces más muertes que los accidentes de tráfico. En Europa se calcula que el paro cardiorrespiratorio afecta a 700.000 personas [1]. Se sabe que un alto porcentaje de esas muertes son causadas por fibrilación ventricular la cual sólo puede revertirse mediante el uso de un desfibrilador lo más inmediato posible ya que el tiempo de aplicación de éste es fundamental para salvar la vida del paciente. No obstante, el tráfico de Barcelona es tan denso en la mayoría de momentos del día que las ambulancias suelen no llegar a tiempo para asistir al enfermo. A pesar de que se han hecho muchos esfuerzos en dotar de desfibriladores externos automáticos en centros comerciales, aeropuertos o zonas deportivas, no ofrecen suficiente cobertura inmediata para el grueso de la población . 3.1. Objetivos del proyecto El objetivo de este proyecto es realizar un análisis de cómo se está afrontando ahora mismo este problema en la ciudad de Barcelona: con qué recursos, criterios y procesos. Después, proponer un diseño de una red de emplazamientos de drones-desfibriladores teniendo en cuenta las especificaciones técnicas del aparato y las restricciones de su uso de manera que ofrezca una cobertura de asistencia en un tiempo máximo. Una vez consolidado el diseño, comprobar la viabilidad del proyecto para la aplicación real teniendo en cuenta las normativas e impedimentos que envuelven actualmente mismo a los drones.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 9 3.2. Alcance del proyecto La propuesta que se pretende conseguir de este proyecto es un planteamiento teórico ya que, de momento, debido a las leyes del uso del espacio aéreo de este país, no se puede sobrevolar espacios urbanos con este tipo de vehículos. También hay que tener en cuenta que, en Cataluña, sólo las personas con entrenamiento pueden hacer uso del desfibrilador, aunque se está avaluando para hacerlo extensible a toda la población en muy poco tiempo. Aun así, el estudio puede quedar latente para, si esa ley es revisada y se permite el uso de los drones para fines sociales como éste, poder aplicarse.
Pág. 16 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores La única diferencia entre el DESA y el DEA es que en el DEA no hace falta pulsar el botón para aplicarle la descarga, sino que te avisa y lo hace automáticamente. Como la diferencia es tan mínima, se acostumbra a referirse a los DESA como DEA indistintamente. Según el ERC (European Resuscitation Council), los desfibriladores deben: - Ser fiables, específicos y fáciles de usar. - Pesar poco y ser portátiles. - Bajo coste de mantenimiento - Dar órdenes por pantalla y orales, para que el SEM pueda facilitar control médico directo. - Disponer de un sistema de análisis de ECG estandarizado. En la comunidad de Cataluña, se ha regularizado el uso, la formación, los destinatarios y el registro de los DEAS con un decreto oficial para cerciorarse de que el uso de los DEAs sea correcto y efectivo (Decret 151/2012). Fig. 4.3.2. Posición parches en desfibrilación [5]
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 17 4.4. Importancia del tiempo de reacción Tal como se ha hecho mención en la introducción de este proyecto, el tiempo entre que el paciente entra en parada cardiorrespiratoria y el uso del desfibrilador es, literalmente, vital. Según el informe “Desfibrilación semiautomática en España” publicado por el ministerio de Salud de España, la efectividad de la temprana desfibrilación en la recuperación de una parada cardíaca es del 90% si ésta se aplica dentro del primer minuto. Esta supervivencia disminuye rápidamente por cada minuto que se tarde en desfibrilar, entre un 7 y un 10%, de forma que después de 10 minutos, las posibilidades de sobrevivir son mínimas. (Figura 4.4.1). Existe unanimidad en la literatura y en las Sociedades Científicas en relación con la estrategia que debe aplicarse para responder a la parada cardiaca. Esta estrategia descansa en los 4 eslabones, interrelacionados entre sí, de la «cadena de supervivencia»: la alerta inmediata ante una posible parada, el inicio precoz de la resucitación cardiopulmonar (RCP) básica por testigos, la desfibrilación temprana y por último el soporte vital avanzado en escasos minutos. En esta secuencia la desfibrilación precoz es la «llave para la supervivencia». Por eso, se impulsó un programa por parte del Ministerio de Sanidad con el objetivo de contribuir a acortar los tiempos de respuesta y lograr que entre la llamada al 112 a la desfibrilación pasen menos de 5 minutos. Estas estrategias se concretan en tres escenarios de actuación: 1) La desfibrilación temprana por servicios de emergencia «no sanitarios»: Dando formación de RCP a policías, bomberos e incluso impartir cursos a la población. Fig. 4.4.1 Porcentaje supervivencia por minutos hasta la primera descarga [6]
Pág. 18 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 2) La desfibrilación en espacios público: Instalando DEAs en vuelos comerciales, aeropuertos, estaciones de tren o de metro, casinos, centros comerciales, estadios deportivos, etc 3) La desfibrilación en el hogar: Dotación de DEAs para aquellos pacientes con un alto riesgo de sufrir una parada por condiciones genéticas. Por tanto, estos 5 minutos es el tiempo de referencia que se tendrá en cuenta a la hora de diseñar una red que cubra toda la ciudad de Barcelona.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 19 5. Análisis de la situación actual En este apartado se analizarán los procedimientos y recursos que actualmente están destinados a afrontar un caso de parada cardiorrespiratoria fuera del hospital. Los responsables de gestionar este tipo de incidencias en Barcelona son el SEM (Servei d’emergències mèdiques). Este análisis servirá para comprobar si están bien dimensionados con lo que ayudará a entender la necesidad real en el entorno de la ciudad de Barcelona. 5.1. Procedimiento En primer lugar, se pretende definir el proceso y los tiempos desde que se produce el incidente hasta que se puede desfibrilar al paciente. Existen dos vías de entrada para una alerta de emergencia: las transferidas por el 112 o las recibidas directamente al 061 por el entorno del paciente. En el primer caso, el operador del 112 recoge una primera información y después pasa la llamada al 061, que es la entidad que a partir de ahí gestiona el incidente. Independientemente de la vía de entrada, el proceso para decidir la respuesta es la misma: los operadores del 061 tienen establecidas unas preguntas para valorar la situación y a partir de esas identifican el grado de urgencia y si se necesita enviar un recurso en el lugar del incidente. Si es una emergencia, le atiende un médico regulador que determina si se puede resolver vía telefónica. Si no, debe monitorizar y controlar la movilización de los recursos desplazados. En el caso de que se identifique que es realmente una parada, se le da prioridad 0, es decir, la máxima, que incluye la movilización de recurso y el seguimiento de un médico regulador. Este proceso, si se trata de una emergencia, según fuentes del SEM, se tarda unos 30 segundos en movilizar al recurso correspondiente. A continuación, se detalla el flujo de manera gráfica. (Fig 5.1.1)
Pág. 20 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Recogida de datos: ¿Qué ocurre? ¿Dónde? ¿Teléfono? ¿Es una emergencia? NO SÍ Médico regulador ¿Se necesitan recursos? NO RESOLUCIÓN MONITORIZAR Y CONTROLAR LA EMERGENCIA 061 Operador SÍ 5.2. Recursos En este punto se describen los recursos de los que dispone el SEM en la Ciudad de Barcelona. Todos están equipados con un desfibrilador. - Unidades de soporte médico avanzado (SVAt): Ambulancias dotadas de un equipo asistencial cualificado formado por un médico, un enfermero y un técnico de transporte sanitário. - Helicóptero medicalizado (SVAa): Helicóptero con el equipamiento de las unidades de SVA y una dotación asistencial formada por un médico, un enfermero y un piloto. No se considerará para el proyecto ya que este recurso está destinado para las zonas rurales, en tanto en cuanto en las zonas urbanas no puede aterrizar un helicóptero. - Soporte Vital Básico (SVB): Ambulancias dotadas de un equipo asistencial formado por dos técnicos de transporte sanitarios. Figura 5.1.1 Procedimiento actuación ante una llamada de emergència. Fuente propia
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 21 - Vehículos de intervención rápida (AP): dotados de un equipo asistencial formado por un médico y un técnico de transporte sanitario. Pueden dar asistencia, pero no pueden realizar transporte. En el caso de que sea una parada, como es prioridad 0, el recurso a enviar es la unidad de soporte vital avanzado (SVAt o SVAa) y, además, movilizar también el recurso que esté más cercano para aplicar cuanto antes la desfibrilación. 5.3. Intervenciones Según datos oficiales proporcionados por el SEM desde el año 2013 al 2016, se reciben aproximadamente 1800 llamadas al año, lo que representan unas 210 llamadas al día y una media de 3,5 llamadas por minuto. De esas llamadas, sólo el 43% aproximadamente requieren de alguno de los recursos arriba comentados. Eso implica tener que mover 1,5 recursos cada minuto. Año Total Recursos Llamadas/minuto Recursos / min % con recursos 2013 1.776.664 716.091 3,38 1,362 40,31% 2014 1.791.160 765.411 3,41 1,456 42,73% 2015 1.869.821 830.062 3,56 1,579 44,39% 2016 (Enero - Junio) 967.404 433.552 3,68 1,650 44,82% Como se ve en la siguiente tabla, el recurso más utilizado por el SEM es el Soporte Vital Básico que se usó en el 80% de incidentes que requerían de algún recurso en la primera mitad del 2016. Sólo en el 19% de los casos se movilizó una dotación de SVA. Grupo Recurso Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Total SVA A 186 189 238 230 262 262 1.367 SVA T 14.135 14.889 15.798 14.636 15.056 14.651 89.165 SVB 62.682 60.737 65.157 59.255 62.326 61.451 371.608 AP 271 285 299 226 224 218 1.523 Tabla 5.3.1 Llamadas al SEM en Cataluña. [7] Tabla 5.3.2 Recursos movilizados en 2016 [7]
Pág. 22 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores En concreto a la ciudad de Barcelona, este primer semestre de 2016 se han detectado 58.767 emergencias de prioridad 0, es decir, las más urgentes. El equipo del SEM clasifica los tiempos de respuesta de este tipo de emergencias entre menos de diez minutos, entre diez y veinte minutos y más de veinte minutos y a la siguiente tabla se muestran los resultados de los primeros seis meses de 2016. ÁREA MENOS 10 MÍN % MENOS 10 MÍN ENTRE 10 I 20 MÍN % ENTRE 10 I 20 MÍN MÁS 20 MÍN % MÁS 20 MÍN TOTAL Barcelona Ciutat 20.770 35,3% 28.427 48,4% 9.570 16,3% 58.767 De esos resultados se puede extraer la conclusión de que en Barcelona Ciudad el SEM no está dimensionado para atender una parada cardiorrespiratoria en menos de 5 minutos. 5.4. Bases del SEM En la ciudad de Barcelona, las bases de las que dispone el SEM donde estacionan las dotaciones son 7. 1Hospital Sant Joan de Déu: 1 unidad de SVA 2Hospital Vall d’Hebrón / Sant Rafael: 2 unidades de SVA 3Hospital de Sant Pau: 3 unidades de SVA 4CAP Numància: 2 unidades de SVA 5CAP Guineueta: 1 unidad de SVA 6CAP Vila Olímplica: 2 unidades de SVA 7CAP Manso: 3 unidades de SVA A continuación, se pueden ver estas bases representadas al mapa de Barcelona que utilizaremos también para posteriores apartados. Tabla 5.3.3 Tiempos de resupesta ante una p0 en 1er semestre 2016 [7]
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 23 5.5. Cobertura actual Como hemos mencionado en el apartado 4.5, el tiempo que tomamos como referencia para determinar una zona como cubierta es de 5 minutos. Como explicado en el flujo del apartado 5.1, el cuestionario realizado por los operadores del SEM para determinar si es una parada y movilizar el recurso es de unos 30 segundos. Además, se va a considerar que el tiempo des de que el técnico sanitario sale del vehículo y le aplica la primera descarga es también de 30 segundos. Por tanto, el tiempo de transporte debe ser inferior a 4 minutos, es decir, 240 segundos. Imagen 5.4.1 Mapa de Barcelona con las bases del SEM. Fuente Propia
Pág. 24 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Para analizar las zonas que actualmente están cubiertas por los recursos del SEM en las bases anteriormente mencionadas se ha seguido el siguiente procedimiento que reduce la complejidad del análisis. 5.5.1. Planteamiento 1Se ha dividido el casco urbano de la ciudad de Barcelona creando una malla de cuadrados de 250m de costado (lo equivalente aproximadamente a 2x2 manzanas del Eixample) – Anexo A. 2Se considerarán los centros de esos cuadrados para determinar el tiempo entre éstos y la base del SEM y el resultado se extrapolará a toda el área del cuadrado. 3Partiendo de cada base, se calcula el tiempo hasta el centro de los cuadrados colindantes mediante: vdt CijBk ij CBk / ,, (Ec 5.5.1.3) Siendo, CijBk d, la distancia recorrida entre la base K i el centro del cuadrado de la fila i y columna j según la ruta calculada por Google Maps. v la velocidad media de una ambulancia que, según un estudio a la ciudad de Houston, era de 22,5 millas/h en zonas urbanas [8]. Así que se considerará que es de 36Km/h (10m/s). 4Si el ij CBk t, < 240 segundos en alguno de los 8 cuadrados colindantes, se analizarán los tiempos de los 15 cuadrados tangentes a estos 8. 5Se repetirá el paso 3 y 4 hasta que el ij CBk t, > 240 segundos en todos los cuadrados exteriores. 5.5.2. Ejemplo A continuación, se presenta el procedimiento descrito aplicado a la Base 6 (CAP de la Villa Olímpica) situado en la calle Joan Miró, 17. La Base 6 coincide con el cuadrado situado en la fila 29 y columna 40 de la malla creada. Por tanto, se miden los tiempos des de la base 6 hasta los centros de los cuadrados que tocan a cuadrado de la base.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 25 Primero, consultamos la distancia de la ruta más rápida según Google Maps. La siguiente imagen muestra un ejemplo de la )39,29(,6 CB d . Seguimos el mismo proceso para recopilar todas las distancias desde la base a los centros de los otros cuadrados de esta primera capa. A continuación, mediante la ecuación 5.5.1.3 rellenamos la siguiente tabla con los tiempos del primer cuadrado exterior. Como no hay ningún tiempo que esté por encima de los 240 segundos, se procede a calcular los tiempos del segundo cuadrado exterior siguiendo el mismo método. )39,28( ,6 CB t = 110s )40,28( ,6 CB t = 100s )41,28( ,6 CB t = 130s )39,29( ,6 CB t = 140s BASE 6 )41,29( ,6 CB t = 90s )39,30( ,6 CB t = 40s )40,30( ,6 CB t = 20s )41,30( ,6 CB t = 80s Tabla 5.5.2.1 Tiempos del primer cuadrado exterior de la Base 6 Imagen 5.5.2 Cálculo distáncia de la Base 6 al centro (29,39) [9]
Pág. 32 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores - Vigilancia: Entre otras cosas, permite monitorizar el estado del tránsito de una ciudad e incluso detectar si se infringe alguna norma de manera automática y sin dedicar más recursos que el dron mismo. También pueden vigilar fronteras o sustituir a cámaras de vigilancia. - Topografía: Se usan para hacer un estudio topográfico y ayudan a levantar un mapa. - Entrega de objetos: Empresas del sector del transporte y mensajería están desarrollando muchos modelos para todo tipo de mercancía que deseen transportar de un lugar a otro. - Mantenimiento: Puede ayudar a realizar tareas de mantenimiento en líneas eléctricas o centrales energéticas. - Otros: Realización de inventarios, control de una construcción, trazados de mapas 3D, recogida de información sobre la polución, repetidores de televisión o radio portátil, etc son también aplicaciones civiles en las que un dron puede aportar. Por tanto, visto lo anterior, no parece descabellado que una ciudad como Barcelona, promueva el uso de estos aparatos para afrontar un caso de salud tan grave como el que se estudia en este proyecto. 6.2. Normativa El uso de drones aéreos está creciendo exponencialmente en los últimos tiempos. Debido a ello, el Estado tuvo que adaptar la normativa existente a esta nueva realidad. Aunque este nuevo marco normativo es temporal, es actualmente bajo el que estamos amparados. El organismo encargado de legislar respecto a al uso de los drones de hasta 150 kg es la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA). Para drones por encima de este límite, se ha establecido una norma a nivel europeo, y el organismo encargado de regular estas aeronaves es EASA (European Aviation Safety Agency). [web AESA] Tal como se publicó en el BOE del 17 octubre de 2014, la normativa sobre las medidas para las condiciones de uso de los drones fue aprobada en la Ley 48/1960. Esta regulación respondió temporalmente a la necesidad de establecer un marco jurídico que contemple los escenarios en los que se podrán realizar vuelos con drones. En primer lugar, hay que destacar que esta norma sólo se aplica para aeronaves con fines que no sean recreativos o deportivos ya que esos quedan exentos de lo establecido en
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 33 esta ley (artículo 150 de la Ley 48/1960). Tampoco aplica si el vuelo es en un recinto cerrado y se tiene el permiso del propietario del recinto. Para las demás funciones, el operador debe darse de alta como operador de vuelo de drones en AESA e identificarlo con una placa donde aparezca el número de serie del fabricante, el nombre de dicho operador y sus datos de contacto. Además, el piloto debe tener licencia para pilotar el tipo de aeronave que use. Por tanto, cada operación que se pretenda hacer con el dron, esta debe ser revisada y aceptada por dicho organismo. El operador en cuestión debe presentar, sobre todo si es en zonas urbanas, un plan de seguridad para hacer volar dichas aeronaves que analice los riesgos para las personas. Entre las actividades que ya se han aprobado están: tratamientos aéreos, fitosanitarios permitiendo esparcir sustancias; observación, filmación y extinción de incendios; señales de TV y radio; operaciones de emergencia, búsqueda y salvamento y otro tipo de trabajos no incluidos. No obstante, hay que destacar que en ningún caso se puede sobrevolar por encima de los 120 metros de altura. Otra restricción a tener en cuenta para este proyecto es la prohibición de volar a menos de 15 km de un aeropuerto, con lo que, de momento, a la espera de la nueva regulación, sería inviable volar en Barcelona. Como dicho, esta normativa es temporal y se espera que se revise en un plazo corto de tiempo para amparar el uso con fines sociales como el que se describe en este proyecto, e incluso, a medio plazo, permitir el uso comercial de los drones. 6.3. Tipos de dron de uso civil 6.3.1. Según alas - De alas fijas: Poseen alas estáticas y son similares a un avión en su diseño y su forma de vuelo. Se usan normalmente para las aplicaciones arriba comentadas de agricultura, vigilancia o topografía. - Multirotor: Tienen diversas hélices que giran en diferentes sentidos. Se suelen utilizar más para entrega de objetos, fotografías y para emergencias. La gran diferencia entre ambos es que el segundo puede mantenerse en un mismo sitio sin variar de posición mientras que el de alas fijas, no. Las diferencias, a grandes rasgos, serían las equivalentes a las de un avión y un helicóptero.
Pág. 34 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 6.3.2. Según control - Autónomos: No precisan de control remoto. Se guía por sus propios sistemas y sensores. De momento, son los menos usados, porqué aún no se ha desarrollado ningún prototipo capaz de ser rápido y que pueda sortear obstáculos. - Monitorizado: Sigue un plan de vuelo predeterminado antes de despegar. Estos sí que son utilizados, sobretodo en topografía, agricultura y entrega de objetos. - Pilotado: El dron es controlado remotamente por un piloto mediante un dispositivo de control. Son usados para servicios de emergencia y vigilancia, sobre todo, pero también en la entrega de objetos. 6.3.3. Según fuente de energía - Combustibles fósiles: Funciona a partir de la combustión combustibles fósiles como gasolina o gasoil. - Energía eléctrica: Se alimenta a partir de unas baterías que le aportan la energía para volar. Por tanto, para la aplicación que se propone en éste proyecto, el tipo de dron que más encajaría sería uno multirotor alimentado a partir de baterías y controlado por un piloto de manera que sería mucho más flexible y rápido en cuanto a su plan de vuelo y su punto de entrega y no requeriría de un mantenimiento muy continuado. 6.4. Características técnicas Se ha pedido a la empresa Ebredrone, que ofrece servicios de soluciones para reducir costes, aumentar seguridad y calidad a procesos ligados a agricultura, topografía, inspecciones industriales o de búsqueda con la utilización de drones, que proporcione dos tipos de drones que podrían encajar a la aplicación que se le quiere dar a dicho aparato en este proyecto. No obstante, en primer lugar, se tenía que elegir el tipo de desfibrilador a transportar de los muchos que ofrece el mercado y según sus dimensiones y pesos. Para eso, se han considerado los 5 tipos de DEAs que ofrece la empresa Espais Cardioprotegits Catalunya,
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 35 encargada de dotar de desfibriladores a muchos centros de uso público como centros comerciales, aeropuertos, centros deportivos, colegios, etc. 6.4.1. Desfibrilador Como dicho, se ha comparado entre 5 prototipos que ofrece la empresa Espais Cardioprotegits Catalunya buscando sobretodo equipos ligeros, de dimensiones pequeñas y fáciles de utilizar. A continuación, se describe brevemente los cinco prototipos y seguidamente se detallan las características técnicas más influyentes para la aplicación que se quiere dar. Schiller Fred Easy Life: Ofrece instrucciones tanto sonoras como de texto para que cualquier persona sin conocimientos pueda hacer uso de ello en una situación de emergencia. Incorpora una pantalla para la lectura de datos del electrocardiograma, especialmente indicados para los profesionales sanitarios tengan un historial claro para cuando lleguen a lugar de los hechos. Tiene un eficiente impulso de desfibrilación del miocardio patentado (MULTIPUSE BIOWAVE) que tiene una intensidad de descarga menos agresiva que mejora la calidad del paciente. Disponibilidad de modo automático o semiautomático. Pequeño botiquín incluido. Es el elegido por varios centros y empresas como: Clinica Diagonal, Hospital Sant Pau, Hospital del Mar, Clínica Corachan, Ayuntamiento de Mataró, Hoteles Hilton... Imagen 6.4.1.1 Desfibrilador Schiller Fred Easylife [10]
Pág. 36 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Philips Heartstart HS1 Philips, líder mundial en desfibriladores semiautomáticos, ha desarrollado este modelo para ser utilizado por cualquier persona que no tenga conocimiento previo. Tiene una instalación rápida y sencilla y ofrece cartuchos de electrodos de recambio. Hace autotests diarios que garantizan una disponibilidad continua. CU Medical mediana A-10 Diseñado en forma de una maleta para que resulte fácil transportarlo (si se va a pie). El equipo guía en mensaje de voz y texto en la pantalla que dispone. También se auto comprueba diariamente para que esté en condiciones el día de la emergencia. Imagen 6.4.1.2 Desfibrilador Philips Heartstart HS1 [10]
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 37 Schiller Fred Easyport Es un desfibrilador “de bolsillo”. De hecho, es tan pequeño y ligero que cabe en un bolsillo de un abrigo y aun así dispone de todos los requisitos para una desfibrilación efectiva y automática. También dispone de una pantalla de alta resolución, aunque de pequeñas dimensiones. Imagen 6.4.1.3 Desfibrilador CU Medical mediana A-10 [10] Imagen 6.4.1.4 Desfibrilador Schiller Fred Easyport [10]
Pág. 38 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Cardiac Science G3 Es un desfibrilador totalmente automático con lo que no tiene ni un botón y es muy sencillo de usar. Por tanto, puede ser usado por cualquier persona sin ningún conocimiento de desfibrilación. También se comprueba cada día para asegurar estar disponible el día de la emergencia. Tabla comparativa A continuación, se presenta una tabla comparativa que entre los cinco prototipos considerando los criterios más importantes des del punto de vista de transporte mediante un dron que son: Peso, dimensiones, temperatura, presión o altura que puede soportar, duración de la batería y el precio. Imagen 6.4.1.5 Desfibrilador Cardiac Science G3 [10]
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 39 Analizando las diferentes características técnicas de cada desfibrilador que ofrece la empresa estudiada, vemos que el CU Medical A-10 y el Cardiac Science son más robustos, más pesados y más grandes, pero ofrecen más prestaciones como las de un mejor funcionamiento y tolerancia a transportarlo a más altura o en el caso del CU Medical A-10, un mayor rango de temperaturas que puede soportar. Para ambos criterios tenemos que analizar las características de la ciudad de Barcelona, que está a nivel del mar y su altitud máxima son 513m en el Tibidabo, por tanto, el criterio de la altura lo cumplen sobradamente todos los prototipos. En cuanto a la temperatura, si el desfibrilador en si no está expuesto al sol en verano ni al frío en invierno también lo cumplirían todos. Por tanto, podemos descartar estos dos prototipos por su peso y dimensiones ya que, a igualdad de prestaciones, se busca una menor masa y volumen para que sea más fácil tranportarlo. Entre los tres restantes, destaca el Schiller EasyPort por su ligereza, pero, en cambio, su batería ofrece pocas descargas, con lo que el mantenimiento sería más costoso al tener 4 veces menos de capacidad que los otros dos restantes con lo que descartaríamos esa opción. Entre el Schiller EasyLife y el Philips Heartstart, a pesar de que sus prestaciones son casi idénticas, el rango de temperaturas que ofrece el primero es mayor y además el precio según esta empresa es más barato. Con lo cual, se trabajará con las características de éste para futuros cálculos en el proyecto. Modelo Peso (kg) Dimensiones (mm) Temperatura (ºC) Altura (m) Duración Bateria (cantidad descargas) Precio (€) Schiller Easylife 1,5 230x220x70 -20 a 50 2500 180 1600 Philips Heartstart 1,5 210x190x70 10 a 43 2591 200 1800 CU Medical A-10 2,9 314x259x109 -30 a 65 4575 200 1500 Schiller Easyport 0,5 133x128x35 0 a 40 2200 45 2500 Cardiac Science 3,1 310x270x80 0 a 50 4575 290 2000 Tabla 6.4.1.7 Tabla comparativa desfibriladores
Pág. 40 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 6.4.2. Dron Como dicho, en cuanto a la información técnica sobre drones se ha pedido Ebredrone, una empresa dada de alta como operadora de drones para fines comerciales y autorizada para operar en condiciones BVLOS (Beyond Visual line of sight), que significa que puede pilotar un dron a más de 500 de distancia entre el piloto y el aparato. En primer lugar, como hemos concluido anteriormente con la selección de el desfibrilador, habrá que considerar que el peso total será el del proprio dron, estructura + baterías + otros sistemas (AUW), más el del desfibrilador. Por tanto, necesitaríamos un máximo peso de despegue (MTOM) de AUW + 1,5 kg. Como comentado anteriormente, se ha descartado los drones con alas por su difícil maniobrabilidad. En cuanto al número de motores, se ha elegido un número de 6 rotores, ya que hay que tener en cuenta que, como más motores, más pesa el aparato y por tanto más batería consume (y más baterías tendría que soportar). No obstante, hay que tener suficiente potencia para levantar esos 1,5 kg y llegar a una velocidad considerable. Teniendo en cuenta todo esto, se ha propuesto dos modelos: Matrice 600 - Dimensiones: 640 x 582 x 523 mm plegado - Peso AUW: 9,1 kg - Peso máximo de despegue: 15,1 kg - Potencia del motor: No dada - Capacidad batería: 4500 mAh / batería (incluye 6) - Velocidad máxima: 60 km/h - Velocidad máxima de despegue: 6 m/s - Tiempo de vuelo con peso nominal: 40 mins - Precio: 7000€
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 41 DJI S900 - Dimensiones: 460mm x 450 mm x 360 mm plegado - Peso AUW: 3,3 kg - Peso máximo de despegue: 6,8 kg - Potencia del motor: 200 W a 22V / motor (6 motores) - Capacidad batería: 20000 mAh / batería (dos baterías fijas + cuatro si se requiere) - Velocidad máxima: 55 km/h - Velocidad máxima de despegue: no dada. - Precio: 5000 € Tabla 6.4.2.1 Imagen Dron Matrice 600. [11] Tabla 6.4.2.2 Imagen Dron DJI S900. [11]
Pág. 48 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 7.5. Preparación En primer lugar, se define el conjunto N como todos los cuadrantes de la malla de Barcelona. Hay que destacar que no se han puesto los 61x41 puntos, sino que se han descartado aquellos que eran mar o pertenecían a otro núcleo urbano. En segundo lugar, de este conjunto N se considera el subconjunto M que representa los cuadrantes que incluyen un CAP o Hospital. También se necesitará la matriz de tiempos entre todas las posibles bases j y todos los centros de los cuadrados i. Como la malla es cuadrada y tiene 250x250m se procede a calcular las distancias entre centros como 22 )()( lvkhdij , siendo h la componente horizontal y v la componente vertical del cuadrante i y k y l las respectivas de la base j. Para evitar más cálculos, se planteará el problema con distancias en lugar de tiempos ya que están directamente relacionados con la velocidad que la consideramos como fija de 45 km/h. Por tanto, en lugar de max t , se trabajará con max D . Como el tiempo máximo se ha determinado como 250s, max D tendrá valor fijo como = 3125 m. El tiempo de despegue y el tiempo que tarda en conseguir la altura necesaria, ya sea para superar los edificios (de unos 20 metros al Eixample) como para subir las pequeñas montañas (Montjuic, 178m o Tibidabo, 512 metros) ha estado considerado a la hora de escoger la velocidad nominal, por lo que no se tendrá en cuenta.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 49 8. Resolución Problema 8.1. Definición En este apartado se definen las variables que se van a utilizar en el problema. En primer lugar, se va a definir una variable binaria j X , que tomará valor 1 si la j es elegida como base óptima y será 0 en caso contrario con lo que será un vector de 1xM. Se necesitará otra variable binaría, que la definiremos como ij Y , que será 1 cuando la posición i esté cubierta por la base j. Por tanto, será una matriz de NxM. Como datos, tendremos la matriz de distancias, ij d y la distancia máxima, max D , que están calculadas tal como se ha determinado en el apartado anterior. Formalmente, },...,1{ nN , conjunto de cuadrados de la malla. },...,1{ mM conjunto de bases. }1,0{ ij Y variable que es 1 si la posición i está cubierta por la base j, 0 si no. }1,0{ j X variable que es 1 si es elegida para tener una plataforma, 0 si no. ij d matriz de distancias entre i i j maxD distancia máxima. 8.2. Planteamiento En primer lugar, se intenta minimizar el número de bases en la que se instalarían las plataformas con drones. Se ha considerado que el coste de instalación sería la misma para todos los casos. Por tanto, nuestra función objetivo es:
Pág. 50 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores (P1) F.O: min Mj j X Sujeto a: (1) jijij XDYd max·· NiMj , (2) jjj XY Mj (3) 1 Mj ij Y Ni La restricción (1) pretende limitar que la distancia entre de un punto i a su base j asignada sea menos de Dmax. La (2) cubre el caso especial donde la · ij d =0 (es decir, para el caso donde la i=j) para evitar que se dé el caso de j X =0 e ij Y =1, lo cual no es posible. En cuanto a la (3), obliga a cada punto i estar asignado sólo y como mínimo a una j. La solución a este problema dará el número mínimo de bases que se necesitan para cubrir toda Barcelona, que se representará como Z. No obstante, la solución puede no ser la óptima ya que en algún caso puede haber más distancia de una base j a un punto de la cuadrícula i que otra base j podría cubrir con menos distancia. Por tanto, en este segundo problema, se minimizará esta distancia máxima que habría con el número de bases encontrados en el problema anterior. Esta nueva distancia máxima se definirá como U. (P2) F.O: min U Sujeto a: (1) jijij XDYd max·· NiMj , (2) jjj XY Mj (3) 1 Mj ij Y Ni (4) ijij YdU · NiMj ,
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 51 (5) ZX Mj j , siendo Z un dato que hemos encontrado en el P1 En este caso, la restricción (1), (2) y (3) son las mismas que en el (P1). La restricción (4) limita por arriba la distancia del punto i a la base j que tiene asignada que es lo que la función objetivo pretende minimizar. En cuanto a la (5) limita el número de bases a Z, que es el dato que conseguimos de la solución del problema 1. Con la U conseguida de la solución del P2, que será la mínima distancia máxima real con Z bases, se plantea un tercer problema que minimice la distancia media entre las bases j y los puntos i. Por tanto, (P3) F.O: min ij Mj ij dY · (1) jijij XUYd ·· NiMj , siendo U el dato que hemos encontrado en el P2 (2) jjj XY Mj (3) 1 Mj ij Y Ni (4) ZX Mj j , siendo Z el dato que hemos encontrado en el P1 Con la solución del problema 3, ya se puede obtener las coordenadas de las bases j que serán las elegidas para poner el emplazamiento de donde saldrán los drones. También es interesante visualizar la matriz Y de manera que se pueda saber qué base j cubre a cada cuadrícula i. 8.3. Resultados Como se ha comentado en el apartado 7.2, se ha hecho servir el solver CPLEX, por lo que se ha tenido que programar en lenguaje AMPL (Anexo D). Antes de presentar los resultados, se ha tenido que introducir una posible base ficticia en la zona franca, porqué el CAP más próximo a ella estaba a mayor distancia máxima que la
Pág. 52 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores permitida con lo que el programa no daba ninguna solución posible. Una vez incluido, los resultados han sido los siguientes: (P1) Número de bases mínimas Z: 7 (P2) Distancia máxima mínima U: 3092,33 m (P3) Bases escogidas j X =1: #Base 1: (9,55) – CAP Chafarinas #Base 2: (29,17) – CAP Doctor Carles Ribas #Base 3: (28,33) - CAP Gòtic #Base 4: (14,39) – CAP Sanllehy #Base 5: (23,49) – CAP Sant Martí #Base 6: (15,22) – Hospital Casa Maternitat #Base 7: (30,5) – Base ficticia Zona Franca En cuanto a la matriz Y, se han copiado los datos de la solución en una hoja de cálculo de manera que, si el cuadrante i con coordenadas (h,v) estaba asignado a la base 7, se le ha puesto un 7 a la coordenada (h,v). Así, se ha rellenado la hoja de cálculo, coloreando las zonas según la base que la cubría (Anexo E). Para tener una perspectiva general, se adjunta en la memoria la Figura 8.3.1
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 53 Figura 8.3.1 Perspectiva general de la solución. Fuente propia
Pág. 54 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 9. Viabilidad del proyecto Es conveniente remarcar la viabilidad de este proyecto, sobretodo en cuanto su aplicación directa, al existir varias restricciones e impedimentos que imposibilitarían de momento la aplicación inmediata. Hay que decir que este es un estudio académico, el planteamiento del cual puede servir a pesar de los avances tecnológicos (que seguro habrá). De hecho, se ha definido de manera genérica para que, si se aumentan los sitios susceptibles de tener una plataforma de drones, se encuentra un dron más rápido, se quiere disminuir el tiempo máximo de llegada, etc., pueda servir. Por tanto, si en un futuro quisiera llevarse a cabo, habría que tener en cuenta los siguientes puntos: Permisos para volar en zonas urbanas Como comentado en el apartado 6.2 de la memoria, la normativa vigente no permite sobrevolar una zona urbana sin permisos que incluirían un informe de riesgos para los humanos, permisos para el piloto y la empresa fabricante del dron, matriculación e identificación de los aparatos, etc. Esto competería a la empresa que se encargara de suministrar y gestionar los drones. Pilotos a menos de 3,5 km de radio del dron Como también se ha hecho mención durante el proyecto, los pilotos no pueden estar a más de 3,5 km en el radio de donde está el dron, por tanto, aunque se encontrara un dron más rápido, se tendría que tener en cuenta esta restricción para la resolución del problema. Formación entre la población en el uso del desfibrilador Aunque es intuitivo y muy sencillo de usar, sería conveniente que se repartiera de manera masiva cursos de formación en el uso del desfibrilador, para reducir el miedo a afrontar situaciones tan caóticas como una parada cardiorrespirtoria y aumentar la efectividad de su uso. No tendría sentido aumentar la velocidad en traer un desfibrilador si después la población no se atreve a usarlo.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 55 Permiso para sobrevolar a menos de 15 km del Aeropuerto del Prat Hay la normativa también comentada de no poder volar a menos de 15 km de un aeropuerto y casi la totalidad de la ciudad (excepto el extremo que toca a Santa Coloma) está a menos de esos 15 km. Imposibilidad de volar en lluvia o fuertes vientos Esta es quizás la restricción más importante. No poder volar los días de lluvia o fuerte viento representa que la solución propuesta es incompleta. No obstante, tal y como avanza la tecnología del dron no sería extraño encontrar pronto un prototipo capaz de volar en agua o capaz de ser estable a pesar de un fuerte viento. Almacenamiento del dron En primer lugar, al no poderse mojar el dron, se descarta que se guarde a la intemperie. Además, tanto el dron como el desfibrilador tienen baterías la duración de las cuales están dimensionadas teniendo en cuenta temperaturas suaves (de unos 10º a unos 30º, según el prototipo de batería que se escoja), que el sitio donde se almacene debería estar protegido de temperaturas extremas, tanto altas como bajas.
Pág. 56 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores 10. Estudio económico En este apartado se pretende estimar un presupuesto para la aplicación real de este proyecto. Se divide en dos puntos: el coste del lanzamiento, es decir, la inversión inicial para tenerlo todo preparado, y el coste del mantenimiento, que será los gastos asociados al paso del tiempo. Se hará el estudio presupuestario según el número de drones con desfibriladores que se ha encontrado en el apartado 8.3, que son 7. En cuanto a los costes de los drones y desfibriladores, se ha tenido en cuenta los precios de los drones y los desfibriladores de los apartados 6.4.1 y 6.4.2. Además, se tiene que sumar el coste de la plataforma de donde saldría el dron. En referencia a los pilotos, habría dos opciones: pagarle un curso oficial para pilotar drones que se ofrecen homologado por AESA [14] a trabajadores que ya están en plantilla o contratar a personal ya cualificado. La segunda opción significaría tener parado al piloto hasta que se diera una situación de parada cardíaca en ‘su zona’ (una o dos veces al mes). En cambio, la opción de pagarle el curso a los trabajadores representaría un ahorro para la empresa ya que tendría un trabajador multitarea que podría suspender las tareas diarias para pilotar el dron en caso de emergencia con lo que se estimará el presupuesto según esta segunda opción. 10.1. Costes de lanzamiento El precio de los drones y desfibriladores, el precio del cual, como comentado, será el que se ha encontrado en el apartado 6, formaría parte de la inversión fija inicial. A esto se le ha de añadir el coste de la plataforma donde se almacene el dron con el desfibrilador. Como se ha comentado en apartados anteriores, ambos aparatos deben ser guardados en temperaturas no extremas de manera que se precisará de una caja que: aísle de temperaturas, de la lluvia, de dimensiones suficientes para contener dron + desfibrilador y con control remoto para que se habrá el techo en menos de 20 segundos que tarde en encenderse el dron.
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 57 Teniendo en cuenta esto se ha elegido un cúbico de 700x700x700 mm que sería suficiente para contener tanto el dron como el desfibrilador elegidos en el punto 6.4.2 y el en 6.4.1 respectivamente. En cuanto al material, se construiría de tableros de madera-cemento viroc, por su resistencia a las temperaturas. El precio del material es de 50€ aprox por un 1 m2 de material por lo que uno de 0,49m2 sería de 25€, de manera que cinco de ellos (que ya formarían el cubículo) serían 125€. También se le ha de añadir el coste del control remoto para la apertura de la caja, que consideraremos que es como la del control remoto de la apertura de una puerta de garaje: 100€. También, el curso para tener oficialmente el título que permite sobrevolar el dron formaría parte de la inversión inicial. Se necesitarían 4 trabajadores de cada CAP o hospital (uno por turno de 8h más alguien de refuerzo para cubrir bajas o vacaciones) habilitados oficialmente para pilotar un dron. Finalmente, el coste de la realización de este proyecto teniendo en cuenta que se han dedicado unas 610 horas y el coste / hora de un ingeniero júnior es de 16€. Por tanto, Concepto Número Coste unitario (€) Total (€) Drones 7 7000 49000 Desfibriladores 7 1600 11200 Estructuras 7 125 875 Control remoto 7 100 700 Curso Aesa 28 1100 30800 Recursos humanos 610 16 9760 TOTAL 102335 € 10.2. Costes de mantenimiento En cuanto a los costes de mantenimiento, habría que considerar sobretodo dos: el sueldo de los pilotos y las inspecciones técnicas de desfibriladores y drones. Además del curso, a los trabajadores puedan desempeñar el rol de piloto, se tendría que tener en cuenta un aumento de sueldo, el cual se estimará de 5000€/año más. Tabla 10.1.1 Resumen de costes de lanzamiento del proyecto
Pág. 64 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Anexo B: Matriz tiempos - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 - - - - - - - - - - 320 330 360 380 260 330 270 290 320 - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 - - - - - - - - - - 270 310 290 360 170 250 230 220 230 210 170 200 190 - - - - - 470 - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 630 -999 999 - - 999 - - - - 340 330 310 240 280 90 90 140 130 170 210 210 190 210 120 70 90 120 -290 300 440 - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 370 410 460 999 999 999 999 999 - - - - 240 300 290 190 210 60 BASE 2 100 150 170 220 260 240 220 180 50 70 120 150 200 240 250 370 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - 140 - - 240 310 350 330 290 999 999 999 999 999 999 999 999 999 260 220 190 180 160 160 120 110 180 200 230 250 210 190 150 BASE 5 70 100 140 180 220 230 280 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - 100 410 290 200 270 310 320 270 999 999 999 999 999 999 999 999 999 240 210 190 200 190 230 150 220 230 270 240 260 210 190 130 120 140 130 160 150 180 220 320 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - BASE 1 230 220 170 200 220 290 260 999 999 999 999 999 999 999 999 999 250 230 220 220 210 310 170 260 250 250 260 230 200 200 180 190 170 140 180 170 230 250 290 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 50 80 110 170 200 230 250 999 999 999 999 999 999 999 999 999 270 250 240 230 240 250 290 290 260 280 290 290 340 220 240 210 190 210 180 200 230 250 290 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - 170 150 90 130 210 190 240 260 999 999 999 999 999 999 999 999 999 310 270 260 290 280 270 310 350 350 310 290 270 250 240 280 240 210 220 220 240 260 270 260 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - 280 290 120 140 240 260 330 360 999 999 999 999 999 999 999 999 999 290 280 280 300 310 300 320 350 270 300 310 290 270 260 250 250 260 240 240 250 300 320 320 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - 400 320 150 170 200 250 320 300 320 270 290 330 310 320 390 390 999 999 999 999 999 340 290 280 260 250 400 440 300 260 210 210 260 270 260 300 290 290 310 330 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - 240 220 200 170 200 240 220 240 280 260 250 270 290 290 300 360 380 999 999 999 999 999 330 280 250 240 220 999 999 160 160 190 210 270 290 999 999 999 999 360 340 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - 260 250 220 200 220 260 250 260 250 260 230 230 260 250 270 310 340 999 999 999 999 999 300 270 240 220 200 180 160 110 130 160 220 290 290 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - 270 250 260 240 250 230 250 240 240 190 190 250 230 250 310 320 999 999 999 999 999 280 260 240 230 180 140 100 80 100 140 240 310 300 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 280 290 260 240 210 240 210 190 160 170 190 210 230 270 290 999 999 999 999 999 250 230 200 190 140 0 BASE 3 70 90 120 260 290 310 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 240 220 180 130 120 160 140 130 150 220 240 250 280 999 999 999 999 999 240 220 190 160 120 90 40 90 150 210 280 300 310 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 200 180 160 110 100 120 140 110 130 180 220 240 270 320 340 370 999 999 270 240 210 160 110 120 110 130 230 250 280 310 320 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 220 160 140 100 80 BASE 4 70 100 130 190 210 220 250 310 340 360 999 999 290 250 230 180 160 140 130 160 180 240 300 320 340 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 310 290 160 170 60 20 50 80 120 180 200 220 240 290 310 330 999 999 300 270 260 250 230 190 180 200 240 250 270 350 340 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 300 270 180 150 120 50 70 90 100 140 160 190 210 250 270 290 999 999 310 290 280 260 250 260 240 240 250 270 290 310 320 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 290 250 170 130 110 70 90 110 80 110 130 160 190 230 250 260 330 310 290 270 260 250 260 260 270 260 290 310 330 320 380 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - 370 300 270 210 190 150 160 120 130 90 60 70 100 190 160 190 230 250 360 330 280 260 250 230 240 200 260 260 300 370 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 370 310 260 250 280 250 190 160 170 70 30 50 70 120 180 210 240 270 340 310 270 240 230 210 240 170 220 260 280 420 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - 999 999 390 330 280 290 280 240 270 250 120 90 BASE 7 60 120 210 160 220 360 290 320 290 210 170 140 170 190 160 200 210 250 320 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - 999 999 410 340 310 320 330 380 280 240 140 100 130 90 150 170 230 180 390 290 260 270 220 170 120 150 140 170 190 220 280 290 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - 999 999 999 999 999 999 370 330 999 999 290 160 120 110 170 130 190 330 380 410 270 220 210 190 180 110 100 130 160 180 170 240 270 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 340 300 270 330 270 250 270 160 220 250 220 250 280 370 270 240 210 180 170 140 BASE 6 90 150 160 190 270 280 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 330 300 290 310 330 260 220 230 240 260 240 290 290 260 200 180 100 170 40 20 80 100 120 150 190 230 280 999 999 - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 400 390 360 410 440 470 520 240 250 250 250 270 390 410 250 190 180 140 70 90 70 90 110 130 160 - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 450 999 999 999 999 999 999 270 360 300 - - - - - 210 220 210 120 100 80 120 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 430 410 400 380 360 330 290 - - - - - - - - 240 230 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 -999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - 280 250 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 999 999 -999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 999 999 999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 65 Anexo C: Bases Actuales
Pág. 66 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Anexo D: Programación CPLEX ## Fase 1: Definición datos, problemas y distancias # Cálculo distancias let D := 3125; let {(i,j) in N, (l,k) in M} d[i,j,l,k] := 250*sqrt((i-l)^2+(j-k)^2); # Definición P1 P2 P3 problem P1: X, Y, Bases, distancia, asignacion, referencia; problem P2: X, Y, U, MaxDist, distancia, asignacion, referencia, opt_bases, cota_distancia; problem P3: X, Y, MeanDist, distancia, asignacion, referencia, opt_bases; ## Fase 2: Ejecuciones solve P1; let z := Bases; solve P2; let D := U; solve P3; display z; display {(l,k) in M : X[l,k] = 1}; ## Fase 3: Escritura resultados # Escritura mapa param cx{M}; let {(l,k) in M} cx[l,k]:= if (X[l,k]==1) then 1 else 0;
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 67 param cy {N, M}; let {(i,j) in N, (l,k) in M} cy[i,j,l,k] := if (Y[i,j,l,k]==1) then 1 else 0; set LX := {(l,k) in M : cx[l,k] = 1}; # Definimos numero para bases y su area param loc_bases {LX} integer >= 1; param areas {N}; # Enumeramos bases param cont; let cont := 0; for {(l,k) in LX} { let cont := cont + 1; let loc_bases[l,k] := cont; } # Asignamos centros a puntos let {(i,j) in N, (l,k) in M : cy[i,j,l,k]=1} areas[i,j] := loc_bases[l,k]; ##P1, P2, P3 # Declaración mar y lectura coordenadas set noN within 1..41 cross 1..61; set N := (1..41 cross 1..61) diff noN; set M within N; param D >= 0; param d{N,M} >= 0;
Pág. 68 Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores param z integer >= 0; var X{N} binary; var Y{N,M} binary; var U >= 0; minimize Bases: sum{(l,k) in M} X[l,k] ; minimize MaxDist: U; minimize MeanDist: sum{(i,j) in N, (l,k) in M} d[i,j,l,k]*Y[i,j,l,k]; s.t. distancia{(i,j) in N, (l,k) in M: (i!=j) || (l!=k)}: d[i,j,l,k]*Y[i,j,l,k] <= D*X[l,k]; s.t. asignacion{(i,j) in N}: sum{(l,k) in M} Y[i,j,l,k] = 1; s.t. referencia {(l,k) in M}: Y[l,k,l,k] <= X[l,k]; s.t. opt_bases: sum{(l,k) in M} X[l,k] = z; s.t. cota_distancia{(i,j) in N, (l,k) in M}: U >= d[i,j,l,k]*Y[i,j,l,k];
Estudio logístico de un plan de contingencia ante una PCR en Barcelona basado en plataformas de drones equipados con desfibriladores Pág. 69 Anexo E: Mapa de la solución