GPR con drones para investigación de glaciares, nieve y criosfera

Los estudios criosféricos terrestres tradicionales requieren que los investigadores caminen sobre el hielo o la nieve que están estudiando. En glaciares activos, esto puede significar cruzar campos de grietas donde las aberturas pueden estar ocultas bajo puentes de nieve. En hielo lacustre o marino delgado, esto implica incertidumbre sobre la capacidad de carga en los mismos lugares donde más se necesitan los datos de espesor. En mantos nivosos propensos a avalanchas, esto significa el riesgo de desencadenar la inestabilidad que el estudio pretende caracterizar. El GPR basado en drones aleja al equipo de la zona de peligro por completo: el sensor opera desde el dron, el investigador trabaja desde un punto de lanzamiento seguro y los datos se adquieren sin que nadie tenga que pisar estas áreas peligrosas.

Las calicatas de nieve, las sondas manuales, los termistores en pozos y los transectos de GPR terrestres proporcionan datos puntuales o lineales con una densidad espacial que limita las conclusiones que los investigadores pueden extraer sobre la heterogeneidad espacial. El manto nivoso, la estructura interna de los glaciares, el espesor de la capa activa del permafrost y el espesor del hielo pueden variar a escala de metros a decámetros. Extrapolar mediciones terrestres dispersas a conclusiones espacialmente continuas introduce una incertidumbre que la revisión por pares señala cada vez más como una limitación metodológica. El GPR en drones puede ofrecer una cobertura lineal continua con un espaciado de líneas a escala de metros, produciendo conjuntos de datos que resuelven la variabilidad espacial de manera más eficiente que muchos métodos terrestres.

La publicación revisada por pares en la investigación criosférica requiere que la metodología de prospección sea descrita, replicada y comparada entre estudios. Los estudios realizados manualmente, ya sea a pie o volando, producen conjuntos de datos en los que la geometría de adquisición (espaciado de líneas, altitud, orientación) varía entre campañas, lo que complica la comparación estadística y puede comprometer la validez de los resultados de la detección de cambios. La planificación automatizada de vuelos con drones, especialmente con el seguimiento real del terreno (TTF) que ayuda a mantener una altitud constante entre el sensor y el suelo sobre hielo irregular, produce la geometría de adquisición idéntica que requiere la reproducibilidad.

El retroceso de los glaciares, el deshielo del permafrost, la disminución del manto nivoso y la pérdida de hielo marino se están acelerando en comparación con los niveles de referencia del siglo XX. Las preguntas de investigación que antes toleraban intervalos de estudio anuales o decenales requieren ahora cada vez más una cadencia mensual o estacional para captar los cambios a corto plazo. El estudio de Ruols et al. 2025 en The Cryosphere documentó un adelgazamiento del techo de hielo de 9,6 a 3,0 metros en cuatro meses durante el verano de 2022, una tasa de cambio que los estudios anuales habrían pasado por alto por completo. Los métodos tradicionales a menudo no se adaptan tan fácilmente a esta cadencia; los métodos basados en drones pueden ayudar cuando las condiciones del lugar lo permiten.

El trabajo de campo criosférico se realiza habitualmente en entornos donde cada día de campo es costoso, las ventanas meteorológicas son breves y cada kilogramo de equipo debe justificar su coste de transporte. El GPR basado en drones reduce sustancialmente el tiempo de prospección: la campaña en el glaciar Otemma de la Universidad de Lausana recopiló 112 kilómetros lineales de datos de GPR en cuatro días, lo que habría llevado mucho más tiempo utilizando métodos terrestres. Unas campañas de campo más cortas pueden suponer más prospecciones por expedición, más investigación por cada dólar de subvención y una menor exposición del equipo a los riesgos ambientales que conlleva siempre el trabajo de campo en zonas remotas.