Las municiones sin explotar (UXO) y las municiones abandonadas siguen siendo peligrosas décadas después de que terminan los conflictos. Localizar y limpiar estos elementos es un paso fundamental antes de que pueda comenzar cualquier desarrollo de terreno, uso agrícola o construcción de infraestructura. Este artículo explica qué es la UXO, por qué los estudios con magnetómetro en drones son eficaces para la detección de UXO, cómo funciona el flujo de trabajo de prospección en la práctica y qué limitaciones deben tener en cuenta los operadores durante la planificación de la misión.
Los detalles técnicos de este artículo se basan en la experiencia de Alexey Dobrovolskiy, director de tecnología de SPH Engineering, y en operaciones reales de prospección de UXO utilizando los sistemas integrados de magnetometría con drones de SPH Engineering.
Puntos clave
- La detección de UXO con drones utiliza magnetómetros montados en UAV para detectar municiones ferrosas enterradas mediante la medición de las perturbaciones en el campo magnético terrestre
- Los estudios de UXO identifican bombas sin explotar, proyectiles de artillería, granadas de mortero, cohetes y submuniciones
- Los estudios con magnetómetro en drones pueden escanear aproximadamente una hectárea por hora (o más rápido con cargas útiles de múltiples sensores), cubriendo grandes áreas contaminadas en días en lugar de semanas
- El análisis de anomalías magnéticas ayuda a identificar y clasificar posibles objetivos de UXO para una investigación posterior
- Ningún método de detección de UXO puede garantizar una detección del 100%, pero los drones permiten una recopilación de datos segura y repetible sobre terrenos peligrosos
¿Qué es la detección de UXO y las municiones sin explotar?
Las UXO se refieren a municiones (proyectiles, bombas, cohetes, granadas de mortero) que fueron disparadas, lanzadas o desplegadas durante operaciones militares pero que no detonaron. Permanecen activas y peligrosas bajo tierra, a veces durante décadas. La identificación y limpieza de UXO es un paso obligatorio antes de que el terreno pueda utilizarse de forma segura.
Las municiones abandonadas son una categoría relacionada pero distinta. Incluyen elementos explosivos que fueron almacenados, acumulados o transportados pero nunca utilizados, y que fueron dejados atrás cuando las fuerzas se retiraron. Ambas categorías se engloban bajo el término más amplio de ERW (Restos Explosivos de Guerra).
Aunque las UXO y las municiones abandonadas suelen agruparse en las operaciones de limpieza, este artículo se centra principalmente en la detección de UXO mediante magnetómetros montados en drones.
Por qué la detección de municiones sin explosionar (UXO) es fundamental en zonas de posconflicto
Las municiones modernas, a pesar de los avances en ingeniería, siguen teniendo tasas de fallo que oscilan entre el 5% y hasta el 40%, dependiendo del tipo de arma, su antigüedad y las condiciones de uso. Esto significa que un porcentaje significativo de todo lo disparado durante un conflicto permanece sin explosionar sobre o bajo el terreno.
"Por ejemplo, en Ucrania, donde se utilizan proyectiles de artillería de forma extensiva, se despliegan hasta 20.000 proyectiles al día, de los cuales aproximadamente 1.000 permanecen sin explosionar. Esto supone una amenaza a largo plazo para la seguridad de las zonas afectadas mucho después de que los conflictos hayan terminado", afirmó Alexey Dobrovolskiy, director de tecnología de SPH Engineering.
Esta escala de contaminación hace que los métodos manuales de prospección de UXO sean poco prácticos para grandes extensiones. Un equipo que recorre un campo con detectores portátiles cubre una fracción de hectárea al día. Un estudio de UXO con drones mediante magnetómetros cubre aproximadamente una hectárea por hora, escaneando el mismo campo en una sola sesión de vuelo. Para los países que se enfrentan a la contaminación en miles de kilómetros cuadrados, la detección de UXO basada en drones es la única forma realista de inspeccionar el terreno a la velocidad que exige el problema.
UXO frente a minas terrestres: diferencias clave en la detección
Tanto las minas terrestres como las UXO suponen un riesgo tras los conflictos, pero difieren en aspectos importantes para la planificación de su detección.
Las minas terrestres se entierran intencionadamente, normalmente a poca profundidad, y están diseñadas para activarse por presión o proximidad. Muchas minas modernas utilizan carcasas de plástico con un contenido mínimo de metal ferroso. Esto las hace muy difíciles de detectar con magnetómetros o detectores de metales estándar.
Las UXO, por el contrario, consisten en municiones fabricadas (proyectiles, bombas, cohetes) que contienen cantidades significativas de metal ferroso en sus carcasas. Este contenido ferroso crea perturbaciones medibles en el campo magnético terrestre, lo que hace que las UXO sean muy adecuadas para su detección mediante magnetómetros montados en drones.
Los estudios con drones basados en magnetómetros son eficaces para la detección de UXO precisamente por este contenido de metal ferroso. Para la detección de minas terrestres, son más apropiadas otras tecnologías, como el georradar (GPR) o los sensores de inducción electromagnética (EMI). SPH Engineering también suministra sistemas GPR integrados en drones para aplicaciones que incluyen la investigación de detección de minas terrestres y UXO.
Caso de uso real: detección de UXO mediante drones
A principios de 2023, se llevó a cabo un estudio de UXO con drones sobre un terreno agrícola de 29,2 hectáreas. La zona había servido como frente durante la Segunda Guerra Mundial y el terreno había permanecido contaminado con municiones sin explosionar durante décadas.
En el transcurso de unos pocos días, el estudio identificó y localizó 158 elementos de UXO. Todos fueron eliminados posteriormente por los equipos de limpieza. El escaneo también condujo al descubrimiento y destrucción segura de una bomba de 250 kilogramos enterrada a una profundidad de 1,8 metros.
El sistema integrado utilizado en este proyecto incluyó:
- UgCS PRO para la planificación de vuelos y la gestión de misiones, incluyendo la generación automatizada de cuadrículas de estudio y el control de altitud con seguimiento del terreno
- Un dron multirrotor equipado con un sistema de seguimiento del terreno para mantener una altura constante del sensor sobre el suelo
- Magnetómetro SENSYS MagDrone R3 (fabricado por SENSYS GmbH, Alemania), un magnetómetro escalar diseñado específicamente para estudios magnéticos con drones
- Software SENSYS MAGNETO para el procesamiento de datos tras el vuelo, filtrado y mapeo de anomalías magnéticas
Esta combinación de equipos de detección de UXO y software demuestra cómo funciona en la práctica un sistema integrado de estudio con magnetómetro en drones: UgCS planifica y controla el vuelo, SkyHub (el ordenador de a bordo de SPH Engineering) o el piloto automático del dron mantiene una altitud y posición precisas, el magnetómetro registra datos del campo magnético de forma continua durante el vuelo y el software de procesamiento convierte las mediciones en bruto en mapas de anomalías que los equipos de limpieza pueden utilizar.
Por qué los estudios con magnetómetros en drones mejoran la detección de UXO
Los magnetómetros detectan UXO midiendo las perturbaciones en el campo magnético terrestre. Cada objeto de metal ferroso bajo tierra crea una anomalía magnética local, una pequeña desviación del campo de fondo. Al sobrevolar un área de estudio a baja altitud en líneas paralelas estrechamente espaciadas, los drones crean un mapa detallado de estas anomalías. Posteriormente, analistas capacitados interpretan el mapa para identificar objetivos que coinciden con municiones enterradas.
Velocidad y cobertura. Los estudios con magnetómetros en drones suelen alcanzar una productividad de aproximadamente una hectárea por hora con una configuración de sensor único. Las cargas útiles de magnetómetros multisensor (que transportan dos o más magnetómetros en paralelo) aumentan las tasas de cobertura proporcionalmente. Los sistemas de SPH Engineering admiten diversas configuraciones de magnetómetros según los requisitos del estudio y el tamaño del objetivo.
Seguridad. El dron vuela sobre el área contaminada mientras los operadores permanecen a una distancia segura. No es necesario que el personal camine sobre terrenos que puedan contener municiones activas. Esta es la principal ventaja de los estudios de UXO basados en drones frente a los métodos terrestres tradicionales.
Consistencia y repetibilidad. El software de planificación de vuelo UgCS genera cuadrículas de estudio automatizadas con un espaciado de línea preciso y seguimiento del terreno. Cada pasada se realiza a la misma altitud y velocidad, con el mismo espaciado entre líneas. Esta consistencia produce una calidad de datos uniforme en toda el área de estudio, algo difícil de lograr con estudios terrestres manuales.
Acceso a terrenos difíciles. Los drones pueden estudiar áreas que son difíciles o imposibles de acceder a pie: campos inundados, laderas empinadas, matorrales densos y zonas costeras. La altitud del sensor se mantiene mediante el sistema de seguimiento del terreno, independientemente de las condiciones del suelo.
Cómo funcionan los estudios de UXO con drones
Un estudio de UXO con drones sigue un flujo de trabajo estructurado, desde la evaluación inicial hasta la investigación de seguimiento. Cada etapa se basa en la anterior.
Estudios de UXO no intrusivos frente a intrusivos
La limpieza de UXO sigue el proceso de liberación de tierras de las Normas Internacionales contra las Minas (IMAS), que distingue entre las etapas de estudio no intrusivo (detección remota) e intrusivo (excavación física).
Los estudios con magnetómetros en drones pertenecen a la categoría no intrusiva. Recopilan datos de forma remota sin alterar el terreno. El resultado del estudio es una lista de anomalías magnéticas con sus coordenadas, no una identificación confirmada de cada objeto enterrado. Se requiere una investigación intrusiva de seguimiento (excavación física y eliminación por parte de equipos EOD cualificados) para confirmar y limpiar los objetivos identificados.
Planificación del estudio y evaluación de riesgos
Antes del vuelo, el equipo de estudio define los límites del área, evalúa los tipos de municiones esperados (lo que determina el espaciado de líneas y la altura del sensor necesarios) y evalúa el terreno y las condiciones ambientales.
En UgCS, el operador crea una cuadrícula de estudio sobre el área objetivo utilizando la herramienta Area Scan, establece el espaciado de líneas según el tamaño esperado del objetivo y configura la altitud de seguimiento del terreno. Para la detección de UXO, el espaciado de líneas recomendado depende del tipo de munición esperada. Según las directrices de SPH Engineering, un espaciado de 0,5 m proporciona cobertura de detección para objetos pequeños como granadas de mano y submuniciones, mientras que un espaciado de 1 m es suficiente para objetos más grandes como proyectiles de artillería y mortero.
La altitud de vuelo para los estudios de magnetometría de UXO suele ser de 1 a 2 m sobre el suelo. Esto requiere un seguimiento real del terreno, ya que la intensidad de la señal magnética disminuye rápidamente con la distancia a la fuente.
Adquisición de datos mediante magnetómetros en UAV
Durante el vuelo, el magnetómetro registra mediciones del campo magnético de forma continua (normalmente a frecuencias de muestreo de varios cientos de hercios) mientras el dron recorre la cuadrícula de estudio planificada. UgCS controla la trayectoria, la velocidad y la altitud del vuelo. Los datos del magnetómetro se geoetiquetan con coordenadas GPS precisas para que cada medición pueda asignarse a su ubicación en el terreno.
La velocidad de vuelo viene determinada por consideraciones de seguridad y el terreno. SPH Engineering recomienda aproximadamente 2 m/s para condiciones típicas de estudio de UXO sobre campos de cultivo y terrenos similares, lo que equilibra la calidad de los datos con la eficiencia de la cobertura.
Detección de anomalías magnéticas e identificación de objetivos
Después del vuelo, los datos brutos del magnetómetro se procesan utilizando software como SENSYS MAGNETO o GeoHammer de SPH Engineering. El procesamiento incluye la limpieza de datos (eliminación de ruido e interferencias), la aplicación de correcciones del campo magnético y la generación de mapas de anomalías.
Los analistas revisan el mapa de anomalías para identificar ubicaciones donde el campo magnético se desvía significativamente del fondo. Cada anomalía se evalúa en función de su amplitud, forma y características espaciales. Las anomalías consistentes con municiones ferrosas se marcan como posibles objetivos de UXO y se les asignan coordenadas para una investigación de seguimiento.
Resultados del estudio de UXO e investigación de seguimiento
El entregable del estudio es una lista de objetivos con coordenadas GPS y características de anomalía para cada ubicación identificada. Esta lista se entrega a equipos cualificados de EOD (Eliminación de Municiones Explosivas) que llevan a cabo la investigación intrusiva: excavar físicamente cada ubicación marcada, identificar el objeto y eliminar el UXO confirmado.
El estudio con drones no sustituye a la etapa de limpieza intrusiva. Sustituye al proceso mucho más lento del estudio no intrusivo basado en tierra, reduciendo el tiempo necesario para identificar las ubicaciones de los objetivos de semanas o meses a días.
Limitaciones y consideraciones operativas en la detección de UXO con drones
Al igual que todos los métodos geofísicos de detección de UXO, los levantamientos con magnetómetros en drones tienen limitaciones operativas que deben considerarse durante la planificación de la misión.
Incertidumbre en la detección
Ningún sensor, ya sea montado en un dron o en tierra, puede garantizar una tasa de detección del 100% para municiones enterradas. Si se inspecciona la misma área varias veces con el mismo sensor y patrón de vuelo, la lista de objetivos identificados puede variar entre pasadas debido a pequeñas diferencias en la altitud de vuelo, el ruido del sensor y las condiciones ambientales.
Esto significa que los resultados de un levantamiento de UXO con drones no deben interpretarse como una garantía de la presencia o ausencia de restos explosivos de guerra (ERW). El levantamiento identifica ubicaciones probables de objetivos, pero no certifica que un área esté despejada.
Dicho esto, los drones equipados con magnetómetros son una herramienta valiosa para la recopilación de datos durante la etapa de estudio no técnico (NTS) o estudio técnico (TS) del proceso de liberación de tierras. Permiten evaluar grandes áreas sin poner en riesgo al personal, y los datos recopilados respaldan la toma de decisiones informada sobre dónde concentrar los esfuerzos de limpieza intrusiva.
Altura del sensor e intensidad de la señal magnética
La amplitud de las anomalías magnéticas disminuye rápidamente con la distancia a la fuente, siguiendo una relación de cubo inverso. Un objeto UXO pequeño a 2 m de profundidad produce una señal mucho más débil que el mismo objeto a 0,5 m de profundidad.
Por esta razón, los levantamientos efectivos de UXO con drones requieren volar lo más bajo posible, idealmente a 1 m o menos sobre la superficie del suelo. Esto exige una capacidad precisa de seguimiento del terreno. El ordenador de a bordo SkyHub de SPH Engineering proporciona un seguimiento real del terreno (True Terrain Following) mediante un telémetro orientado hacia abajo, manteniendo una altitud constante sobre la superficie real del suelo, independientemente de los errores de GPS o de altitud barométrica.
Limitaciones ambientales y del terreno
La vegetación densa, los cultivos altos o el terreno irregular pueden impedir que el dron mantenga la baja altitud de vuelo requerida. Si el dron debe volar más alto para evitar obstáculos, la sensibilidad de detección disminuye.
Las áreas con una espesa cubierta arbórea o estructuras altas pueden requerir métodos de levantamiento terrestre en lugar de, o además de, los levantamientos con drones. Las zonas costeras con arena blanda o marismas son generalmente muy adecuadas para la magnetometría con drones, ya que el terreno es abierto y relativamente plano.
El clima también es un factor. Los vientos fuertes reducen la estabilidad del vuelo y dificultan el mantenimiento de un espaciado preciso entre líneas a baja altitud. La mayoría de los levantamientos de UXO con drones se realizan en condiciones de calma, con velocidades de viento inferiores a 5-8 m/s.
Interferencia electromagnética
Las líneas eléctricas, los ferrocarriles, las tuberías enterradas, las vallas y otras infraestructuras metálicas crean firmas magnéticas que pueden enmascarar o confundirse con anomalías de UXO. Las áreas de levantamiento cercanas a infraestructuras metálicas conocidas requieren una planificación cuidadosa para evitar falsos positivos.
Si no se pueden evitar las fuentes de interferencia electromagnética, es necesario documentarlas y tenerlas en cuenta durante el procesamiento de datos. Las anomalías cercanas a fuentes de interferencia conocidas se evalúan con precaución adicional.
Contaminación por restos metálicos
Los antiguos emplazamientos militares a menudo contienen grandes cantidades de restos metálicos no peligrosos (fragmentos de metralla, piezas de equipo, casquillos gastados) además de UXO real. Un magnetómetro no puede distinguir entre un proyectil de artillería activo y un trozo de chatarra de tamaño similar. Ambos producen anomalías magnéticas.
En áreas muy contaminadas, el mapa de anomalías puede contener cientos o miles de objetivos, la mayoría de los cuales resultan ser restos inofensivos. Esto aumenta el costo y el tiempo necesarios para la investigación intrusiva. La planificación del levantamiento debe tener en cuenta la densidad de restos esperada al estimar los plazos y presupuestos de limpieza.
Experiencia del operador
Los levantamientos efectivos con magnetómetros para UXO requieren operadores capacitados en cada etapa: planificación de la misión en UgCS, ejecución del vuelo, procesamiento de datos e interpretación de anomalías. Un espaciado incorrecto entre líneas, una calibración inadecuada del sensor o un análisis de datos inexperto pueden reducir las tasas de detección o producir resultados poco fiables.
SPH Engineering ofrece programas de formación integral que abarcan la instalación de sistemas, calibración, operaciones de vuelo, recopilación de datos y análisis para sus sistemas integrados de magnetometría.
Conclusión
Detección de municiones sin explosionar (UXO) con drones mediante levantamientos magnetométricos es un método consolidado para la detección de municiones sin explosionar en zonas de posconflicto, antiguos campos de entrenamiento militar y terrenos en proceso de desarrollo. Al volar magnetómetros a baja altitud sobre áreas contaminadas, los drones localizan municiones ferrosas enterradas de forma rápida y segura, manteniendo al personal fuera de zonas peligrosas y cubriendo terreno a un ritmo inalcanzable para los métodos manuales.
El enfoque de sistema integrado (UgCS para la planificación de vuelos, una plataforma de drones con seguimiento de terreno, una carga útil de magnetómetro diseñada específicamente y software de procesamiento especializado) garantiza que cada componente del flujo de trabajo de prospección esté optimizado para la tarea. El caso práctico demuestra cómo funciona en la práctica: 29,2 hectáreas inspeccionadas, 158 objetos UXO localizados y retirados, incluida una bomba de 250 kg a 1,8 m de profundidad.
La detección de UXO conlleva una incertidumbre inherente. Ningún sensor garantiza una detección del 100%. Sin embargo, los levantamientos magnetométricos con drones ofrecen la mejor combinación disponible de velocidad, seguridad, cobertura y calidad de datos para la etapa de prospección no intrusiva en el proceso de liberación de tierras. Combinados con el seguimiento de personal cualificado en desactivación de explosivos (EOD), ayudan a que los terrenos contaminados vuelvan a ser seguros para su uso.