Este caso de estudio se basa en el artículo científico Ruols et al. (2025), del grupo CRAG de la Universidad de Lausana.
Resumen del proyecto
- Ubicación y fecha: Glaciar del Ródano, Suiza, julio-octubre de 2022
- Aplicación: Radar de penetración terrestre (GPR) basado en drones para mapeo criosférico
- Industria: Glaciología e investigación climática
- Hardware: UAV equipado con antena GPR de 80 MHz hecha a medida + GPS RTK
- Software: UgCS con Seguimiento de terreno real (TTF)
- Densidad del estudio: espaciado de líneas de 1 m en cuatro vuelos de reconocimiento
- Resultado: modelo de cavidad 4D que muestra un adelgazamiento del techo del −68 % y un crecimiento de la cavidad del +16 %
Este proyecto demostró el valor único de combinar sensores de GPR con la automatización de drones para un mapeo criosférico seguro y de alta resolución.
Contexto: Por qué estudiar el interior de los glaciares
Los glaciares son sistemas naturales dinámicos moldeados por complejas interacciones entre el hielo, el agua, el aire y el lecho rocoso subyacente. Estas interacciones influyen notablemente en el movimiento, la estabilidad y los patrones de deshielo de los glaciares. Bajo ellos se desarrollan características ocultas, como canales de drenaje y cavidades, que afectan a su comportamiento pero que resultan difíciles de monitorear directamente.
Comprender lo que ocurre bajo la superficie es fundamental para predecir el comportamiento de los glaciares y su impacto climático. Los estudios terrestres tradicionales y los sondeos solo ofrecen un acceso limitado o arriesgado a las características ocultas del glaciar, ya que las grietas, la inestabilidad del hielo y la baja resolución de los datos dificultan la detección de cambios subglaciales sutiles.
El glaciar del Ródano, en Suiza, ha experimentado recientemente varios eventos de colapso importantes cerca de su frente. Estos colapsos fueron causados principalmente por un deshielo rápido, el debilitamiento estructural debido al adelgazamiento del hielo y cambios en las rutas de flujo de agua subglacial.
Por ello, un equipo del grupo CRAG de la Universidad de Lausana recurrió al radar de penetración terrestre (GPR) basado en vehículos aéreos no tripulados (UAV) para revelar la evolución oculta de la estructura interna del glaciar.
Desafíos del mapeo subglacial
Monitorear el interior oculto de un glaciar con sensores de radar de precisión conlleva varios desafíos ambientales y técnicos:
- Dificultades de acceso. Las grietas y las superficies inestables hacen que sea peligroso y difícil para los equipos llegar a las zonas clave del glaciar y estudiarlas de forma segura.
- Requisitos de alta precisión de datos. Comprender las características de los glaciares bajo la superficie exige datos de alta resolución. Los métodos tradicionales a menudo no logran proporcionar suficiente detalle, lo que deja lagunas críticas en nuestra comprensión.
- Cambios rápidos a lo largo del tiempo. Las estructuras internas de los glaciares, como los canales de agua y las cavidades, pueden cambiar drásticamente en periodos cortos, a veces en cuestión de días o semanas. Esto requiere un monitoreo frecuente y constante.
- Complejidad en la interpretación de datos. Diferenciar entre características del subsuelo como cavidades, fracturas y canales de agua es complicado. Las interpretaciones erróneas pueden desviar las evaluaciones sobre la estabilidad y los procesos glaciares.
Solución de estudio con GPR basado en drones
Para superar estas barreras, los investigadores desplegaron un sistema de radar de penetración terrestre (GPR) basado en drones diseñado para la obtención de imágenes de hielo profundo.
El UAV transportaba una antena de 80 MHz hecha a medida con posicionamiento GPS RTK preciso para detectar estructuras a decenas de metros bajo la superficie.
Los vuelos se automatizaron mediante el software de planificación de vuelo UgCS con la tecnología True Terrain Following (TTF)de SPH Engineering, manteniendo el dron 5 m sobre el nivel del suelo (AGL) incluso sobre terrenos muy irregulares. Esto garantizó un acoplamiento de radar y una calidad de señal constantes, minimizando al mismo tiempo el riesgo para los operadores sobre hielo inestable.
Entre julio y octubre de 2022, el equipo realizó cuatro estudios de alta densidad con un espaciado de línea de 1 m, creando un conjunto de datos 4D (3D a lo largo del tiempo) de la estructura de colapso.
Resultados y perspectivas de los datos
Medición precisa de la formación de cavidades
Los datos de GPR obtenidos mediante drones mostraron claramente el crecimiento de una cavidad bajo la superficie del glaciar, capturando el adelgazamiento del techo de hielo de 9,6 metros en julio a solo 3,0 metros en octubre. Simultáneamente, la altura de la cavidad aumentó de 15,9 a 18,4 metros, lo que pone de relieve un importante derretimiento y debilitamiento estructural.
| Mes | Espesor mínimo del techo de hielo (m) | Altura máxima de la cavidad (m) |
|---|---|---|
| Julio | 9.6 | 15.9 |
| Agosto | 6.1 | 16.8 |
| Septiembre | 5.3 | 16.9 |
| Octubre | 3.0 | 18.4 |
Seguimiento claro de los canales subglaciales
Mediante el análisis de amplitud, los investigadores mapearon con precisión las rutas y transformaciones de los canales de agua bajo el glaciar. Durante el verano, se documentaron claramente cambios significativos, incluyendo el ensanchamiento y la rectificación de los canales, lo que se correlaciona con un mayor flujo de agua de deshielo y la exposición al aire cálido en el frente del glaciar.
Visualización detallada del interior del glaciar
Los perfiles de GPR de alta densidad proporcionaron vistas detalladas del interior del glaciar, revelando nuevas fracturas, capas de hielo que se desprenden y el hundimiento gradual del techo de la cavidad. Estas imágenes ofrecieron una claridad sin precedentes sobre cómo ocurren los colapsos de los glaciares.
Conclusión
Este proyecto demuestra el potencial de utilizar tecnología GPR 4D basada en drones para el mapeo de glaciares de alta resolución. Los investigadores capturaron con éxito la evolución detallada de la formación de colapso del glaciar del Ródano, evitando las limitaciones de los métodos de estudio tradicionales.
El estudio proporcionó mediciones claras del rápido adelgazamiento del hielo, la expansión de la cavidad y la evolución de los canales de agua bajo el glaciar. Estos hallazgos subrayan el valioso papel de los sistemas GPR basados en drones en futuros estudios glaciares, mejorando la comprensión de la estabilidad de los glaciares y su respuesta al cambio climático.
Referencia
Ruols, B., Klahold, J., Farinotti, D., & Irving, J. (2025). Imágenes GPR 4D de una formación de colapso cerca del frente glaciar. The Cryosphere, 19, 4045–4059. https://doi.org/10.5194/tc-19-4045-2025
Videos complementarios y animaciones de datos del estudio del glaciar del Ródano: https://zenodo.org/records/15652968
Más sobre el trabajo de Bastien Ruols: https://www.linkedin.com/in/bastien-ruols/
