Antecedentes
La magnetometría es una de las técnicas más fiables y utilizadas en la prospección arqueológica, capaz de identificar estructuras del subsuelo basándose en las variaciones del campo magnético terrestre. Las prospecciones terrestres han proporcionado a los arqueólogos mapas muy detallados y precisos de las estructuras enterradas.
Los recientes avances en la tecnología de drones han creado oportunidades para superar algunas de las limitaciones de los estudios magnéticos terrestres. En particular, el sistema de SPH Engineering con el magnetómetro SENSYS MagDrone R4 ha demostrado ser prometedor en la prospección arqueológica con drones. Al combinar la recopilación de datos magnéticos de alta resolución con la movilidad y flexibilidad de los drones, el equipo de investigación decidió explorar la eficacia de este método en el yacimiento de Theilenhofen.
El desafío
El equipo llevó a cabo este estudio con un enfoque basado en drones para determinar si estos podrían ofrecer una alternativa más rápida y flexible a la magnetometría terrestre tradicional para prospectar grandes yacimientos arqueológicos. Los métodos terrestres, aunque muy precisos, requieren mucho tiempo y mano de obra, y a menudo se limitan a zonas de fácil acceso. Los drones, por su parte, pueden cubrir grandes extensiones rápidamente y acceder a lugares difíciles u obstruidos, lo que los hace ideales para prospecciones iniciales a gran escala.
A pesar del potencial de la magnetometría con drones, uno de los principales desafíos fue la interferencia causada por el propio dron. El ruido magnético y mecánico generado por los motores y la electrónica del vehículo aéreo no tripulado (UAV) puede degradar la calidad de los datos magnéticos recopilados por los sensores. Minimizar estas perturbaciones mientras se vuela a altitudes ultrabajas, algo necesario para obtener lecturas magnetométricas detalladas y precisas, supone un obstáculo técnico importante.
Además, el dron opera con tecnología de seguimiento de terreno real (TTF) , que le permite volar extremadamente cerca del suelo —a partir de solo 40 cm— mientras se ajusta automáticamente para evitar colisiones con el terreno. Esto garantiza que el dron mantenga una altitud ultrabaja constante en relación con el suelo irregular, algo esencial para obtener mediciones magnéticas precisas. Las condiciones de vuelo, como las fluctuaciones de viento y temperatura, también desempeñan un papel crucial para mantener la estabilidad y la precisión necesarias en estos estudios.
Por último, estaba el desafío del procesamiento de datos. El ruido introducido por el dron debía eliminarse mediante filtrado, lo que implicó el uso de múltiples métodos, incluidos filtros de paso bajo, para aislar las señales arqueológicas del ruido de fondo.
Solución
Inicialmente, se utilizó un enfoque terrestre para establecer un conjunto de datos de referencia de alta resolución con un magnetómetro de cesio, conocido por su capacidad para detectar detalles arqueológicos finos. Posteriormente, se probó el SENSYS MagDrone R4 en tanto en modo terrestre como en modo dron. En la configuración terrestre, el R4 se montó en un soporte a 0,3 m del suelo, con un posicionamiento preciso proporcionado por RTK GNSS.
Para abordar el desafío de la interferencia de ruido, el equipo montó el sistema de magnetómetro SENSYS MagDrone R4 en un dron DJI M300 RTK, que también incluía posicionamiento basado en RTK GNSS para una navegación precisa. La matriz del magnetómetro se fijó directamente al tren de aterrizaje del dron y operó a bajas altitudes, controlando la altitud del dron mediante el altímetro de radar. Esta configuración permitió al equipo mantener la altitud de vuelo necesaria de 45 a 75 cm sobre el suelo, un factor crítico para recopilar datos magnéticos de alta calidad.
Para mitigar la interferencia magnética causada por el dron, los investigadores aplicaron técnicas avanzadas de filtrado de datos durante el posprocesamiento. Se utilizó el software SENSYS MagDrone DataTool para eliminar las señales de ruido, con filtros diseñados para atacar bandas de frecuencia específicas causadas por los motores y los sistemas eléctricos del dron.
El equipo realizó estudios sobre un área de 3,8 hectáreas del yacimiento de Theilenhofen, haciendo volar el dron a diferentes velocidades y altitudes para identificar las condiciones óptimas para la detección de elementos arqueológicos. Los datos del estudio con dron se compararon directamente con los datos existentes del magnetómetro terrestre de alta resolución, lo que permitió al equipo evaluar la eficacia del enfoque basado en drones.
Resultado
El estudio de magnetometría con dron proporcionó resultados muy alentadores. Los datos recopilados por el magnetómetro permitieron detectar importantes elementos arqueológicos, incluyendo zanjas, fosas, hogares y restos de cimientos de piedra. Estos son precisamente los tipos de rasgos fundamentales en la prospección arqueológica romana, ya que revelan información sobre la disposición y función de las estructuras antiguas.
Aunque la resolución de los datos obtenidos por dron no alcanzó la máxima precisión del magnetómetro terrestre, fue suficiente para identificar los principales rasgos arqueológicos. El estudio demostró que los levantamientos con drones permiten cubrir rápidamente áreas extensas y de difícil acceso, proporcionando una evaluación inicial que puede orientar investigaciones terrestres más detalladas.
El vuelo a altitudes ultrabajas, combinado con un posicionamiento GNSS preciso y un filtrado de ruido eficaz, mejoró notablemente la calidad de los datos magnéticos. Esto permitió al equipo establecer las mejores prácticas para futuros levantamientos arqueológicos con drones.
Conclusión
El estudio realizado por la Universidad Ludwig-Maximilians destaca el creciente potencial de la magnetometría con drones en la investigación arqueológica. Aunque los métodos terrestres siguen siendo el estándar de oro para obtener datos de alta resolución, los drones ofrecen un enfoque complementario capaz de prospectar rápidamente grandes áreas e identificar rasgos arqueológicos clave. La capacidad de cubrir sitios inaccesibles o de difícil acceso supone una ventaja significativa y, con futuras mejoras tecnológicas, como una mejor reducción de ruido y controles de vuelo optimizados, la magnetometría con drones podría convertirse en una herramienta esencial para los arqueólogos.
En el futuro, la integración de métodos mediante drones y sistemas terrestres podría considerarse el enfoque estándar en la prospección arqueológica. Los estudios iniciales con drones permiten identificar rápidamente áreas de interés, que posteriormente pueden ser objeto de investigaciones terrestres detalladas.