Antecedentes
Holtingerveld, una reserva natural protegida en Drenthe, Países Bajos, cuenta con brezales, suelos arenosos y capas geológicas que retienen agua. Nuestro socio, Medusa Explorations, realizó un estudio comparativo para evaluar si el GPR montado en UAV podía detectar de forma fiable formaciones clave del subsuelo, especialmente arcilla de cantos rodados y, cuando fuera posible, turba y finas capas de limo.
El estudio se centró en áreas donde el acceso terrestre era limitado. En las secciones accesibles, el equipo empleó un sistema tradicional Zond 12 de 300 MHz acoplado al suelo y remolcado por un quad. En las zonas restringidas, donde no se permitían vehículos debido a la sensibilidad ambiental y a la densa vegetación, se realizaron estudios aéreos utilizando el sistema Zond Aero LF de 300 MHz integrado con software UgCS y SkyHub para un vuelo preciso a baja altitud siguiendo el terreno.
Desafíos
Antes de seleccionar una solución basada en drones, el equipo se encontró con varias limitaciones en los métodos tradicionales. En algunas partes de la reserva de Holtingerveld, no se permitió el uso del quad debido a la fragilidad del terreno, y el contacto con el suelo estaba restringido por la densa vegetación. Los intentos de transportar manualmente las antenas GPR en dichas áreas produjeron resultados inconsistentes debido a la inestabilidad en la altura y orientación de la antena.
Los principales desafíos fueron:
- Sensibilidad ecológica. Riesgo de daños a la vegetación y alteración de los patrones de drenaje natural debido al uso de maquinaria terrestre.
- Terreno inaccesible. La densa vegetación, los suelos de turba blanda y el terreno irregular impidieron el uso de los métodos tradicionales de radar terrestre.
- Garantía de calidad de los datos. Fue necesario demostrar que los datos de radar recopilados por drones igualarían o se aproximarían mucho a la resolución y precisión de los métodos terrestres establecidos.
Solución
Medusa Explorations implementó una solución aérea mediante el despliegue del sistema GPR integrado de SPH Engineering. Esta configuración consistió en montar una antena ligera Zond Aero LF de 300 MHz bajo un dron. El sistema incorporó:
- Altímetro de radar para un seguimiento real del terreno.
- Controlador de vuelo SkyHub para mantener una altitud de aproximadamente 1,5 metros sobre el suelo.
- Software de planificación de vuelo UgCS para definir rutas de vuelo precisas que siguen las variaciones topográficas
Los cambios de batería se gestionaron de forma eficiente durante el vuelo, reanudando la trayectoria con precisión desde el último punto de referencia. Se realizaron estudios terrestres paralelos en las zonas accesibles para obtener datos comparativos de referencia, lo que facilitó la validación de la precisión del estudio aéreo.
Resultados
El sistema de GPR montado en dron capturó con éxito datos del subsuelo que revelaron la capa geológica objetivo (interpretada como arcilla de cantos rodados), observable a profundidades de hasta aproximadamente 4 metros. El equipo también observó la presencia de capas adicionales más pequeñas en los datos, posiblemente turba o limo.
Aunque los datos aéreos mostraron cierta pérdida de detalle en comparación con el GPR terrestre tradicional, la diferencia fue mínima y no comprometió la interpretabilidad general. Los perfiles adquiridos con el dron se consideraron altamente comparables a los recopilados con el sistema acoplado al suelo, lo que valida la idoneidad del dron para el mapeo del subsuelo en áreas donde el acceso físico es restringido.
La retroalimentación operativa incluyó:
- El seguimiento del terreno mediante el altímetro de radar funcionó de manera fiable, manteniendo un vuelo constante a baja altitud durante todo el estudio.
- La interrupción y reanudación manual del seguimiento del terreno durante el mismo vuelo se realizaron con éxito.
- Los cambios de batería durante el vuelo no afectaron la continuidad de los datos, ya que las misiones se reanudaron desde el último punto de referencia.
- Para futuras operaciones, el equipo está considerando el uso de un dron observador para mejorar la conciencia situacional, particularmente para detectar la presencia de personas o vida silvestre cerca del área de estudio.
Conclusión
El sistema de GPR Zond Aero LF de 300 MHz montado en dron demostró su capacidad para el mapeo geológico del subsuelo de alta resolución en áreas ambientalmente sensibles e inaccesibles. Este método proporcionó una alternativa no intrusiva, con resultados altamente comparables a los enfoques terrestres tradicionales. Medusa Explorations confirmó "resultados excelentes", con la capa geológica clave claramente visible en los datos del dron. El equipo expresó un gran entusiasmo por la tecnología y ve un potencial significativo para su aplicación en reservas naturales, turberas, campos agrícolas y otros terrenos difíciles.