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xyHt | GPR en un dron

Sensores avanzados
xyHt | GPR en un dron
01/08/2019

Artículo de Alexey Dobrovolskiy

Un equipo de investigación internacional utilizó nueva tecnología de UAV y GPR para localizar un avión estadounidense perdido a 300 pies bajo el hielo en Groenlandia. 

El 4 de julio de 2018, en la capa de hielo de Groenlandia, Jim Salazar y Ken McBride de Arctic Hotpoint Solutions y la Fallen American MIA Repatriation Foundation (FAMIARF) localizaron el P-38 “Echo”, un caza estadounidense perdido durante la Segunda Guerra Mundial. Una sonda de aceite hidráulico posterior confirmó la ubicación del avión, dando un final feliz a esta parte de una larga misión.

El éxito de la misión se puede atribuir a dos factores: la prueba de nueva tecnología de investigación con vehículos aéreos no tripulados (UAV) y radar de penetración terrestre (GPR), y un equipo de expertos cualificados. A Jim y Ken se unieron los especialistas estadounidenses Mario Carnevale y Myles Danforth de Hager GeoScience Inc., el experto letón en UAV Jãnis Kuze y yo (Alexey Dobrovolskiy, CTO de SPH Engineering).

Jim contactó con SPH Engineering para unirse a la búsqueda en 2017. Durante esta misión, nuestro equipo luchó contra las tormentas de nieve de Groenlandia, las bajas temperaturas, el sol ártico casi cegador, la falta de internet y las dificultades técnicas para localizar el avión perdido y poner en marcha su regreso a casa.

Localización del “Echo”

Para la expedición de ocho días en la capa de hielo de Groenlandia, el equipo trabajó en dos grupos: el grupo de UAV y el grupo de estudio terrestre. El equipo de UAV comenzó su investigación con nueva tecnología, un sistema integrado de GPR y dron, para localizar el P-38.

El contacto del radar del UAV fue confirmado por el grupo de estudio terrestre; los datos adquiridos mostraron anomalías a una profundidad de entre 300 y 340 pies. La distancia entre las ubicaciones determinadas por ambos grupos fue de 10 pies, y la ubicación de la perforación se calculó basándose en los datos de estudio conjuntos.

El momento de éxito de la expedición llegó en forma de un fluido rojo extraído a una profundidad de 340 pies, identificado como el fluido hidráulico utilizado en la aviación estadounidense.

La experiencia acumulada durante la expedición confirmó la aplicabilidad de las tecnologías modernas para buscar y localizar objetivos profundos enterrados bajo el hielo glacial.

“Estamos seguros de que esta tecnología innovadora ayudará en nuestros próximos proyectos con la búsqueda del USCG J2F Duck [con tres veteranos caídos] en la expedición de 2019”, dijo Salazar, director y fundador de la FAMIARF.

Los resultados generales fueron prometedores y demostraron que el rendimiento de los estudios aéreos es diez veces más eficaz en comparación con los estudios terrestres y menos arriesgado para los operadores en tierra. Además, poner a prueba nuestros drones en el duro entorno puso de manifiesto la incapacidad de algunos equipos para funcionar como se esperaba, lo cual es un conocimiento invaluable para futuras expediciones.

Arctic Hot Point Solutions está organizando ahora la excavación del P-38 Echo encontrado (que se llevará a cabo en 2019) y continúa su búsqueda de otros aviones estadounidenses perdidos en Groenlandia.

Integración de GPR y drones

Debido a las condiciones climáticas hostiles de Groenlandia, la búsqueda por radar era limitada y las operaciones terrestres debían ejecutarse con rapidez y precisión. Aquí es donde nuestra amplia experiencia en la integración de sistemas no tripulados y desarrollo de software fue necesaria; en SPH Engineering, volamos y probamos drones, avionetas y helicópteros en nuestro aeródromo a diario.

Ventajas del GPR/dron

Los beneficios significativos de la integración de GPR y drones son variados. En primer lugar, un dron vuela sobre el terreno de forma independiente y a una velocidad constante, lo que aumenta la productividad del trabajo de campo diez veces.

En segundo lugar, los drones siguen las líneas de prospección con precisión. Aunque es común marcar un área de estudio con banderas o cuerdas, un dron puede seguir automáticamente rutas preprogramadas con una precisión de altura extrema. Montar un receptor GPS estándar en el dron proporciona una precisión de aproximadamente 3 a 4 metros, mientras que el uso de un GPS RTK mejora la precisión a unos pocos centímetros. Además, un receptor RTK solo aumenta los gastos relacionados con el dron en unos pocos cientos de dólares. Un dron también mantiene una velocidad constante, lo cual puede ser crucial para sesiones de registro de datos continuas; lo que es casi imposible de lograr con equipos estándar es un beneficio casi gratuito del dron. La última ventaja de usar drones es tan crucial como obvia: la seguridad. En algunos casos, como nuestra misión en el glaciar, caminar sobre la superficie puede ser extremadamente peligroso. Un operador de drones puede monitorear de forma remota el vuelo y las operaciones del GPR desde una distancia segura.

Nuestro sistema personalizado Montar un dron con GPR para misiones como la de Jim no es fácil, pero tampoco es ciencia espacial. Necesitas fijar una antena GPR ligera debajo de un dron y usar una tableta estándar (también fijada en algún lugar) para registrar los datos.

Aunque un sistema así funcionará en condiciones ideales, todavía necesitas un sistema integrado para obtener los beneficios reales. Un GPR/dron totalmente integrado, como el que usamos para la misión, cuenta con las siguientes características:

  • Los datos del GPR se registran a bordo mediante un software especializado de adquisición de datos que no requiere la intervención del operador para iniciar o detener el registro y puede funcionar de manera robusta en modo desatendido.
  • Los datos del GPR se geoetiquetan utilizando coordenadas GPS (cada traza se registra junto con sus coordenadas).
  • Si el dron está equipado con GPS RTK, se deben utilizar coordenadas precisas para geoetiquetar los datos.
  • El operador del dron puede controlar el GPR desde tierra: iniciar/detener el registro de datos, cambiar el modo y la configuración del GPR, etc.
  • El operador del dron debe poder ver cómo funciona el GPR o, al menos, ver los datos de la traza actual.


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