Drones y su aplicación en geología

El uso de drones en las ciencias geológicas

El uso de drones está en auge. Sus aplicaciones en campos tan diversos como defensa, topografía, agricultura o arqueología están revolucionando estas áreas y como no, la geología también se está favoreciendo de estas nuevas tecnologías.

El uso de drones, por ejemplo, en minería o geotecnia es ya un hecho y está facilitando enormemente que la toma de información sea rápida y económica.

La proliferación de drones debido a su reducido coste y aumento en las prestaciones, junto con una mejora en las aplicaciones informáticas para la captura de datos y posterior procesamiento, está consiguiendo un auténtico boom comparable al de los smartphones.

Los drones nos permiten estudiar de forma económica y rápida zonas recónditas o escarpadas, con abundante vegetación o zonas peligrosas o de elevado riesgo como por ejemplo zonas de alta montaña, zonas desérticas o de selva, zonas controladas por guerrillas o grupos paramilitares o zonas afectadas por terremotos o volcanes.

Un ejemplo muy práctico, que se está llevando a cabo en estos días, es el estudio del volcán Kilauea en Hawái donde además se están obteniendo unas imágenes preciosas de las coladas de lava, imposibles o muy peligrosas de tomar con otros medios aéreos.

Frecuentemente cuando pensamos en drones nos viene a la imagen el típico cuadricóptero pero no son los únicos que nos permiten estudiar el terreno.

Tipos de drones en geología

Básicamente podemos definir tres tipos de drones según Fernández-Lozano, J. y Gutiérrez-Alonso, G. (2016b):

Ala fija: Son aquellos que, como su nombre indica, no permiten el movimiento del ala ya que se encuentra unida a la propia estructura de la aeronave. La sustentación se consigue con el perfil aerodinámico de las alas que están especialmente diseñadas para crear diferencias de presión.

Estos drones nos permiten cubrir grandes distancias ya que son muy rápidos y al tener los sensores una posición fija permiten toma de ortofotografías o cartografías de grandes superficies.

Ala rotatoria: Son los drones que poseen alas o también llamadas palas que giran alrededor de un eje y permiten además del movimiento la sustentación del aparato.

Permiten mantenerse en puntos fijos o girar sobre sí mismo por lo que son muy utilizados en trabajos de detalle o trabajos verticales. También poseen una mayor carga que los drones de ala fija por lo que pueden llevar un mayor número de sensores.

Ala mixta: Se trata de drones que combinan propiedades de los dos tipos de alas.

Los sensores más habituales que llevan los drones para su uso en las ciencias de la Tierra son:

• Sensores para la captura de imágenes como son las cámaras fotograméticas RGB, cámaras térmicas o multiespectrales.
• Sensores LiDAR que permiten la obtención de modelos digitales del terreno y de contornos de alta resolución.
• Sensores geofísicos como son los sensores gravimétricos, electromagnéticos o radio-magnetotelúricos.
• Sensores geoquímicos mediante el uso de espectrómetros u otros dispositivos que nos permitan la toma de datos de gases, elementos químicos o radiactivos.
• Sensores de radar y sonar.

A continuación, os hablaremos de las aplicaciones geológicas con drones más usadas, y las que están por llegar en un futuro muy próximo.

Aplicaciones geológicas de los drones

Los usos geológicos de drones pueden ser muy diversos y todavía están en sus inicios, pero cabe comentar los siguientes:

Drones en tectónica y geología estructural

Mediante los sensores y técnicas antes comentadas, es posible la generación de mapas, ortofotografías aéreas y modelos digitales del terreno de alta resolución que permiten realizar cartografías geológicas de detalle con el reconocimiento e interpretación de estructuras geológicas, fallas y otros accidentes tectónicos y estructurales.

También es posible la generación de modelos 3D que permiten medir la dirección y buzamiento de los estratos, estudios estadísticos de la red de fracturación y diaclasado, evolución a lo largo del tiempo de zonas tectónicamente activas como dorsales, zonas de subducción, etc.

Drones en ingeniería geológica y geotecnia

Al igual que en las aplicaciones anteriores, los drones son muy versátiles en el uso ingenieril, de hecho ya se están usando con relativa frecuencia en cartografías y mapeados geotécnicos de obras lineales, evolución de las diferentes fases constructivas mediante tomas de fotos y videos aéreos, estudio de la red de diaclasado y fracturación en los vasos de grandes presas o estudio de zonas de difícil acceso o de peligrosidad elevada por conflictos armados o guerrillas.

Igualmente mediante estás técnicas es posible la eliminación de la vegetación por lo que su uso es muy extendido en zonas boscosas o de selva.

Drones en geomorfolología y riesgos geológicos

Mediante la comparativa de modelos digitales del terreno o cartografías de alta resolución en distintos periodos de tiempo es posible determinar los cambios geomorfológicos producidos en el paisaje como son la evolución del litoral como consecuencias de temporales o construcciones artificiales, evolución o migración de ríos, crecimientos de deltas o, una de las más utilizadas, la monitorización de grandes deslizamientos o movimientos del terreno para prevenir futuros desastres naturales.

También son ámpliamente utilizados en la evaluación de daños en áreas que han sufrido desastres naturales como terremotos, tsunamis o erupciones volcánicas.

Drones en minería

Uno de los campos donde su uso está creciendo más es en la minería puesto que al añadirle sensores geofísicos a los drones permiten una rápida y económica adquisición de datos en amplias superficies de terreno. Las técnicas geofísicas más utilizadas son las gravimétricas y las electromagnéticas para la prospección geofísica de nuevas áreas de interés.

También pueden ser utilizados en la estimación y cubicación de bancos mineros mediante modelos digitales o en la evaluación y estudio de antiguas escombreras o balsas mineras.

Drones en paleontología

El uso de drones en yacimientos paleontológicos permite la toma de datos con mayor rapidez y sin riesgos para el yacimiento mediante la toma de datos digitales de alta resolución como fotogravimetría o LiDAR para permitir un análisis pormenorizado a posteriori. Un ejemplo podría ser el estudio biomecánico de icnitas o huellas de dinosarios.

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¿Conoces otras aplicaciones geológicas? Déjanos un comentario para que sepamos más sobre los posibles usos geológicos de los drones.