Resumen

Un dron es un vehículo aéreo no tripulado (VANT) controlado a distancia. En sus inicios, los VANT se utilizaban con fines de reconocimiento y ataque militar. A partir de la caída del muro de Berlín en 1989, a las tecnologías desarrolladas por la industria bélica se les ha buscado aplicaciones civiles que redunden en beneficio de la sociedad. Este fue el caso de los VANT, que actualmente se utilizan para llevar a cabo múltiples tareas como vigilancia, fotografía y ocio entre otras. La ciencia no ha desaprovechado la oportunidad y ha incursionado con bastante éxito en el uso de estas plataformas colocando diversos instrumentos de medición en los VANT lo que ha permitido reducir el costo de recolección de grandes cantidades de datos de alta calidad. Como resultado, más académicos/as en diversas disciplinas como lo son las Ciencias de la Tierra están recolectando información mediante sensores aéreos con mayor frecuencia en aras de generar mayores beneficios a la sociedad.

Palabras clave: Drones, ciencias de la tierra, teledetección.

Abstract

A dron is an unmanned aerial vehicle (UAV) controlled by distance. In the beggining the UAVs’s were used with military attacks and recognition purposes. From the fall of the Berlin Wall in 1989 all of those technologies developed by the defense industry where starting to get civil applications that could offer a benefit to society. This was the case of UAVs that are currently used to fulfill different tasks, just as surveillance, photography, entertainment and others. Science has not missed the opportunity and has dabbled with success in using these platforms by placing various measurement devices in UAVs, which has allow to reduce the cost of collection of large amounts of high quality data. As a result, more scholars in various fields of science, as in the case of earth sciences , are collecting information by air sensors with higher frequency in order to generate greater benefits to society.

Key words: Drone, earth sciences, teledetection.

Introducción

La teledetección o percepción remota es una disciplina científica que integra un amplio conjunto de conocimientos y tecnologías empleadas en la observación, análisis e interpretación de fenómenos terrestres y planetarios. La etimología de la palabra refiere a la adquisición de información sobre un objeto o fenómeno sin hacer contacto físico con el mismo, por tanto, contrasta la observación directa o in-situ. Actualmente, el término se refiere a la utilización de tecnologías de sensores montados en plataformas espaciales o aéreas que detectan y/o clasifican fenómenos en la tierra por medio de ondas electromagnéticas propagadas (ej. luz visible, infrarrojo, etc.); por lo que los orígenes de esta disciplina se hallan íntimamente vinculados al desarrollo de la tecnología fotográfica, la aviación y la industria aeroespacial¹.

Hasta hace unos años, el alto costo de las plataformas y la instrumentación para obtener información, hacía que esta tecnología fuese de uso exclusivo del gobierno; sin embargo, los avances tecnológicos en este campo han permitido que a partir de la primera década del siglo XXI, el sector civil empiece a incursionar en este campo debido principalmente al desarrollo de las plataformas aéreas conocidas como drones lo que está revolucionando la industria del arte, educación, comunicación y la ciencia.

Desarrollo del tema

Un dron, del inglés «drone» es una aeronave no tripulada que realiza vuelos controlados a través de un control remoto o bien de una manera totalmente autónoma programando un plan de vuelo en su memoria² (Fig. 1).

Figura 1. Drone modelo DJI Phantom². (Fuente: Foto propia)

Los drones hicieron su aparición durante la Primera Guerra Mundial, el ingeniero Charles Kettering de General Motors, desarrolló en 1917 un biplano militar que basaba su funcionamiento en un mecanismo de relojería programado para plegar las alas del biplano después de una cierta distancia de vuelo y caer como una bomba sobre el enemigo³.

Después de las guerras mundiales, los drones quedaron relegados ya que la investigación se centró en el desarrollo de armas nucleares y no fue sino hasta la aparición de la electrónica en estado sólido, la miniaturización y las comunicaciones por satélite que el diseño de los drones se fue haciendo más complejo hasta que aparecieron los Predator a principios de los años 90´s, un dron con sistema de posicionamiento GPS (Global Positioning System por sus siglas en inglés) que era utilizado en campos como la geolocalización y/o vigilancia.

El continuo desarrollo tecnológico ha hecho que los drones se hagan cada vez más complejos. Uno de los drones más modernos y sofisticados actualmente es el Fury 1500 que es utilizado para realizar misiones civiles y militares. Este dron es capaz de despegar desde casi cualquier lugar y volar hasta 5,000 m. de altura a una velocidad máxima de 214 km/h con una carga máxima de 56 kilos pudiendo ser controlado de forma remota o autónoma y está equipado entre otras cosas con radar, sensores electro-ópticos, infrarrojos y un sistema de adquisición de información por medios electrónicos.

El marcado avance en la tecnología y la disminución en los costos de adquisición ha permitido el uso de drones en el ámbito civil lo que se espera tenga grandes beneficios a la sociedad. Algunas de las aplicaciones del uso de drones son: movilidad y tráfico, exploración de lugares de difícil acceso y zonas de desastre, control y análisis de multitudes, investigación de una escena de crimen, agricultura, construcción e inspecciones de obra y estudios sobre medio ambiente entre otras.

Integrar el uso de drones como herramienta de estudio presenta ventajas respecto a las técnicas tradicionales como: reducción de costos, simplificación y automatización de procesos, mayor calidad de imágenes sin renunciar al dinamismo, posibilidad de vuelos a bajas velocidades y cerca del suelo u obstáculos, reducción en el tiempo de trabajo de campo, acceso a zonas de alto riesgo, reducción en el personal necesario para realizar el estudio, obtención de modelos digitales de elevación entre otros.

Se destaca la utilidad del uso de drones en estudios relacionados con las Ciencias de la Tierra, ya que el enorme valor de esta tecnología en este campo radica en la posibilidad de equipar al dron con accesorios y sensores como cámara de imágenes ópticas o infrarrojas, equipo de geolocalización, sonar, sensor láser, etc. que permitan adquirir información de gran calidad, además del uso de computadoras y programas de cómputo capaces de manejar y procesar gran cantidad de información mediante algoritmos matemáticos.

Las aplicaciones son variadas destacando la realización de mapas geológicos, topográficos, sedimentológicos, mineralógicos, de riesgo geológico y naturales, geofísicos, estructurales, así como control y monitoreo de explotaciones mineras, estudios costeros, evaluación de yacimientos petroleros, estudios estratigráficos, movimientos de masa, producción de áridos y estudio de volcanes entre otros.

Un ejemplo del uso de drones en la vulcanología fue el estudio realizado en el volcán Monte Yasur en la isla de Tanna (2014), en Vanuatu, cuyo objetivo principal fue estudiar las fumarolas. Una expedición pudo llegar al cráter desde el cual se tomaron una serie de fotografías revelando la existencia de tres fumarolas. A partir de un vuelo con dron se identificó la existencia no de tres sino de seis fumarolas y se tomaron muestras del gas emanado lo que hubiese sido imposible de realizar utilizando técnicas tradicionales por los riesgos que implicaban⁴.

En California, USA, la tecnología se ha utilizado para visualizar las deformaciones del terreno y estimar la velocidad de desplazamiento de la falla de San Andrés.

En México, los drones se usan principalmente en estudios de monitoreo de especies silvestres, clima, mapeo y exploración de terrenos y/o vestigios arqueológicos como es el caso de la zona arqueológica de La Labrada en el estado de Sinaloa, donde con ayuda de los drones se están georreferenciando los hallazgos arqueológicos y se está diseñando un mapa del sitio.

El Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) ha hecho uso de la tecnología de drones en tareas geoespaciales, principalmente en levantamientos aerofotogramétricos para generar ortofotos y modelos digitales de elevación (Fig. 2) que sirven de insumos básicos para la producción cartográfica, levantamientos catastrales, monitoreo de la producción agrícola, cálculo de movimiento de tierras, monitoreo de variación de temperaturas, inventario de suelos, entre otros⁵.

Otro campo en el que se está incursionando con el uso de drones son los estudios costeros, en cabo Pulmo (Baja California Sur) se analizaron las amenazas antropogénicas y naturales que enfrenta una de las principales reservas marinas de nuestro país. En el estudio se documentaron los cambios en la línea de costa resultado del impacto del huracán Odile que azotó la península de Baja California en el 2014 así como la variación en la línea de costa en dos playas de la misma zona conocidas como Tinajas y Barracas. En la primera se presentó un retroceso del cantil y en la segunda, el huracán erosionó la playa perdiéndose una importante área para el anidamiento de tortugas⁶.

En la ciudad de Ensenada, B.C. se están utilizando drones para evaluar los cambios en el volumen de sedimento y cobertura vegetal de un campo de dunas ubicado en una playa urbana donde se realizan un sinnúmero de actividades antropogénicas con el fin de definir zonas y grado de impacto de las mismas.

Figura 2. Ejemplo de modelo digital de elevación del Estado de Chiapas, México. (Fuente: INEGI en http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/datosrelieve/continental/queesMDE.aspx)

Nuestro país está incursionado en la integración de esta tecnología como herramienta para la investigación en las Ciencias de la Tierra, lo que permitirá en un corto plazo, un mejor entendimiento del objeto de estudio; sin embargo, existen algunos retos a superar como es el desarrollo de nuevos equipos de almacenamiento y procesamiento de datos capaces de manejar gran cantidad de información además del tema de regulación de uso. Con relación a este último punto existe una preocupación sobre el uso indebido de estas tecnologías, por ejemplo: actividades ilícitas, invasión de propiedad privada, y/o invasión del espacio aéreo. La Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) a través de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) lanzó la regulación respectiva mediante la circular CO AV-23/10 R2 en la que se presenta una clasificación de los drones dependiendo de su peso, y uso con el objetivo de que cada uso de estos tenga ciertas libertades, o en caso contrario limitantes⁷.

Para las tres clasificaciones de drones contenidas en la circular emitida por la SCT se han interpuesto algunas normativas, por ejemplo, solo podrán operar durante el día, a menos 9.2 kilómetros de aeropuertos, 3.7 kilómetros de aeródromos y 900 metros de los helipuertos. Además, tendrán que asegurar que en su vuelo no dejarán caer algún tipo de objeto que cause daño a terceros⁷.

La incorporación de esta nueva tecnología en las investigaciones realizadas en el campo de las Ciencias de la Tierra puede traer consigo grandes beneficios a nuestra sociedad; sin embargo, para lograrlo es importante que se cuente con un entendimiento integral de los alcances del uso de esta tecnología y de las responsabilidades que conlleva para sus operadores.

Referencias

1. DI LEO, Néstor C. Drones: nueva dimensión de la teledetección agroambiental y nuevo paradigma para la agricultura de precisión. Revista Agromensajes [en línea]. Mayo 2015. [fecha de consulta: 12 mayo 2016]. Disponible en: http://www.fcagr.unr.edu.ar/wp-content/uploads/2015/05/2AM41.pdf
2. MONCADA, Arturo. Drones en beneficio de la ciencia. Revista Vértigo Político [en línea]. Noviembre 2015. [fecha de consulta: 15 mayo 2016]. Disponible en: http://www.vertigopolitico.com/articulo/36123/Drones-en-beneficio- de-la-ciencia
3. STAMP, Jimmy. Unmanned Drones Have Been Around Since World War I. Revista Smithsonian [en línea]. Febrero 2013. [fecha de consulta: 4 mayo 2016]. Disponible en: http://www.smithsonianmag.com/arts- culture/unmanned-drones-have-been-around-since-world-war-i- 16055939/
4. JORDAN, R. Benjamin. A bird’s-eye view of geology: The use of micro drones/UAVs in geologic fieldwork and education [en línea]. Julio 2015. [fecha de consulta: 6 mayo 2016]. Disponible en: http://www.geosociety.org/gsatoday/archive/25/7/article/i1052-5173-25-7- 50.htm
5. Instituto Nacional de Geografía y Estadística (INEGI). Modelos Digitales de Elevación (MDE) [en línea]. [fecha de consulta: 6 mayo 2016]. Disponible en: http://www.inegi.org.mx/
6. AVILÉS Claudia. En menos de un año, oleaje y lluvia ha erosionado las playas en Cabo Pulmo: CICESE. Nota Periodística [en línea]. Febrero 2016.
7. Secretaría de Comunicaciones y Transportes (México). Regulación sobre uso de aeronaves no tripuladas (drones), para su operación segura [en línea]. Enero de 2016. [fecha de consulta: 2 mayo 2016].