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Revista de la Sociedad Geológica de España 29 (1)

APLICACIONES GEOLÓGICAS DE LOS DRONES

Geological applications of UAVs

Javier Fernández-Lozano1 y Gabriel Gutiérrez-Alonso1,2

1 Departamento de Geología. Facultad de Ciencias. Universidad de Salamanca (37008 Salamanca, Spain). [email protected] y [email protected] Geology and Geography Department, Tomsk State University, Lenin Street 36 (Tomsk 634050, Russian Federation)

Abstract: Emerging Geomatic technologies for the capture, processing and display of three-dimen-sional data are of great interest in the field of geology, because of the need to analyze informationand parameters contained in outcrops and landforms. The integration of these technologies such asairborne laser, multispectral cameras or other geophysical devices in drones, provides a useful toolespecially in remote, inaccessible or highly vegetated areas. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) canreduce the accessibility problems, tedious and complex time-consuming data acquisition and pro-cessing, as well as enables a reduction of field campaign costs in comparison with traditional geo-logical surveys. This paper discusses various aircraft devices and their capabilities, useful fordifferent aerial works, dealing with some interesting issues related to the current Spanish regulations,flight planning and applications for scientific and education purposes in the field of geology. Theemergence of low cost aircrafts drives the development of detailed and high resolution works, beingof special scientific and educational interest. In addition, the three-dimensional models facilitatethe dissemination of results to the general public and can be included as part of the content of Ge-oparks and other activities oriented to geotourism.

Key-words: drones, geology, geophysical survey, topography, digital 3D model, geoturism, geologicheritage.

Resumen: El uso de nuevas tecnologías geomáticas para la captura, procesado y visualización dedatos tridimensionales es de gran interés en el campo de la geología, debido a la necesidad deanalizar información y parámetros contenidos en afloramientos y formas del terreno. La integraciónde estas técnicas como el láser aerotransportado, las cámaras multiespectrales u otros aparatosgeofísicos en drones, proporciona una herramienta de utilidad en zonas remotas, de difícil accesoo muy vegetadas. Las aeronaves no tripuladas pueden ayudar a reducir los problemas de accesi-bilidad, el tiempo de adquisición y procesado de datos, así como los costes derivados de las cam-pañas de campo en comparación con los métodos tradicionales de exploración geológica. En estetrabajo se introducen algunos aspectos de interés a nivel de normativa vigente y planificación devuelos, proporcionando una guía con las principales características y posibilidades que ofrecen losdrones en el campo de la geología. La entrada en el mercado de aeronaves de bajo coste, permiteademás la elaboración de modelos digitales y ortofotografía con una elevada resolución, siendo deespecial interés científico y educativo. Su uso para la elaboración de modelos tridimensionales fa-cilita la visualización de resultados de cara al público y pueden ser incluidos como contenido engeoparques y otras actividades orientadas al geoturismo.

Palabras clave: drones, geología, prospección geofísica, topografía, modelos digitales 3D, geoturismo,patrimonio geológico.

Fernández-Lozano, J. y Gutiérrez-Alonso, G. (2016): Aplicaciones geológicas de los drones. Revistade la Sociedad Geológica de España, 29(1): 89-105.

ISSN (versión impresa): 0214-2708ISSN (Internet): 2255-1379

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Revista de la Sociedad Geológica de España, 29(1), 2016

Los drones son vehículos aéreos no tripulados, co-nocidos por sus siglas VANT o rPAs del inglés Remo-tely Piloted Aircrafts. Gracias a la reducción de sutamaño y el escaso peso que presentan, permiten la in-corporación de precisos GPS y sistemas inerciales pre-parados para la navegación autónoma. Estos avancestecnológicos han facilitado el acceso público a esta tec-nología en los últimos años. El rápido desarrollo de laingeniería geoespacial ha facilitado la entrada de tec-nologías emergentes en el mercado con un numerosocampo de aplicaciones en distintas ramas de las cien-cias experimentales como la geodesia, la física o la geo-logía (Thomson et al., 2007; Watts et al., 2012). Estastecnologías basadas en sensores de alta resolución hanreducido costes y tiempo de procesamiento de datos, au-mentando la capacidad para producir un ingente volu-men de información de forma rápida y efectiva(remondino et al., 2011; Carrivick et al., 2013;Hernandez-Lopez et al., 2013). En los últimos años, suimplantación en los llamados vehículos aéreos no tri-

pulados ha facilitado su uso en regiones remotas, de di-fícil acceso o muy vegetadas (Van Blyenburgh, 1999).Estas son algunas de las razones que hacen de estos apa-ratos una herramienta con un creciente interés en elcampo de la geología.

Los drones permiten obtener ortofotografías y mo-delos digitales de la topografía con una alta resoluciónespecialmente útiles para el conocimiento de los proce-sos geológicos y el desarrollo de trabajos científicos.Son numerosas las posibilidades que ofrecen en campostan dispares como la paleontología, la geomorfología,la conservación del patrimonio o las ciencias del mar.La capacidad para intercambiar diferentes sensores deforma rápida permite obtener multitud de datos en unúnico vuelo, reduciendo recursos económicos y manode obra (Caltabiano et al., 2005; Lin et al., 2011; Su andChou, 2015). Además, la reducción del tamaño y pesode estos sensores, permite su fácil transporte, pudiendoser utilizados en zonas de difícil acceso para otro tipo deaeronaves —i.e. cañones, bosques, etc.— Estas son,

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Fig. 1.- Imagen aérea de un acantilado en la serie Jurásica carbonatada de la Formación Chelva (Dogger) de la Serranía de Cuenca.. Laposibilidad de realizar la rectificación de la distorsión de la imagen permite trazar la posición de estructuras geológicas y la toma de me-didas directas sobre la misma.

entre otras, algunas razones que hacen de los dronesherramientas de gran versatilidad en el campo de la geo-logía.

Este tipo de aparatos pueden proporcionar informa-ción científica de forma rápida y eficaz, con altas reso-luciones que permitan trabajos detallados en diversoscampos de la geología, según las necesidades. Estas tec-nologías proporcionan un soporte en la investigación(Fig.1), y pueden facilitar la transmisión de informacióncientífica al público de forma visual, mediante la ela-boración de mapas y modelos tridimensionales de altaresolución. Asimismo, los drones representan una buena

herramienta para la difusión de información científicaen el ámbito de la educación y la divulgación de lasCiencias Geológicas. Esta información facilita la con-servación y preservación del patrimonio geológico fuerade zonas protegidas como Parques Naturales o Geosi-tios y puede ser incluida como contenido en geoparquesy un amplio campo de actividades relacionadas con elgeoturismo, como el Geolodía, organizado por la So-ciedad Geológica de España (Blanc et al., 2011;Fernández-Lozano et al., 2015a).

En este trabajo se dan a conocer los distintos tipos dedrones y sus características, estableciendo una clasifi-

cación en función del peso o la forma, indicando al-gunos aspectos de interés en el campo de las geocien-cias como son los diferentes sensores que puedenutilizarse o las capacidades de cada dron para los dis-tintos trabajos aéreos. Además, se trata de forma somerala normativa española en un sector en continua expan-sión; los drones han pasado de ser un juguete a conver-tirse en una herramienta de precisión. Tambiéndestacamos algunos aspectos legales de interés para elcampo de la geología, que responden al uso de aerona-ves en zonas prohibidas o restringidas como áreas ur-banas, proximidad a aeropuertos, Parques Nacionales oZonas de Especial Protección para las Aves (ZEPA).

Se establecen, además, toda una serie de recomenda-ciones y consejos para la planificación de los vuelos deacuerdo con los distintos objetivos, así como una serie deconsideraciones técnicas para la elaboración de cartografíay toma de datos que permitan ayudar a la realización de la-bores científicas. Finalmente se abordan los diferentesmétodos implementados en aeronaves no tripuladas y suinterés en las Ciencias de la Tierra (Fig. 1), proporcionandouna guía actualizada y condensada de las principales ven-tajas que ofrecen este tipo de aparatos. Más allá de la ela-boración de cartografías, modelos digitales y ortoimágenes,que pueden realizarse con cámaras convencionales me-diante las nuevas técnicas fotogramétricas de imagen comoel SfM (Structure from Motion por sus siglas en inglés),existen en el mercado toda una gama de sensores como elLiDAr aerotransportado, los gravímetros y sensores mag-néticos, los sensores sonar, radar o incluso los sensores geo-químicos y atómicos.

Tipos de drones

Según su estructura

La extensa variedad de drones que han aparecido en losúltimos años en el mercado ha obligado a establecer clasi-ficaciones que permitan agrupar las distintas aeronaves enfunción de su uso, peso, dimensiones, etc (Arjomandi et al.,2006; Watts et al., 2012). Una primera clasificación en-globa los drones en tres categorías:

• Ala fija. Se caracterizan por alcanzar grandes distan-cias de vuelo con autonomías de hasta 60 km y unahora de vuelo –modelo Sirius Pro de Topcon o el UX5de Trimble– (Fig.2a). Estos modelos pueden superarlos 500 m de altura y velocidades comprendidas entre50 y 70 km/h. Debido a las características del aparato,los despegues se realizan desde una plataforma metá-lica inclinada un cierto ángulo, mientras que los ate-rrizajes son por impacto directo contra el suelo. Losmateriales con los que se fabrican son habitualmenteligeros, compuestos por polímeros de carbono y espu-mas que pueden ser renovados tras varios ciclos devuelo. A diferencia de los drones de ala rotatoria, pre-sentan la cámara en posición fija, bien cenital o en po-sición horizontal, pudiendo incorporar hasta 2.5 kg depeso como carga de pago –carga extra de material,sensores que incorpora, bien sea cámara de fotos,vídeo, LiDAr, etc., sin incluir la estructura básica quepermita volar al dron, esto es, baterías y motores–.Estas características los hacen especialmente versáti-les para la elaboración de cartografías y toma de or-toimágenes de superficies extensas.

• Ala rotatoria. Presentan una menor autonomía en-torno a los 30 min. de vuelo y distancias por debajode los 10 km –modelos S1000 de DJI, ZX5 de Trim-ble o los Microdrones–. Estos drones presentan entre4 y 8 hélices con longitudes de ala que superan elmetro (Fig.2b). Pueden soportar una carga de pago demás de dos kilos y a diferencia de los drones de alafija, pueden girar sobre sí mismos en distancias muycortas, lo que los hace especialmente versátiles paratrabajos verticales. En función del estudio a realizar –topográfico, geofísico, geológico–, cada dron puedeaportar diferentes recursos y capacidades que debenser planificadas con anterioridad a los vuelos para ase-gurar los mejores resultados.

• Ala mixta: Modelo intermedio que incluye las mismasprestaciones que los anteriores en una única aeronave.Este tipo de aparatos presentan un tamaño y pesomucho mayor por lo general (entre 25 y 150 kg).

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Fig. 2.- a) Ejemplo de lanzadera y colocación de un dron de ala fija en posición de despegue (cortesía de www.topografiapirineos.com).b) Modelo de ala rotatoria Phantom durante una inspección previa al vuelo.

Una clasificación simplificada de los tipos dedrones y los pesos de acuerdo con la regulacióneuropea puede encontrarse en la Figura 3.

Según su peso

Una clasificación más detallada según lo esta-blecido en la Ley 18/2014, del 15 de octubre de2014 (BoE, 2014), cataloga estos aparatos según supeso máximo al despegue (PMD), es decir, el pesototal de la aeronave incluyendo baterías y hélices,así como la carga de pago que se añade. La norma-tiva española diferencia tres categorías (Fig.4):

• PMD < 2 kg. Los denominados micro o mini dro-nes que podrían alcanzar tamaños entre los 2 cmy los 50 cm o más en función de los materiales delos que estén construidos.

• PMD entre 2 kg y 25 kg. Se trata de los drones pe-queños, con envergaduras que superan los 50 cm.

• PMD entre 25 kg y 150 kg. Considerados medianos.



Fig. 3.- Tipos de aeronaves no tripuladas disponibles en el mercado según su estructura: 1. Ala rotatoria; 2. Ala fija y 3. Ala mixta.

Fig. 4.- Clasificación de aeronaves no tripuladas según el peso de acuerdo ala normativa vigente en España.

Tipos de sensores

La gran mayoría de las aeronaves no tripuladas suelen pre-sentar un sistema inteligente que incorpora además un sistemade geolocalización por satélite GPS y GLoNASS (versiónrusa), permitiendo a los pilotos establecer la posición de formarápida y eficaz, a la vez que facilita el control de la estabilidaddel aparato. Algunos modelos incluyen, además, un sistemainercial (IMU) con varios giróscopos y acelerómetros capacesde monitorizar pequeños cambios en la trayectoria del aparato–por ejemplo, como consecuencia de las corrientes de aire(Bristeau et al., 2011)–. recientemente, se han implantado mo-delos que presentan sensores sonar, lo que les permite estabi-lizarse en el aire en condiciones en las que la señal GPS nollega con suficiente potencia, como los modelos DJI Inspire yPhantom 3 –este problema es habitual en valles cerrados, ca-racterizados por la presencia de paredes rocosas verticales oentornos de bosques cerrados. A este respecto, la presencia denubes o edificios próximos produce también refracciones de laseñal GPS que pueden afectar al vuelo de la aeronave–; aunqueya existen en el mercado los drones que permiten la navegaciónautónoma para esquivar objetos mediante visualización de imá-genes (Saska et al., 2012).

Los sensores aerotransportados para drones disponiblesen el mercado se pueden catalogar en distintos tipos deacuerdo con Díaz (2015) (Fig.5):Sensores para captura de imágenes. Son sensores pasivos

(Chuvieco-Salinero, 1996), basados en la captura de la ener-gía electro-magnética procedente de las superficies terrestres,bien al ser reflejada por los rayos solares, o emitida a travésde la temperatura. Algunos ejemplos son las cámaras fo-tográficas rGB, las cámaras térmicas o infrarrojas y lashiperespectrales y multiespectrales (en función de que repro-duzcan el espectro de forma continua o discontinua, respec-tivamente). Este tipo de sensores permiten la toma deimágenes de alta resolución y en las distintas bandas del es-pectro de la luz. Entre las ventajas que presentan, destaca laposibilidad de tomar información digital georeferenciada yen tiempo real. Entre las técnicas más utilizadas, la fo-togrametría y la cartografía térmica-infrarroja, permite la ob-tención de información digital para diversos usos. El uso deeste tipo de sensores está regulado por el artículo 29 de la Di-rectiva Europea de Privacidad (Directive-95/46/EC, 2015). Sensores LiDAR. Se trata de un sensor activo (Chuvieco-

Salinero, 1996) basado en la emisión de un haz de luz. El láseraerotransportado consistente en un haz en distintas bandas del



Fig. 5.- Algunos de los sensores aerotransportados más utilizados: A) cámara multiespectral; B) LiDAr; C) Barómetro y magnetómetroy D) sensor radar.

espectro que registra los objetos y superficies sobre las que in-cide. La obtención de nubes de puntos georreferenciadas ylos valores de reflectancia permiten la clasificación de distin-tas características presentes en los objetos, así como la ob-tención de modelos digitales de alta resolución y laelaboración de mapas de contornos. El uso de distintas ban-das del espectro permite la obtención de información topográ-fica (banda roja) o batimétrica (banda verde). También puedeutilizarse en el estudio de gases atmosféricos, mediante elanálisis de difracción/absorción de partículas.Sensores geofísicos. La toma en tiempo real de informa-

ción gravimétrica o electromagnética con diferentes resolu-ciones y sensores, de tan solo unos pocos kilogramos de peso,los hace especialmente versátiles para trabajos geofísicosaéreos.Sensores químicos. Estos sensores incluyen los espec-

trómetros y otros aparatos que recogen en tiempo real datosde gases atmosféricos, temperaturas, partículas químicas, ra-diactivas y otros contaminantes, etc. La posibilidad de llegara zonas de difícil acceso como volcanes, áreas glaciares uoceánicas o zonas de potencial peligro radiactivo o químico,hacen que su uso montado en drones se haya desarrollado congran rapidez.Sensores radar y sonar. Aunque están en una primera

fase de desarrollo, se plantean como los nuevos aliados parala adquisición de información digital en los ámbitos de latopografía y la prospección geológica y oceanográfica.

Normativa legal vigente en España

La incorporación de las aeronaves no tripuladas al mer-cado tecnológico y su uso civil requiere de un marco regula-torio orientado a su implantación en el espacio aéreo europeo.Sin embargo, son muchas las dudas que suscitan a nivel in-ternacional, donde no existe una legislación específica quepermita su regularización, orientada a evitar acciones ilícitascomo el robo de datos e información, el terrorismo u otrospeligros que se puedan suscitar por un uso inadecuado de losmismos (Van Blyenburgh, 1999; Lópes, 2013; Díaz, 2015;Kleinschmidt, 2015; Lamus, 2015). En este sentido, laComisión Europea establece una serie de recomendacionesregulatorias que permitan racionalizar el sector y el desarrollode actividades relacionadas con el uso de los drones. De estaforma se establece un marco administrativo internacional quepromueve aspectos como la seguridad, la privacidad, la pro-tección de datos, los seguros y la responsabilidad (oACI,2011; Commission, 2014). Estas recomendaciones, impul-sadas entre otros organismos europeos por la European Avi-ation Savety Agency (EASA), sirve como referencia dentrodel marco regulatorio que los diferentes países de la Uniónestablezcan para su regulación (EASA, 2015).

En el caso de España, el uso legal de los drones quedarestringido al reglamento vigente, estipulado en una norma-tiva a través de la Ley 18/2014, de 15 de octubre (BoE,2014), por el que se aprueban las medidas para el crecimiento,competitividad y la eficiencia de operaciones realizadas coneste tipo de aparatos no tripulados. Esta regulación cuenta conuna serie de disposiciones que todo operador y piloto debenconocer para la realización de trabajos técnicos o científicos.

Por un lado, queda regulado el uso de drones para el desar-rollo de actividades técnicas y de investigación –en los cam-pos de geología, agricultura, meteorología, topografía,arqueología, etc.–, tratamientos aéreos, fitosanitarios o laboresde extinción de incendios, la fotografía y filmación con finesespeciales o publicitarios, así como otras actividades comolas operaciones de vigilancia en términos de seguridad, con-trol y salvamento. Estas labores quedan sujetas al principio deprotección de datos y privacidad que establece la ley (ordende la Presidencia de Gobierno de 14 de marzo de 1957), lim-itando así el uso de cámaras y dispositivos audiovisuales parapreservar la intimidad de las personas (Díaz, 2015).

Se presentan a continuación las principales limitacionesque restringen el vuelo con drones:

Limitaciones de espacio

Las operaciones realizadas con este tipo de aeronaves que-dan restringidas a zonas no pobladas y aeropuertos –distanciasmínimas de 500 m alrededor de núcleos urbanos y 8 km res-pecto a puntos con espacio aéreo controlado, como aeropuer-tos y aeródromos, o 15 km en vuelo instrumental–. Además,existen otras disposiciones de seguridad establecidas en la ac-tual normativa, como zonas de vuelo restringido o aquellas cla-sificadas como puntos de especial protección: ParquesNaturales, Zonas ZEPA de protección de las aves, etc., aunqueen la actualidad, la Agencia Estatal de Seguridad Aérea no seha pronunciado, por lo que las limitaciones quedan dentro delas estipuladas para estas zonas en la disposición general.

Limitaciones de peso

Los vuelos realizados con dron están limitados a aerona-ves con un peso máximo al despegue –que incluye el peso dela aeronave, la carga de pago y el combustible–, según cate-gorías (Fig.4). En España, la normativa establece varias cla-ses diferentes reguladas para las aeronaves civiles pilotadaspor control remoto. El certificado para pilotar drones con unpeso al despegue superior a 25 kg requiere de una licencia es-pecial, que no será tratada en este trabajo y cuyas condicionesy limitaciones vienen establecidas en el certificado de aero-navegabilidad del aparato. Para el resto de drones por debajode 25 kg, la licencia permite el vuelo, bien por contacto visualdirecto (Visual Line Of Sight operations, VLoS), por mediode otros métodos (Extended Visual Line Of Sight operations,EVLoS) o más allá de donde el piloto puede responder pormedios audiovisuales (Beyond Visual Line Of Sight opera-tions, BVLoS) –este último requiere de espacio aéreo segre-gado o la emisión de un NoTAM (Notice To Airmen oinformación para aviadores) concedido por los Servicios deInformación Aeronáutica y sólo para pesos inferiores a 2 kg–. El vuelo de estas aeronaves queda limitado a 500 m en la ho-rizontal y 120 m de altura, de manera que no existainterferencia con la trayectoria de aeronaves civiles próximas(BoE, 2014; AESA, 2015).

Existe, además, toda una serie de escenarios operaciona-les que comprenden limitaciones de vuelo bajo buenas con-diciones de visibilidad, así como la prohibición de realizar



actividades en condiciones meteorológicas adversas o duranteel periodo nocturno –el periodo nocturno está consideradoentre el orto y el ocaso solar, entorno a 6º por debajo de lalínea del horizonte, y puede consultarse en el AeronauticalInformation Publication (AIP), donde se recogen los hora-rios de estos fenómenos en referencia al lugar y momento delaño (ENAIrE, 2015)–.

Además de las limitaciones expuestas, para poder desar-rollar trabajos de carácter técnico-científico con drones seránecesario estar en posesión de una serie de certificados emi-tidos por las oraganizaciones de Formación Aprobada(ATos) y la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA)(BoE, 2014).

Acreditación de los pilotos

Al igual que las aerolíneas de aviación civil, habría quedestacar la diferencia entre un piloto y un operador de vuelo.Los primeros representan la persona física, mientras los se-gundos hacen mención a la compañía (e.g. Iberia, AirFrance,etc.). De este modo, el piloto es la persona acreditada paravolar una aeronave que ya esté dada de alta y certificada porla Agencia Estatal de Seguridad Aérea.

Los requisitos para acreditarse como pilotos son:

• Haber pasado un examen teórico y práctico por una ATo.Las listas de ATos certificadas por AESA pueden encon-trarse en AESA (2015).

•Certificado médico «LAPL» o Clase 2 hasta finales de 2015.

Acreditación de operadores

Los operadores aéreos pueden operar sin necesidad desolicitar una autorización previa a AESA, siempre quehayan recibido la autorización de la comunicación inicial yla declaración responsable de que la aeronave cumple conlos requisitos establecidos por la ley (BoE, 2014).

Es importante tener en cuenta que la licencia de pilotono permite operar para la realización de actividades aéreasde investigación, por lo que se hace necesario la obtenciónde un certificado como operador. Esta licencia se tramita,indistintamente del tamaño de la aeronave tripulada porcontrol remoto, a través de AESA y debe incluir una memo-ria que recoja, entre otros:- Documentación sobre la caracterización de la aeronave (ca-

racterísticas, tamaño, prestaciones, etc.).- Manual de operaciones en el que consten los procedimien-

tos de la operación (aterrizaje y despegue, criterios paravuelo bajo distintas condiciones meteorológicas u orográfi-



Fig. 6.- En la realización de vuelos técnicos es conveniente conocer la zona antes de volar, así como realizar los vuelos en lugares dondese pueda maniobrar con facilidad fuera del alcance del espacio de anidamiento de aves o aquellos en los que el vuelo no pueda reali-zarse con seguridad.

cas, gestión de combustible o energía, etc.).- realización de un estudio aeronáutico de seguridad para las

operaciones a las que se habilita.- Tener un programa de mantenimiento actualizado donde

consten las averías y problemas registrados.- Tener un seguro de responsabilidad civil (los nuevos pre-

sentan una cláusula de protección de datos). Para ello esnecesario contar con licencia actualizada de piloto.

- Adoptar medidas de seguridad para evitar interferencias ilí-citas u otros imprevistos por un uso inadecuado del radio-transmisor.

- Garantizar que la operación a realizar es segura y se realizafuera de núcleos urbanos y a una distancia mínima de 8 kmde cualquier aeropuerto o aeródromo o 15 km en vuelo ins-trumental.

- Las aeronaves deben contar también con una placa identifi-cativa donde conste de forma legible y a simple vista: el nú-mero de registro de la aeronave, mediante la designaciónespecífica; el número de serie si es el caso, nombre de laempresa operadora y los datos para contactar con la misma.Aquellas aeronaves que pesen más de 25 kg al despeguedeben estar inscritas en el registro de Matrícula de Aero-naves de AESA y disponer de certificado de Aeronavegabi-lidad (BoE, 2014; AESA, 2015).

La nueva disposición que entre en vigor próximamente,plantea algunos cambios substanciales, como la posibilidadde volar en zonas urbanas previa autorización de la Adminis-tración Local y la Subdelegación del Gobierno y bajo medi-das estrictas de seguridad; igualmente, los vuelos en zonaurbana con aparatos por debajo de 10 kg de peso, deberán serrealizados a una distancia del piloto inferior a 100 m, mante-niendo la altura por debajo de los ya estipulados 120 m(AESA, 2015).

Planificación de vuelos y consideraciones técnicas

En general, el vuelo queda limitado por las condicionesmeteorológicas de lluvia y en especial, el viento. Con ve-locidades de viento superiores a 30 km/h, el control de laaeronave se complica y en especial cuando éste se presenta

con rachas y cizalladura. Además, la precisión en la cap-tura de información georeferenciada puede quedar reducidadebido a los movimientos rápidos e imprecisos que no per-miten posicionar el aparato con precisión –especialmenteimportante en aquellas aeronaves por debajo de 5 kg depeso–. La niebla puede ser también un problema, ya queimpide la recepción precisa de información GPS, dificul-tando así el posicionamiento de la aeronave y su visibilidad,especialmente en lugares donde el vuelo se hace de formaautomática en lo que se conoce como vuelo no visual(BVLoS).

La planificación del vuelo debe también tener presente lasuperficie estimada de vuelo –incluyendo un 20% más de su-perficie del área total requerida– para que pueda haber solapede información suficiente, eliminando así errores laterales porfalta de información. La superficie a cubrir dependerá de la au-tonomía del dron –tiempo estimado de vuelo menos el tiempode vuelta y aterrizaje– y de la meteorología. La presencia deviento a favor o en contra puede disminuir o aumentar el tiempode respuesta y de viaje, por lo que es importante realizar una es-timación previa al vuelo. Además, la duración de las baterías seve condicionada por la temperatura, así como el tiempo de uso,aumento de la potencia, velocidad, etc.

otro aspecto importante a tener en cuenta en la capturade información georeferenciada es la luz –dependiente dela intensidad de los rayos solares y su posición–, especial-mente útil en vuelos para la obtención de planimetrías. Así,las diferencias producidas entre luces y sombras varían deforma estacional y diurna. Por ello es necesario planificarel momento y la orientación del vuelo a la hora de realizarlos trabajos aéreos dependiendo del tipo de informaciónque se quiera capturar. A diferencia del láser aerotrans-portado, cuya efectividad está controlada por la intensidadde la luz reflejada sobre el objeto –superficie del suelo opared–, la fotogrametría aérea no presenta este problema,aunque condiciones de baja luminosidad y sombras natu-rales tienden a mejorar los resultados (Petti et al., 2008).

La presencia de ríos, montañas y bosques sobre los que serealiza el vuelo ejercen una influencia importante en el de-sarrollo del mismo, por lo que deben ser analizados con de-



Fig. 7.- Corrección automática de la imagen durante el procesado realizado para la identificación de labores mineras auríferas romanas en el suroestede León, mediante fotogrametría aérea. Se elimina el efecto ojo de pez (visible en la curvatura del camino marcado con la flecha), pero se sufre pér-dida de información en la imagen, por lo que es necesario aumentar el solapamiento entre imágenes para poder realizar una reconstrucción tridimen-sional de calidad.

tenimiento. Así, las diferencias térmicas que se producen porabsorción o emisión de las diferentes superficies tienden acrear corrientes térmicas ascendentes/descendentes y turbu-lencias que condicionan la sustentación de la aeronave y portanto pueden poner en riesgo la operación. Estas condicionesson especialmente importantes en el verano, cuando estas co-rrientes presentan una mayor intensidad por la mayor ra-diación solar y absorción que presenta la superficie terrestre.Las montañas ejercen a su vez un efecto de canalización delos vientos, más intenso y hacia las cumbres durante el día yen sentido contrario hacia la tarde-noche. El vuelo próximo afuertes desniveles puede ocasionar fuerzas de succión sobreel aparato, para las que los pilotos deben estar preparados téc-nicamente, con el fin de evitar posibles accidentes. Es portanto importante la pericia del piloto y su conocimiento téc-nico a la hora de realizar una buena planificación de los vue-los, de la que dependerá finalmente la captura de datos y suprecisión. Trabajos realizados recientemente por Fernández-Lozano et al. (2015b) y Fernández-Lozano y Gutiérrez-Alonso (2016a) sugieren la importancia del uso de puntos decontrol terrestres y la metodología utilizada en la toma dedatos –ángulo de la focal, convergencia de tomas, etc.– parala elaboración precisa de cartografías y trabajos aéreos.

Como se ha indicado en la sección de normativa, los pi-lotos deben conocer la zona en la que se va a llevar a cabo elvuelo, las limitaciones legales y los posibles problemas de-rivados de trabajar en zonas restringidas como Parques Na-turales o Zonas de Especial Protección para las Aves (Fig.6).El control de zonas de anidación de aves limita la altura devuelo y la distancia, sobretodo en el periodo de cría de estas,pudiendo acarrear problemas que deben ser estimados conanterioridad al vuelo.

Entre las cuestiones técnicas de cara a la realización deun vuelo, es necesario plantear con anterioridad la resolucióndel mismo. En trabajos fotogramétricos la resolución de losdatos dependerá de la altura del vuelo y la distancia focal dela lente de la cámara; por tanto, es necesario una calibraciónprevia, o el uso de herramientas que permitan la restituciónadecuada, eliminando efectos indeseados de la lente, como ladistorsión radial, el efecto cúpula, ojo de pez, etc. (Fig.7) (Ha-kala, et al., 2010, remondino, et al., 2011, rosnell y Honka-

vaara, 2012, James y robson, 2014, Nex y remondino,2014). La calidad del trabajo dependerá también de la cober-tura del terreno, aunque no siempre un mayor solape suponeuna mejora. Sin embargo, una cámara o un LiDAr aero-transportado con mayor resolución pueden proporcionar unmayor detalle. En el caso de las cámaras para la elaboraciónde fotogrametrías por el método de Structure from Motion(SfM), la presencia de intensa vegetación puede complicar laelaboración de modelos digitales de alta resolución, por loque requiere conocimientos para el filtrado de las nubes depuntos obtenidas, bien mediante métodos de clasificaciónautomática, manual o por medio de análisis de Fourier (Fer-nández-Lozano y Gutiérrez-Alonso 2015b).

Todos estos aspectos deben ser considerados antes de larealización de los vuelos, de forma que se pueda planificar deforma efectiva, no sólo los tiempos de vuelo y la superficie delterreno a cubrir, sino los posibles problemas que pueden sur-gir y que condicionarán la calidad y seguridad del trabajoaéreo realizado.

Aplicaciones geológicas

La utilización de drones presenta numerosas ventajasdesde el punto de vista geológico para la obtención de infor-mación de los afloramientos, el cálculo y análisis de diferen-tes parámetros sobre la superficie terrestre o el estudio de lasformas del terreno, entre otros. La diversidad de posibilidadesque ofrece hace extensivo su uso en las diferentes ramas de lasCiencias de la Tierra, gracias a las diferentes tecnologías quepueden incorporar —sensores láser, radar, sónar, sondasatómicas, cámaras, etc.—. Además de poder ofrecer infor-mación para uso científico, los drones ofrecen posibilidadesemergentes en el sector educativo y de la divulgación cientí-fica, a través de la elaboración de vídeos, modelos 3D y fo-tografías con puntos de vista y perspectivas diferentes quepueden ayudar a la visualización de estructuras complejas,permitiendo la interacción con el público. A continuación, es-tablecemos una relación de algunos de los aspectos que estánevolucionando rápidamente en los últimos años, y que puedenhacer de los drones una herramienta de grandes posibilidadesen el sector de la Geología y las Ciencias de la Tierra.



Fig. 8.- a) Nube de puntos obtenida a partir de fotogrametría aérea con dron en una cantera próxima a la ciudad de Salamanca. Los puntos verdes y azules re-presentan puntos de control y calidad obtenidos con un GPS diferencial sobre el terreno. Estos puntos sirven para el procesado y georreferenciación en los resul-tados obtenidos. Sin el modelo tridimensional. b) ortoimagen y contornos topográficos interpolados a 0.5 m, obtenidos a partir de la nube de puntos en (a).

Fotogrametría SfM

A diferencia de la fotogrametría tradicional, el método deSfM se basa en la adquisición de imágenes de forma aleato-ria, pero con un alto grado de solapamiento entre ellas. Latécnica se fundamenta en la determinación de puntos cor-relacionables próximos, identificados en las distintas imá-genes, en función de parámetros como el gradiente y laintensidad de color de cada píxel. Para ello, es necesario con-tar con una serie de puntos de control terrestres (4-6 o másPCT, en función de la complejidad de la zona, presencia defuertes pendientes topográficas, etc.) que permitirán estable-cer la proyección sobre una superficie planimétrica corregida—i.e. ortorectificación—. La resolución de los datosobtenidos por este sistema depende por tanto de la calibraciónde la cámara y el número de puntos generados de forma auto-mática, cuyo error es función de las propiedades de la imagen,la posición de la cámara y la geometría de la superficie —i.e.reflexión de la luz, sombras, solapamiento, etc.—(remondinoet al., 2011; Carrivick et al., 2013; Hernandez-Lopez et al.,2013).

La técnica de SfM posibilita la obtención de nubes de pun-tos densificadas a partir de las cuales es posible reconstruir un

mosaico ortoreferenciado de imágenes, modelos digitales dealta resolución, contornos topográficos y modelos 3D (Fig.8).Además, el acceso a nuevos programas informáticos que in-corporan algoritmos de ajuste automático (Bemis et al., 2014),simplifica el procesado y aumenta el número de posibilidadesde tratamiento de las imágenes. Entre las nuevas característicasque presentan, cabe destacar la posibilidad de incorporar algo-ritmos de clasificado de nubes de puntos, que permiten realizarun filtrado automático. Este sistema es de gran interés en zonasvegetadas o con edificaciones, ya que posibilita, de forma rá-pida y efectiva, eliminar objetos para obtener un Modelo Digi-tal del Terreno (MDT) con una alta densidad de puntos. Ladensidad y calidad del mismo dependerá de la separación exis-tente entre objetos, ya que la nube de puntos se elabora a par-tir de las imágenes. Por tanto, zonas densamente vegetadasdonde no sea posible observar la superficie de interes en la ima-gen, no podrán ser identificadas y no tendrán una densidad depuntos suficientes para poder elaborar una malla con precisión,disminuyendo así la calidad del MDT generado.

Las aplicaciones de esta técnica en geología son numero-sas, pues pueden obtenerse mapas topográficos de elaboraciónrápida en zonas de estudio de difícil acceso y con diferentes re-soluciones (escalas 1:1.000, 1:10.000, 1:25.000). Además, sepuede generar una ortofoto de alta resolución sobre la que rea-



Fig. 9.- a) Mosaico de imágenes georreferenciadas y modelo digital del terreno (b) de las bocaminas de explotaciones romanas de lapis specularis enCuenca obtenidos por fotogrametría (SfM) con dron a 50 m de altura (resolución 7 cm/pixel).

Fig. 10.- a) Modelo fotorealístico georreferenciado para realización de análisis estructural de un pliegue situado en la ensenada de Llumeres (Astu-rias). b) obtención de parámetros como buzamiento, cubicación de volúmenes, cálculo de espesores de capas y digitalización de estructuras georrefe-renciadas del pliegue de Llumeres.

lizar medidas (Fig. 9a). El modelo digital permite análisis cua-litativo y cuantitativo, para establecer medidas reales de áreas,volúmenes y longitudes, buzamientos y espesores de capa, asícomo cálculos de parámetros de deformación con aplicaciónen geología estructural (Fig. 10). Este método presenta muchasposibilidades en otras muchas ramas como la minería, la geo-morfología, la cartografía geológica o la geoarqueología quepueden sin duda beneficiarse de esta información digital (Fer-nández-Lozano y Gutiérrez-Alonso, 2016a).

La posibilidad de combinar tomas sucesivas de datosdigitales durante amplios periodos de tiempo y de formarápida (1-5-10-25 años), permite su uso en el campo de lahidrogeología, para establecer zonas de afección por cre-cidas, análisis de cauces o elaboración de modelos nu-méricos para establecer la dinámica fluvial de las cuencashidrográficas. La generación de modelos digitales es tam-bién de interés en el estudio de glaciares y riesgos geo-lógicos, permitiendo la comparación sucesiva de modelosdigitales obtenidos en distintos periodos para analizar losavances y retrocesos de los hielos, laderas, deslizamien-tos, etc. (Fig.9b) (rothmund et al., 2013; Fernández etal., 2014).

La elaboración de modelos digitales fotorealísticos es deinterés para el análisis morfométrico de restos fósiles en el áreade paleontología –i.e. pistas fósiles, restos–, especialmente enzonas de difícil acceso como paredes verticales, bancos de can-teras, etc. (Petti et al., 2008; remondino et al., 2010; Fernán-dez-Lozano y Gutiérrez-Alonso, 2016a). ofrece tambiénmayores posibilidades que el láser, especialmente en aflo-ramientos caracterizados por la presencia de rocas claras o muycristalinas que favorecen la reflexión de la luz, proporcionandoinformación tridimensional de alta calidad. Los modelos 3Dobtenidos permiten un estudio cualitativo y cuantitativo de losrestos y facilitan las labores de conservación y preservación,especialmente útil en zonas sin especial protección adminis-trativa, fuera de Parques Naturales o Geositios (Fernández-Lozano y Gutiérrez-Alonso, 2016b).

El SfM presenta a su vez grandes posibilidades de caraa la divulgación científica o el campo educativo, mediantela elaboración de imágenes tridimensionales que ayudan ala interpretación de formas y procesos geológicos ymineros, o también vídeos aéreos (Fig.10 y https:/

/www.youtube.com/channel/UC1hMCppVbI6BpB01AVrN51Q). Esta información puede quedar contenida en apli-caciones móviles o páginas web, siendo de gran interéscomo información complementaria en geoparques, activi-dades geoturísticas y/o educativas (Fernández-Lozano etal., 2015b).

Son numerosas las ventajas que ofrece esta técnica, sin em-bargo, se encuentra limitada por la superficie a cubrir, en ge-neral pequeña, ya que el procesado de datos se realiza conimágenes que pueden superar los 10 Mb. Por ejemplo, para cu-brir 21 hectáreas de terreno son necesarias un mínimo de 350fotografías. Por ello, en trabajos que necesitan cubrir grandesextensiones de terreno se hace preferible el uso de otros senso-res aerotransportados, como el LiDAr.

LiDAR

La tecnología LiDAr aerotransportada en drones sebasa en el mismo principio que el terrestre (Crutchley yCrow, 2010). Un láser con distintas longitudes deonda –i.e. verde para penetrar en agua o infrarojo próx-imo para penetrar vegetación– representa un haz de luzque es emitido, reflejado en el terreno y recibido denuevo en un sensor aerotransportado. El tiempo que tardaen regresar a la aeronave multiplicado por la velocidadde la luz es dividido a la mitad (tiempo de ida) para cal-cular la altura de la superficie con respecto a la de laaeronave. Cada rayo que colisiona con un objeto puedeemitir hasta 10 puntos de retorno, haciéndolo especial-mente útil para identificar vegetación a diversas alturas.Además, deben realizarse correcciones debido a las tur-bulencias o movimientos involuntarios que pueda sufrirel aparato durante el vuelo. En este caso el dron puedecontar con un GPS y un giróscopo o Sensor Inercial(IMU) que mide en todo momento la velocidad delaparato y los parámetros de orientación –i.e. rotación,traslación e inclinación–. Esta información sirve para cor-regir los valores de elevación, obteniendo un modelo fiela la superficie del terreno.

El procesamiento de datos LiDAr es más tedioso yconsume una mayor cantidad de tiempo. Sin embargo, adiferencia de la fotogrametría, permite cubrir extensiones



Fig. 11.- a) Modelo digital fotorealístico de las explotaciones mineras auríferas romanas obtenido por fotogrametría con dron (Castrocontrigo, León). b yc) Modelo digital fotorealístico de bancos de cantera y ubicación de la sección que presenta fósiles de troncos de un bosque Carbonífero (Sabero, León).

amplias de terreno. En muchos casos el LiDAr incorporauna cámara o es capaz de extraer parámetros de luz, per-mitiendo añadir color a las nubes de puntos obtenidas. Estasnubes de puntos pueden regularse y su resolución depen-derá del ángulo de incidencia –máximo a 45º y el mejor en-torno a 35º– y la altura de vuelo.

La nube de puntos LiDAr permite elaborar modelosdigitales de alta resolución. Además, los sistemas de clasi-ficación de estos datos están muy avanzados, existiendo nu-merosas plataformas de software que permiten procesar losdatos según alturas o puntos de retorno. Este método es es-pecialmente útil en zonas muy vegetadas o entornos ur-banos, ya que permite la rápida eliminación de objetos(como casas o vegetación).

El uso de escáner láser para trabajos geológicos vieneen aumento en los últimos años, especialmente en su ver-sión terrestre (Buckley et al., 2008; García-Talegón et al.,2015). La entrada en el mercado tecnológico de los dronesha permitido su uso en la modalidad aerotransportada, re-levando la información LiDAr proporcionada por el Ins-tituto Geográfico Nacional a un segundo plano para larealización de trabajos minuciosos en superficies pe-queñas, donde la información digital (principalmente unanube de puntos de alta resolución y los valores de re-flectancia de los objetos) no presenta la misma resoluciónen todo el territorio nacional y, en muchos casos, existenalgunos puntos del país donde las campañas todavía no sehan terminado, por lo que no existen datos disponibles. Porello, el LiDAr en drones puede ofrecer grandes ventajas.Con un peso de entre 5 y 10 kilogramos, y un precio quealcanza los 35.000-50.000€, puede ofrecer muchas posi-bilidades para la realización de trabajos rápidos en el áreade geomorfología –medición de cauces, profundidades ybatimetría de ríos y plataforma marina, base para elabora-ción de análisis del relieve, modelos numéricos hidrogeo-lógicos, evolución glaciar, análisis de cuencas nivales,etc.– (French, 2003; Jones et al., 2007; Labourdette yJones, 2007; Baños et al., 2011). También es de interés enel área de ingeniería geológica, la tectónica y los riesgosgeológicos, estando su uso extendido en el análisis dereptación de laderas, análisis de fallas, deslizamientos yobras públicas (Cunningham et al., 2006; Chan et al.,2007; Gutiérrez, 2013). En minería puede facilitar el cál-culo de volúmenes y superficies a partir de los modelosdigitales obtenidos, sirviendo para el control y estudio delavance de frentes de cantera.

En el área de paleontología y geofísica, permite elabo-rar mapas de contornos y modelos digitales de forma rá-pida y eficaz para analizar parámetros morfométricos ypreservar restos fósiles en el primer caso, y establecer co-rrecciones con la topografía obtenida para estudios deprospección gravimétrica o sísmica en el segundo (Petti etal., 2008; remondino et al., 2010; Lin et al., 2011;Chisholm et al., 2013). El LiDAr puede ser también degran ayuda para analizar la contaminación de suelos o ela-boración de cartografía geológica, ya que los valores de in-tensidad o reflectancia –i.e. longitudes de ondacaracterísticas de los distintos materiales geológicos porabsorción del pulso láser– de los diferentes materiales sepresentan geolocalizados (Chuvieco-Salinero, 1996).

También puede ser utilizado en la rama de vulcanologíapara analizar, no sólo los gases emitidos, sino también laselevaciones del terreno que se producen en los bordes de lascalderas (Edner et al., 1994; Favalli et al., 2009). Esta téc-nica podría usarse para elaborar mapas de peligrosidad vol-cánica o analizar la distribución de usos de suelo, zonas deevacuación, etc. El LiDAr también puede ser útil para laidentificación de zonas mineras en geoarqueología (galeríasde acceso a minas interiores). Mediante el tratamiento pos-terior de los parámetros contenidos en el modelo digitalelaborado, se puede realizar un tratamiento informático quepermita la identificación de características o elementosgeoarqueológicos de interés (Fig.11) (Fernández-Lozano yGutiérrez-Alonso, 2015a; Fernández-Lozano et al., 2015c).En trabajos de patrimonio permite establecer, gracias a losvalores de reflectancia, una buena correlación con la pre-sencia de patologías y daños estructurales que afectan a laroca de construcción. Por eso está ampliamente extendidoen el estudio de patrimonio arquitectónico (Armesto-González et al., 2010; García-Talegón et al., 2015).

otra de las posibilidades que ofrece esta tecnología serelaciona con la meteorología y las ciencias del mar, ínti-mamente ligadas a la geología. En función de los distintostipos de laser utilizado se puede obtener medidas de conta-minación o análisis de distintos tipos de gases contenidosen la atmósfera. Así, en función de la dispersión del haz deluz láser, se puede estimar la concentración de partículasdispersas tanto en un fluido como en el aire.

Los modelos tridimensionales generados con esta tec-nología, al igual que en el caso anterior, pueden ser tam-bién utilizados para la elaboración de material divulgativo.

Geofísica

Aunque aún está en fase experimental, el estudio degravedad y magnetismo aerotransportados en drones for-man parte de una tecnología emergente en los últimos años(Miles et al., 2005; Thomson et al., 2007). El precio actualde mercado imposibilita dotar a grupos científicos pe-queños con esta tecnología, pero su rápido avance prometenovedades asequibles en un futuro próximo. Esta tec-nología permitirá cubrir grandes extensiones de terreno enpoco tiempo y de forma eficaz, así como el estudio de zonasremotas o de difícil acceso –e.g. áreas montañosas, desier-tos, selvas, etc.–. Los drones pueden facilitar las labores deexploración geofísica en tareas de exploración y produc-ción en la industria de hidrocarburos (Barnard, 2010).

Existen otras áreas de interés para estudios de prospec-ción geofísica, tanto en temas mineros como de ingeniería,ciencias del mar, etc. (Masson et al., 1994; Pereira et al.,2009; Paraschos, 2014).

Cámaras multiespectrales y térmicas

En los últimos años, la entrada en el mercado de cá-maras multiespectrales y térmicas ha revolucionado otrasáreas temáticas como la agricultura de precisión. Sin em-bargo, el uso de cámaras multiespectrales puede imple-mentarse para el análisis de suelos y litologías, como partede un sistema de teledetección rápido y eficaz en el área de





Fig. 12.- a) Modelo digital de elevaciones obtenido con LiDAr aerotransportado (resolución 1m) con sombreado. b) Tratamiento del mismo DEMque a). c) cartografía geológica y ubicación de las principales dolinas y accesos de galería interior en complejo minero de Lapis Specularis (Cuenca)realizado sobre los datos topográficos de alta resolución obtenidos durante el procesamiento de datos LiDAr en a).

la geología (Anderson, 1976; Chuvieco-Salinero, 1996).Este método se basa en la separación de las distintas longi-tudes de onda de la luz absorbida y emitida de vuelta por los

distintos elementos del paisaje. Así, por ejemplo, se hablade bandas espectrales o índices de color, ya que cada objetopresenta unas características diferentes de aquellos que le

rodean. El comportamiento de la cubierta terrestre, depen-derá por tanto de factores externos que modifican su com-portamiento espectral teórico, como el ángulo de incidenciasolar, el relieve, la influencia de la atmósfera, el tipo desubstrato geológico, etc.

Esta tecnología tiene un gran potencial para el análisisde suelos, problemas de hidrología relacionados con la con-taminación de aguas, la cartografía geológica, los riesgosgeológicos o la planificación del territorio y el medio am-biente (Stetson et al., 2000; Ellenberg et al., 2014; Smith,2015; Su y Chou, 2015). Es rápida de usar y permiteanalizar en tiempo real la superficie de estudio. En el áreade paleontología puede utilizarse para la identificación ydescripción de restos fósiles y pistas de gran tamaño, puespermite identificar los distintos materiales geológicos delos que se compone un estrato y su relleno –e.g. una galeríarellena con arena en un material más arcilloso–.

Cabe destacar su uso en temas de patrimonio arquitec-tónico y el análisis de patologías en rocas. El uso de estatecnología implementada en drones permite acceder a pun-tos remotos y paredes verticales de edificios, ahorrandotiempo y dinero al suprimir los andamios, andamios ygrúas. De esta forma se pueden cubrir grandes extensionesen poco tiempo, obteniendo información rápida y eficaz.

El uso de cámaras térmicas también está muy exten-dido. Su funcionamiento es muy similar, operando en labanda del espectro infrarrojo. Es especialmente útil paralos trabajos mineros, en especial para la identificación debocaminas o zulos tanto en geoarqueología como en geo-logía forense. Esta tecnología funciona aportando informa-ción de las variaciones de temperatura que presentan losobjetos, así, las zonas de oquedades que caracterizan las

entradas a minas antiguas, presentan un índice térmico muydiferente al de las rocas de su alrededor. Este mecanismopermite también identificar fracturas, huecos y diferenciascomposicionales en piedras de fachadas, por lo que tam-bién puede tener un uso en el estudio de patologías de laroca en temas de patrimonio.

Otros sensores: sonar, radar y sondas geoquímicas yatómicas

Existen en la actualidad diferentes sensores que puedenser integrados en los drones. Sin embargo, su uso es muy res-tringido. El uso de ultrasonidos ya ha sido probado en dronespara facilitar su estabilidad en lugares donde el GPS no recibeseñal –i.e. el GPS proporciona estabilidad al dron, facilitandosu manejo. Sin embargo, en zonas de interior, como cuevas,galerías, etc., la falta de señal impide la georreferenciación yestabilización del aparato–. En ausencia de señal es necesarioel uso de otros sensores que faciliten su estabilidad. Los sen-sores sonar pueden también utilizarse como método de tele-detección para la cartografía geológica, tanto para obtenerinformación de la superficie terrestre como de los fondos ma-rinos (Masson et al., 1994). De igual manera, el radar, un sis-tema que funciona por emisiones de ondas de radio, permitela elaboración de cartografías y puede ser de interés en temasde prospección geofísica.

Finalmente, las sondas geoquímicas permiten la captura entiempo real de elementos contaminantes en la atmósfera o gasesque podrían permitir el estudio y actividad de fumarolas enzonas volcánicas activas, para el estudio de la predicción de suactividad (Caltabiano et al., 2005; McGonigle et al., 2008). Másrecientemente, con la entrada de drones anfibios, la obtención de



Fig. 13.- Datos calibrados de contaminación radiactiva obtenidos con un medidor atómico integrado en un dron (Modificado de Furutani et al. 2013).

datos en grandes superficies de agua como pantanos, océanos oríos permite el estudio de la contaminación, presencia de algas,etc. (Pisanich y Morris, 2002; Yang et al., 2015). De forma si-milar, los sensores atómicos montados en drones facilitan la ob-tención de información y análisis de contaminación en zonasafectadas por la presencia de radiactividad y que por razones deseguridad no son accesibles para su estudio (Fig.12). reciente-mente han sido utilizados para la monitorización de contami-nación radioactiva en la zona del accidente de la central nuclearde Fukushima, ocurrido en 2011 (Furutani et al., 2013).

Futuro de los drones

Como hemos visto en este trabajo, los drones represen-tan una herramienta que ofrece grandes posibilidades en di-versos campos de la geología –la paleontología, la minería,la geología estructural, geomorfología, ingeniería geoló-gica, etc.– su uso queda a merced de las futuras normativasque vayan aplicándose y los condicionantes y restriccionesque, por motivos de seguridad y protección de datos per-sonales, exija la ley. Sin duda alguna, el aumento de lasprestaciones de este tipo de aparatos y sobre todo unamayor autonomía de vuelo de sus baterías, prometen hacerde los drones una herramienta muy versátil en el campo delas Ciencias de la Tierra en general.

La capacidad de las empresas dedicadas al sector de losdrones para fabricar herramientas de aplicación geológicacomo LiDAr, gravímetros, magnetómetros, etc., cada vezmás pequeños, precisos y ligeros, augura un futuro prome-tedor para este tipo de aeronaves.

Por todo ello, parece claro que los drones pueden pro-porcionar, en un futuro no muy lejano, nuevas posibili-dades para el estudio geológico de nuestro planeta,ofreciendo multitud de herramientas que permitan obtenerinformación científica fiel y de alta resolución. Además,los drones ofrecen información útil para acercar la geolo-gía al público mediante la elaboración de modelos tridi-mensionales realistas, películas e imágenes, favoreciendola concienciación social y administrativa, así como el in-terés por las Ciencias Geológicas. Toda esta informaciónpuede ser integrada en las políticas de preservación delpatrimonio geológico, orientadas a la creación de geopar-ques y las actividades relacionadas con el geoturismo,abriendo un nuevo campo en el ámbito de la divulgacióncientífica y la educación relacionada con la Geología (Fer-nández-Lozano y Gutiérrez-Alonso 2016b).

Conclusiones

La entrada en el mercado de tecnologías geomáticascomo los drones ha abierto un nuevo campo de aplicaciónen la rama de las Ciencias Geológicas. La capacidad de estetipo de aeronaves no tripuladas para desarrollar trabajos enregiones remotas, de difícil acceso o muy vegetadas, hacede ellos una herramienta de gran versatilidad para trabajoscientíficos. En esta línea, la implantación de nuevas tec-nologías como el láser aerotransportado, los micro-gravímetros o los magnetómetros, suponen un avance parala elaboración de trabajos que permita simplificar los méto-

dos tradicionales de captura, análisis y procesado de datos,reduciendo costes y tiempo de trabajo. Estas ventajas, sinembargo, se encuentran limitadas por la normativa vigente,a zonas no urbanas, alejadas de aeropuertos y otros espacioscon protección especial –como Parques Naturales, ZonasZEPA, etc.–. Aunque la entrada en vigor de la nueva leysupone una mayor capacidad para la realización de trabajosaéreos, estos se encuentran restringidos por otros aspectosque, hoy por hoy, limitan su uso, como la autonomía devuelo (< 1 h) y el peso (< 25 kg). Además, la posibilidad decombinar información científica y divulgativa, abre nuevoscampos para acercar las Ciencias de la Tierra a la sociedad,creando conciencia del patrimonio natural y geológico decara a promocionar la geología. Este tipo de herramientasfacilita la adquisición de información tridimensional quepuede ser incluida en el contenido de geoparques y geosi-tios, impulsando el geoturismo y la divulgación científicaentre la población. Por todo ello, los drones presentangrandes posibilidades para estudiar, interpretar y describirelementos del patrimonio geológico y su desarrollo en elfuturo abrirá, sin dudas, nuevas posibilidades en el campode la geología.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto del Min-isterio de Economía y Competitividad CGL2013-46061-Py por el proyecto del Programa de Financiación de Gruposde Investigación del Plan Estratégico de Investigación yTransferencia de Conocimiento de la USAL. Los autoresdesean agradecer a la Junta de Castilla y León por la fi-nanciación de Javier Fernández-Lozano. Los autores de-sean agradecer al Editor, a la Dra. Patricia ruano y al Dr.Fidel Martín González los comentarios y sugerencias quehan ayudado a mejorar este manuscrito.

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MANUSCrITo rECIBIDo EL 12-01-2016rECIBIDA LA rEVISIóN EL 2-03-2016ACEPTADo EL MANUSCrITo rEVISADo EL 06-03-2016



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