Drones españoles para comprender el cambio climático en la Antártida

Estudiar el funcionamiento de la Antártida y el buscar respuestas con drones, en el contexto del actual problema del cambio climático, se erige como una de las interesantes alternativas ante los desafíos que se encuentran los científicos.

La dificultad de obtener datos aéreos en una región tan extrema, remota y de difícil acceso del planeta hace que se busquen alternativas tecnológicas como los drones y el desarrollo de técnicas de teledetección con Vehículos Aéreos No Tripulados.

La posibilidad de realizar este tipo de vuelos con drones en la Antártida facilita a la comunidad científica el objetivo de predecir y mitigar impactos a escala regional y global en la investigación polar.

Soluciones en un entorno hostil

Los drones se convierten en una alternativa viable y cercana frente a los datos ópticos satelitales de muy alta resolución (VHR) que presentan algunas limitaciones en la Antártida marítima, como la cobertura de nubes casi permanente, su costo y el hecho de que las imágenes VHR no se obtienen regularmente.

Tres investigadores del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN-CSIC), centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Alejandro Román, Antonio Tovar y Gabriel Navarro, han publicado una base de datos que contiene productos fotogramétricos y datos originales obtenidos con drones durante las campañas en la Antártida del proyecto PiMetAn en las islas Decepción y Livingston.

En la Antártida, la investigación sobre el uso de productos fotogramétricos basados ​​en vehículos aéreos no tripulados se ha centrado en varias áreas, entre ellas la elaboración de mapas base detallados, contar individuos de la fauna y determinar sus principales características morfométricas, el mapeo de la vegetación y estudiar glaciares y capas de hielo.

Vuelos con drones en la Antártida

El repositorio, realizado por el equipo español del CSIC desplazado a la Antártida, cuenta con hasta 28 vuelos con drones diferentes, así como con instrucciones detalladas sobre el uso de los productos fotogramétricos generados, lo que permitirá dar soporte a una amplia variedad de estudios de investigación en el futuro.

Debido a la dificultad para recopilar datos en estas remotas y extremas regiones del planeta, este repositorio permitirá entender mejor el funcionamiento y las respuestas de la Antártida ante los escenarios actuales y futuros de cambio climático.

El contenido de este trabajo, realizado por personal investigador del ICMAN-CSIC, la Universidad de Cádiz y la King Abdullah University of Science and Technology (Arabia Saudita), se publica en la revista Scientific Data. El estudio se llevó a cabo en el marco del proyecto PiMetAn durante la campaña antártica 2021-2022.

Cambio climático

«La Antártida constituye una de las regiones del planeta más rápidamente afectadas por las consecuencias del cambio climático, por lo que supone un reto científico entender su funcionamiento para poder predecir y prevenir riesgos tanto a escala local como global», indica Román, uno de los investigadores principales de este trabajo.

La información que proporciona la base de datos se podrá emplear en investigaciones que abarcan desde el censo de colonias de pingüinos antárticos, hasta el análisis de información geológica, la caracterización y monitorización de comunidades de vegetación, el análisis de la erosión costera, o el seguimiento de la evolución de glaciares y cubiertas de hielo, entre otros.

Las regiones más afectadas se encuentran, en su mayoría, en lugares remotos y, en ocasiones, inaccesibles donde se dan condiciones climáticas extremas y cambiantes que podrían resultar peligrosas y costosas en términos de tiempo, debido al gran despliegue logístico de las metodologías más tradicionales sobre el terreno.

Herramienta intermedia

«Los drones han irrumpido como una herramienta intermediaria de monitorización entre las técnicas de muestreo sobre el terreno y la teledetección por satélite, para la adquisición de datos en zonas de difícil acceso, que constituyen una porción importante de la criosfera», explica Tovar, científico del CSIC en el ICMAN-CSIC.

«En este sentido, los drones ofrecen una alternativa más económica, flexible, y menos intrusiva que puede ser empleada regularmente, proporcionando una resolución espacial centimétrica», añade Tovar

Datos de alta resolución

«Este repositorio, que constituye el primer set de datos público de la Antártida, ofrece unos productos de excepcional calidad que suponen un recurso de gran valor para la investigación polar ante la actual emergencia climática», concluye Navarro, también investigador del ICMAN-CSIC.

Utilizando un software fotogramétrico «se han procesado 28 vuelos capturados con sensores embarcados en drones, aprovechando la fina precisión de la georreferencia que proporciona la tecnología de posicionamiento RTK», anotan desde el CSIC.

Esta técnica alinea las múltiples capturas tomadas por los drones durante un vuelo preprogramado, y busca puntos comunes entre ellas a través de un proceso de triangulación. Esto permite generar nubes de puntos 3D que servirán de base para la interpolación de un Modelo Digital de Superficie (DSM) y un ortomosaico final.

Datos en abierto

Este trabajo proporciona el primer set de datos en abierto de múltiples localizaciones de interés en las islas Decepción y Livingston en la Antártida, islas donde se encuentran las dos bases antárticas españolas: Gabriel de Castilla y Juan Carlos I, respectivamente.

Este repositorio constituye una fuente de información muy valiosa para los campos de investigación, tanto de grupos nacionales como internacionales, que centran sus estudios de manera multidisciplinar en la Antártida.