Sistema de magnetómetro para drones

Explora el sistema de magnetómetro para drones, ideal para geofísica, minería y arqueología.

El magnetómetro montado en drones de SPH Engineering es una solución avanzada para la detección geofísica, minería y prospección, y arqueología aérea. Utilizando drones UAV para levantamientos magnéticos, este sistema permite realizar estudios de anomalías magnéticas en áreas de difícil acceso, proporcionando mapas magnéticos precisos. Es ideal para aplicaciones en investigación geológica y la exploración de recursos naturales, combinando alta precisión con eficiencia. Su integración con drones lo convierte en una herramienta versátil para levantamientos aéreos en diversos campos técnicos y científicos.

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Categorías: Georradares, Magnetómetros Y Ecosondas Para Drones Sectores: Drones Profesionales
El magnetómetro montado en drones de SPH Engineering es una solución avanzada para la detección geofísica, minería y prospección, y arqueología aérea. Utilizando drones UAV para levantamientos magnéticos, este sistema permite realizar estudios de anomalías magnéticas en áreas de difícil acceso, proporcionando mapas magnéticos precisos. Es ideal para aplicaciones en investigación geológica y la exploración de recursos naturales, combinando alta precisión con eficiencia. Su integración con drones lo convierte en una herramienta versátil para levantamientos aéreos en diversos campos técnicos y científicos.

Sistema de magnetómetro para drones: Detección geofísica y prospección precisa

Un campo magnético es la zona alrededor de un imán, un objeto magnético o una carga eléctrica en la que se ejerce una fuerza magnética. La Tierra se comporta como un imán gigante.

Las dos características principales de los campos magnéticos son su intensidad (denominada densidad de flujo magnético o inducción magnética) y su dirección.

Un magnetómetro es un dispositivo que mide el campo magnético en un punto.

Tipos de magnetómetros

  • Magnetómetros escalares

    Miden únicamente la intensidad del campo magnético.

  • Magnetómetros vectoriales

    Miden tanto la intensidad como la dirección del campo magnético.

 

Además de para fines científicos, los magnetómetros se utilizan para detectar objetos que crean anomalías en el campo magnético terrestre. Estos objetos suelen contener materiales ferrosos (que contienen hierro). Cuando están rodeados de campos magnéticos externos (el campo magnético de la Tierra en primer lugar), interactúan con él y crean «anomalías» o cambios de las propiedades del campo magnético (intensidad y dirección) alrededor del objeto. En cambio, los materiales «no magnéticos» no lo hacen.

 

Ejemplos de objetos detectables: depósitos de mineral de hierro, servicios públicos enterrados, artefactos explosivos sin detonar (UXO), artefactos arqueológicos, submarinos y otros objetos metálicos ferrosos.

 

Tubería subterránea

Mina terrestre con caja metálica

Barril de acero

Mineral de hierro

Ejemplos de objetos no detectables: Materiales como pepitas de oro (sí, NO es posible detectar pepitas de oro utilizando magnetómetros), minas terrestres con carcasa de plástico, barriles de plástico y cables de cobre, ya que no alteran significativamente el campo magnético.

Pepita de oro

Mina terrestre en estuche de plástico

Bote de plástico

Alambre de cobre

Al medir el campo magnético en varios puntos de una zona de búsqueda y analizar los datos, los magnetómetros pueden identificar anomalías en las que el campo magnético difiere del nivel medio. Estas anomalías suelen indicar la presencia de objetos magnéticos ocultos bajo la superficie.

La unidad de medida más común para la densidad de flujo magnético (o inducción magnética) es nanotesla (nT). Es la que aparecerá en los resultados de mediciones, archivos de datos de magnetómetros, etc.

 

Cuadrícula de sondeo típica planificada con UgCS

Fig.2 – Cuadrícula de prospección magnética planificada en el software de planificación de vuelo de drones UgCS sobre el campo de pruebas de sensores geofísicos de SPH Engineering

Resultado del estudio magnético con Oasis montaj

Fig.3 – Mapa magnético y trazado de la intensidad del campo magnético a lo largo de una línea de prospección (los datos son cortesía de SENSYS GmbH). La anomalía corresponde a la bomba aérea alemana Flam C-250 de la Segunda Guerra Mundial (sin cola) que yace a 1,5 m de profundidad bajo la superficie.

Las opciones que ofrece SPH

SPH Engineering dispone de una cartera que cubre todas las aplicaciones posibles de los magnetómetros aerotransportados (montados en drones). Y lo que es más importante, nuestras soluciones de prospección magnética han sido rigurosamente probadas en diversos entornos como Groenlandia, Islandia, Papúa Nueva Guinea, Israel, Chile, EE.UU. y muchos países europeos, incluyendo búsquedas reales de UXO. Disponemos de una colección de los mejores magnetómetros de su clase y conocemos sus ventajas para aplicaciones concretas.

 

01.

02.

Magnetómetro atómico de campo total MagNIMBUS

 

Sistema magnetométrico integrado aerotransportado ultrasensible alimentado por sensores magnetométricos atómicos de campo total QuSpin QTFM Gen-2.
El único magnetómetro ligero del mercado que admite la configuración de gradiómetro.
El diseño único del sistema permite volar con una distancia extremadamente baja entre la superficie y el sensor, desde sólo un par de docenas de centímetros. La montura autoplegable del sensor permite un despegue y aterrizaje sencillos sin excesivos requisitos para la cualificación del operador del dron, como ocurre con los sensores magnéticos en cuerdas de suspensión.
MagNIMBUS no dispone de un registrador de datos interno y requiere un ordenador de a bordo SkyHub.

Magnetómetro SENSYS MagDrone R1

 

Utiliza un sensor magnético 1x triaxial fluxgate, el mismo que en otros magnetómetros SENSYS MagDrone.
Tiene el mismo diseño mecánico que el MagNIMBUS, lo que le permite realizar sondeos con una distancia extremadamente baja entre el sensor y el suelo.
El sistema asequible ideal con alta capacidad de detección.
MagDrone R1 no tiene un registrador de datos interno y requiere un ordenador de a bordo SkyHub.

03.

04.

Magnetómetro SENSYS MagDrone R3

 

Tiene 2 sensores magnéticos triaxiales fluxgate en los extremos de una barra de sensores horizontal de 1 m de longitud.
Los sensores son los mismos que en MagDrone R1 o MagDrone R4. Montados en las patas del dron.
El MagDrone R3 es un verdadero caballo de batalla para la búsqueda de UXO y es utilizado por muchas empresas para ese fin en toda Europa y el mundo.
MagDrone R3 tiene un registrador de datos interno y GPS, así como un conector para GPS externo.

Magnetómetro SENSYS MagDrone R4

 

Dispone de 5 sensores magnéticos fluxgate triaxiales distribuidos a lo largo de una barra de sensores horizontal de 2 m de longitud.
Ofrece la mejor resolución espacial y cobertura posibles en una sola pasada del dron.
Menos maniobrable y resistente al viento que los modelos R3 y R1, ideal para grandes campos.
MagDrone R4 tiene un registrador de datos interno y un conector para GPS externo.

05.

Magnetómetro Geometrics MagArrow Mk2

 

MagArrow es un sensor totalmente autónomo (con receptor GPS, registrador de datos y batería incorporados).
Para minimizar los ruidos de los motores y la electrónica del dron, se recomienda utilizar cuerdas de suspensión de 3 m de longitud para montar MagArrow debajo del dron. Para dicha configuración, se recomienda utilizar drones más grandes como DJI M600 Pro o similar, con drones más pequeños (DJI M350/M300 RTK, etc.), se recomienda utilizar pértigas de extensión para las patas del dron.
MagArrow dispone de 2x sensores atómicos en diferentes orientaciones para garantizar su funcionamiento en cualquier condición, evitando una «zona muerta» para ambos sensores simultáneamente.

 

 

Resumen de los magnetómetros ofrecidos por SPH Engineering, destacando características clave y aplicaciones recomendadas

SPH Engineering

 

MagNIMBUS

 

SENSYS

 

MagDrone R1

 

SENSYS

 

MagDrone R3

 

SENSYS

 

MagDrone R4

 

Geometrics

 

MagArrow

 
Sensor

1x o 2x

QuSpin QTFM G2

sensores de campo total de rubidio bombeados por láser

1x

FGM3D/75

sensor triaxial de compuerta de flujo

2x

FGM3D/75

sensores triaxiales de compuerta de flujo

5x

FGM3D/75

sensores triaxiales de compuerta de flujo

2x

MFAM

sensores de campo total de cesio bombeados por láser
Sensibilidad del sensor Muy alta Alta Alta Alta Muy alta
Aplicaciones recomendadas
Geología y exploración mineral
Medioambiental (pozos abandonados, tuberías, tanques de almacenamiento, etc.)
Búsqueda de UXO (municiones sin explotar)
Localización de infraestructura enterrada (tuberías metálicas, cables blindados y cables bajo carga)
Detección de metales extraños y GET (herramientas de contacto con el suelo) perdidas, detección de piezas metálicas
Arqueología
Notas para aplicaciones

• El brazo plegable para el sensor permite una distancia extremadamente baja entre el sensor y el suelo para la búsqueda de UXO y tareas similares.

• La configuración de gradiómetro simplifica el procesamiento de datos y hace posible realizar estudios en presencia de fuentes externas de campos EM (líneas eléctricas, etc.)

• Muy ligero y compacto, ideal para áreas confinadas y pequeñas.

• Buena resistencia al viento.

• El brazo plegable para el sensor permite una distancia extremadamente baja entre el sensor y el suelo para la búsqueda de UXO y tareas similares.

• Muy ligero y compacto, ideal para áreas confinadas y pequeñas.

• Buena resistencia al viento.

• Ligero y compacto, ideal para áreas confinadas y pequeñas.

• Buena resistencia al viento.

• La resolución espacial de los datos es 2 veces mejor que R3.

• Mayor cobertura para líneas de estudio individuales.

• Montado en cuerdas de suspensión.

• No es conveniente para baja altitud y terreno accidentado (montañas, etc.).

• Mala resistencia al viento, especialmente para ráfagas laterales.

• Óptimo para líneas de estudio largas y suaves cuando el dron puede volar a velocidad máxima con cambios mínimos en velocidad o dirección.
Parámetros de vuelo recomendados para aplicaciones como búsqueda de UXO/metales extraños/GET/utilidades, arqueología, etc.
Distancia entre líneas de estudio 0,5-1 m 0,5 – 1 m 2 m 2,5 m –
Altitud de vuelo* 1,5 m AGL 1,5 m AGL 1 m AGL 1 m AGL –
Velocidad (debe seleccionarse según el relieve y la vegetación) hasta 10 m/s hasta 10 m/s hasta 8 m/s hasta 6 m/s –
Otros parámetros
Transmisión de datos en vivo a la estación terrestre
Frecuencia de muestreo

Configurable por el usuario:

• hasta 500 Hz en modo escalar

• hasta 100 Hz en modo vectorial

 250 Hz 250 Hz 200 Hz 1000 Hz
Peso

• 0,7 kg (1 sensor)

• 1,2 kg (gradiómetro)

 0,7 kg 1 kg 2,7 kg 1 kg
Dron recomendado*

• DJI M350 RTK

• DJI M300 RTK

• Inspired Flight IF800

• Inspired Flight IF1200A

• o similar

Drones más grandes como

• DJI M600 Pro

• IF1200A

• o similar
Restricciones de exportación

No

• (se requiere certificado de uso final)

No

No

No

Sí

• (versión libre de ITAR disponible bajo petición)

Observaciones

• Para MagNIMBUS y MagDrone R1, una altitud de vuelo de 1,5 m AG significa una distancia sensor-suelo de 0,5 m, proporcionando capacidades de detección extremas para pequeños objetos ferrosos.

• Los parámetros de vuelo para estudios como la exploración mineral varían en rangos muy amplios. La altitud puede ser de hasta 50 m (por encima de posibles obstáculos y árboles), la distancia entre líneas de estudio suele ser la misma que la altitud. La velocidad de vuelo puede ser la velocidad máxima segura/económica del dron.

• Recomendamos drones más grandes para MagArrow porque utiliza 4 cuerdas de suspensión de 3 m de largo, y para una mejor estabilidad del sensor, la separación entre los puntos de fijación debe ser de al menos 1 m. MagArrow se puede usar con drones más pequeños como DJI M350 RTK, pero su estabilidad se degradará.

 

Esenciales y Aplicaciones

Independientemente del escenario de aplicación, los magnetómetros miden lo mismo, pero diferentes objetivos de prospección dictan los requisitos para los patrones de vuelo (altitud, separación de líneas de prospección) y el tipo óptimo de magnetómetro.

Objetivo de la prospección Altura del sensor sobre el suelo Separación de líneas de prospección Velocidad Tipo de magnetómetro recomendado
Detección de UXO y aplicaciones ambientales similares, incluyendo prospecciones de sitios arqueológicos 0.2 a 5 m, típicamente <1 m 1 m Velocidad segura máxima según el terreno MagNIMBUS MagDRONE R4/R3/R1
Cartografía geológica en general a escala de prospección o para exploración mineral detallada con la capacidad de detectar objetivos débilmente magnéticos (por ejemplo, líneas de arena mineral) o distinguir objetivos más profundos bajo fuentes superficiales de ruido geológico (por ejemplo, maghemita, regolito rico, lateritas o volcanes superficiales poco profundos) 5 a 30 m igual que la altura del sensor sobre el suelo Velocidad económica máxima del dron con carga útil MagNIMBUS MagArrow
Pozos abandonados, tuberías, servicios enterrados y detección de vertederos >5 m igual que la altura del sensor sobre el suelo Velocidad económica máxima del dron con carga útil Cualquier sistema de magnetómetro disponible

Recursos Útiles

Recursos que proporcionan una introducción a los conceptos básicos de las prospecciones magnéticas aéreas, cubriendo rangos de detección y usos prácticos a baja altitud. Es una excelente guía para una visión profunda e informativa.

• Rangos de Detección en Tecnología de Prospección Magnética 

• Aplicación | Prospecciones Magnéticas y Otras a Baja Altitud

• Estimaciones de Distancias Máximas de Detección de Diversos UXO (municiones sin explotar) usando Magnetómetros 

 

Ventajas de los magnetómetros montados en drones

Existen varios métodos estándar para realizar sondeos magnetométricos, cada uno con sus propias ventajas e inconvenientes. Ningún método es universalmente aplicable; el enfoque apropiado o más adecuado debe elegirse en función del objetivo del estudio y de las condiciones ambientales.

Levantamientos aéreos con aviones tripulados o helicópteros

+ Muy alta productividad: cientos (para helicópteros) o incluso miles (para aviones) de kilómetros lineales al día
+ Tal vez rentable en caso de zonas grandes y de difícil acceso

– Muy caro
– Requiere pilotos y personal extremadamente cualificados
– Aplicable únicamente a la exploración minera y los estudios geológicos y a tareas específicas como la búsqueda de submarinos. No es posible la búsqueda de objetivos pequeños (UXO, etc.)
– Puede ser peligroso, especialmente en zonas montañosas

Estudios terrestres con magnetómetros de mochila o de mano

+ Se puede utilizar personal no cualificado para la recogida de datos tras una breve formación
+ Tal vez la única opción para recoger datos de alta resolución en zonas boscosas donde no es posible utilizar métodos aéreos (drones)

– Productividad muy baja
– Difícil de utilizar en zonas donde la superficie del suelo no es adecuada o segura para caminar
– Pueden ser necesarias medidas adicionales de aseguramiento de la calidad en caso de que se utilice personal no cualificado para la recogida de datos

Prospecciones terrestres mediante conjunto de magnetómetros

+ Alta productividad
+ Calidad de los datos de buena a alta

– Aplicable sólo en zonas relativamente llanas, sin obstáculos ni vegetación, y en superficies con suficiente capacidad portante
– Coste elevado del sistema de medición (proporcional al número de sensores del conjunto)

Prospección aerotransportada con UAV

+ Alta productividad
+ Calidad de los datos de buena a alta
+ La calidad de los datos es predecible, con una influencia mínima de los errores o del comportamiento humano (precisión del seguimiento de las líneas de prospección, etc.)
+ Coste medio de los levantamientos en términos de precio por km.
+ El único enfoque con riesgo cero para el personal de campo

– Tal vez no sea rentable para zonas muy extensas
– Requiere personal cualificado para la recogida de datos (operadores de drones)

Componentes del sistema

Los sistemas magnetométricos montados en drones no sólo incluyen el dron y la carga útil del magnetómetro. SPH Engineering suministra soluciones integrales para cada aplicación concreta.
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Drones compatibles: DJI M300/M350/M600, Inspired Flight IF1200A o IF800, Harris Aerial H6, y Wispr Ranger Pro y UAV similares

 

Carga útil del magnetómetro

Magnetómetro integrado o autónomo

Ordenador de a bordo SkyHub

Actúa como registrador de datos del magnetómetro e implementa el modo True Terrain Following

Altímetro láser o radar

Altímetro láser o radar para volar automáticamente en modo de seguimiento del terreno

Software de planificación de vuelos UgCS

Software de control en tierra con funciones especializadas para levantamientos magnetométricos, esencial para una recogida de datos precisa

Software de tratamiento de datos

Programas informáticos de tratamiento de datos para el tratamiento inicial (limpieza y filtrado de datos) y la generación de resultados.

Data sets

Vuelos de prueba con varios Magnetómetros sobre el campo de pruebas SENSYS GeoMIL con UXO/minas terrestres

Proceder a DroneGIS para descubrir y comparar la fecha adquirida con varios magnetómetros

Ver en DroneGIS

Comparación del rendimiento de varios sensores magnéticos en el campo de pruebas de SPH

Proceda a DroneGIS para descubrir y comparar la fecha adquirida con varios magnetómetros

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