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H2020

MISTRALE — Resultado resumido

Project ID: 641606
Financiado con arreglo a: H2020-EU.2.1.6.
País: Bélgica
Dominio: Espacio, Recursos acuáticos, Alimentos y recursos naturales

Reflectometría GNSS para visualizar la humedad del suelo

Investigadores financiados por la UE han diseñado un sistema aerotransportado ligero que se vale de señales satelitales para medir la humedad del suelo. Así, podría permitir a los agricultores ahorrar agua mediante un riego racional, así como ayudar a los administradores de recursos hídricos a hacer frente a fenómenos meteorológicos extremos como las inundaciones.
Reflectometría GNSS para visualizar la humedad del suelo
Los investigadores del proyecto MISTRALE, financiado con fondos comunitarios, han diseñado un sistema que puede medir la humedad del suelo desde un dron que vuela a baja altura y emplea reflectometría GNSS. El sistema, todavía un prototipo, puede generar mapas de alta resolución de la humedad del suelo aprovechando las señales de los sistemas de satélite globales Galileo o GPS. Podría ayudar a los agricultores a tomar decisiones más acertadas sobre cuándo y dónde regar y ayudar a los administradores hídricos a entender fenómenos meteorológicos como las inundaciones y la imbibición del suelo.

La reflectometría GNSS (GNSS-R) es una técnica de teledetección que utiliza señales de satélites rebotadas en la superficie de la Tierra para averiguar información sobre fenómenos naturales. En este caso, el equipo de MISTRALE ha diseñado un sistema que mide las señales GNSS directas procedentes de los satélites situados encima y también las señales indirectas reflejadas desde el suelo situado por debajo, y que compara las dos informaciones para determinar la humedad del suelo.

El equipo también diseñó un sensor GNSS-R y antenas capaces de rastrear las señales de los satélites a medida que se desplazan y montó estos equipos en un pequeño avión no tripulado (dron).

Desarrollar algo que fuera tan compacto y ligero no estuvo exento de dificultades. «Todo el sistema (sensor, antenas, CPU) tiene que pesar menos de 2 kg y ser lo más pequeño posible», apunta César Roda, jefe del proyecto MISTRALE y asociado a M3 Systems, de Bélgica.

Un dispositivo equipado para el futuro

Los investigadores optaron por un sensor para múltiples frecuencias (que puede procesar señales en las bandas L1 del GPS, E1 de Galileo y también E5 de Galileo) para evitar que el dispositivo quede obsoleto en el futuro. «Tener un receptor multifrecuencia y multi-constelación es extremadamente avanzado», asegura el Dr. Roda. «La aplicación de esto a GNSS-R va a abrir muchas posibilidades y permitir a los investigadores utilizarla en nuevas aplicaciones».

El primer vuelo de prueba, que tuvo lugar en la reserva natural de Camargue, en el sur de Francia, en agosto de 2015, permitió recoger 22 gigabytes de datos. Estos se han utilizado para afinar los algoritmos de procesamiento. Se prevén más vuelos sobre campos de patatas en los Países Bajos, viñedos en Francia y una mina a cielo abierto en España para este verano y otoño.

Los investigadores de MISTRALE ahora están optimizando el sistema y esperan completar un prototipo funcional, el cual podría generar mapas de humedad del suelo con una resolución de 50m x 50m, cuando el proyecto termine a finales de 2017. El dron, una aeronave no tripulada de largo recorrido diseñada con fines de investigación, puede volar durante 1 000 km en línea recta u ocho horas sin detenerse a baja velocidad y altitud.

Agricultura inteligente y prevención de inundaciones

Se espera que los principales beneficiarios de MISTRALE sean los agricultores que utilicen la información para realizar un riego inteligente y ahorrar agua. También podría usarse para cartografiar zonas inundadas en caso de un desastre natural. A diferencia de los sistemas de vigilancia en tierra, «podemos medir la superficie cubierta por el agua, incluso a través de vegetación, ya que podemos ver la tierra a través de árboles», comenta el Dr. Roda.

Los administradores de recursos hídricos que estén a cargo de la prevención de inundaciones también podrían sacar partido a la técnica de MISTRALE, dado que «si uno sabe cómo de húmedo está el suelo, puede escoger las mejores medidas de prevención de inundaciones», concluye el Dr. Roda.

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Palabras clave

MISTRALE, humedad del suelo, reflectometría GNSS, mapas de alta resolución, agricultura inteligente, inundación, prevención de inundaciones
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