Radar: bajo el suelo, a través del humo y vigilando desde la órbita

El radar emite ondas de radio y escucha los ecos. Los ecos fuertes provienen de cambios bruscos en las propiedades eléctricas (permitividad relativa): de aire a suelo, de suelo a agua, de hormigón a acero. Los huecos contrastan mucho, así que se ven bien. Las ondas se frenan dentro de los materiales, v = velocidad de la luz ÷ √permitividad relativa, y la profundidad es v × tiempo de ida y vuelta ÷ 2. La permitividad relativa del agua es de unos 80, así que la humedad cambia drásticamente la velocidad: la dificultad central.

Una causa importante de los hundimientos de carreteras son las tuberías de alcantarillado dañadas. A través de juntas y grietas, el suelo circundante se arrastra hacia la tubería con cada tormenta y cada caudal, y crece un hueco bajo el pavimento. La superficie suele parecer plana hasta el final. El gran hundimiento de carretera en Yashio, Saitama, en 2025 implicó un colector dañado, y a petición del gobierno nacional siguió en todo el país un estudio prioritario especial de los colectores antiguos de 2 m o más de diámetro.

Lo que hoy está maduro para los estudios de huecos bajo carreteras es el GPR montado en vehículo: barre amplias zonas circulando con el tráfico, y los puntos sospechosos se confirman perforando un pequeño agujero e introduciendo una cámara. Los drones entran donde los vehículos no pueden ir (riberas, diques, taludes, carreteras bloqueadas tras un desastre) y dentro de las tuberías de alcantarillado con drones intratubería.

• Altura: cuanto más lejos está la antena del suelo, más energía se refleja en la superficie. Los drones deben rozar el suelo a una altura baja y constante.
• Peso y antenas: las frecuencias más bajas requieren antenas más grandes. Cuanto más profundo se quiere ver, más difícil es transportarlo.
• Suelo: la arcilla húmeda y los suelos salinos atenúan mucho. El mismo equipo ve profundidades muy distintas de un sitio a otro.
• Posicionamiento: cartografiar una reflexión requiere registros de posición y altura con precisión centimétrica.
• Interpretación: si un eco es un hueco, una tubería, una piedra o un límite de suelo se deduce de la forma de la onda y de la experiencia. Las falsas alarmas son frecuentes.

Así que, por ahora, el GPR en dron es de forma realista una herramienta de cribado aproximado donde no pueden ir ni vehículos ni personas. La investigación es activa en nieve, glaciares y detección de minas terrestres, y las pruebas de inspección van en aumento.

El GPR de alta frecuencia se usa ampliamente en forma portátil para medir la posición y el recubrimiento de las armaduras en tableros de puentes, revestimientos de túneles y muros de edificios. Los sistemas montados en vehículo también criban el deterioro del tablero bajo el asfalto. Son técnicas operativas.

Hacerlo con dron es difícil: una medición precisa necesita la antena en contacto con la superficie, o muy cerca y estable. Existe investigación sobre drones con brazos de contacto que presionan sensores contra paredes o intradós de tableros, pero sigue en fase de investigación y pruebas. Por ahora el reparto realista es: drones que criban con imagen visible o térmica, y radar aplicado de cerca por personas o robots terrestres.

El radar de onda milimétrica es conocido por los sistemas anticolisión de los coches. Su mayor longitud de onda le permite medir distancia y velocidad a través del humo, el polvo, la niebla y la oscuridad. En drones lo usan, por ejemplo, los drones agrícolas de fumigación para seguir el terreno y evitar obstáculos.

Su debilidad es la resolución angular gruesa: sabe que hay algo, pero no su forma. Por eso funciona mejor combinado con LiDAR y cámaras, cubriendo cada uno cuando los otros están ciegos. Hay grandes expectativas para sitios polvorientos como calderas y minas. Polvo y humo

El InSAR (SAR interferométrico) toma imágenes repetidas de la misma zona con radar de apertura sintética satelital y mide el movimiento del terreno a partir de diferencias de fase. El análisis de series temporales de muchas adquisiciones revela el desplazamiento lento, a escala milimétrica, de terrenos en subsidencia, terraplenes, diques, presas y entornos de puentes en áreas extensas. Se usan el Sentinel-1 europeo (banda C, datos abiertos), los ALOS-2 y ALOS-4 japoneses (banda L) y satélites SAR comerciales pequeños.

Para ríos y taludes, véase taludes, diques y ríos y presas.

Dónde se separaron las imágenes hechas para ver de los registros hechos para medir se cuenta en cómo la imagen aérea se dividió en imágenes y mediciones (Airffic Aerial). El InSAR es un recién llegado al lado de la medición.

• Penetración profunda en todas partes: la arcilla húmeda y los suelos salinos atenúan rápidamente.
• Identificar un eco con certeza: si es hueco, tubería o piedra solo se confirma excavando.
• Detección a corta distancia con dron: el recubrimiento de armaduras y similares requieren la antena cerca y estable, algo difícil en vuelo.
• Cambios rápidos desde órbita: el InSAR sirve para movimientos lentos; un colapso que se desarrolla en horas ocurre entre adquisiciones.

Para 2035, el InSAR satelital probablemente vigilará mensualmente los asentamientos a escala de ciudad, y el GPR en vehículo y los drones intratubería se enviarán primero donde aparezca movimiento. El GPR en dron puede haberse convertido en una herramienta de estudio rápido para carreteras y diques tras un desastre. El radar de onda milimétrica será probablemente estándar en las aeronaves que deban seguir volando entre humo y polvo. Esta es la visión de los editores; el GPR en dron, en particular, aún necesita mucha más validación.