Drones autónomos ayudan a medir gases volcánicos con más precisión y menos riesgo

Anticipar una erupción depende, entre otras cosas, de leer bien lo que sale del volcán. Cambios en la proporción entre dióxido de carbono y dióxido de azufre pueden advertir que el magma está subiendo o que el sistema interno cambió. El problema es que medir esos gases en terrenos inestables y peligrosos no siempre es sencillo. Un preprint difundido desde la Universidad Técnica de Múnich propone una alternativa: usar un láser instalado en tierra y un dron autónomo que funciona como reflector móvil para atravesar la nube de gas sin exponer tanto a personas o equipos.

La idea se basa en una técnica llamada espectroscopía de absorción láser de trayectoria abierta. En vez de tomar muestras puntuales con sensores que deben pasar por dentro de la nube, el sistema envía un haz láser a través del aire y calcula cuánto absorben los gases en el trayecto. Eso permite medir concentraciones de forma no invasiva y cubrir áreas grandes con rapidez. El obstáculo habitual es que hace falta una superficie reflectante bien ubicada para devolver la señal, algo difícil de resolver en ambientes abiertos y cambiantes como los de un volcán.

El nuevo trabajo intenta salvar justamente ese cuello de botella. El equipo montó el sensor en una base terrestre con movimiento motorizado y puso el reflector en un dron pequeño. Una cámara con zoom sigue unas luces LED rojas instaladas en el dron y mantiene alineado el haz láser mientras el vehículo cambia de posición. Además, el sistema usa información de ubicación satelital enviada por el propio dron para mejorar el seguimiento.

Según el preprint, las pruebas de campo mostraron seguimiento autónomo exitoso y mediciones válidas de dióxido de carbono a distancias de hasta 60 metros. Los autores también reportan que lograron medir una pluma de CO2 sin que el sistema quedara contaminado por los gases generados por la propulsión del dron, una de las dudas más obvias cuando se quiere usar vehículos aéreos cerca de una nube que se intenta analizar. Esa comparación es importante porque una estrategia alternativa, llevar sensores dentro del aire con el propio dron, puede mezclar la señal ambiental con la perturbación causada por la aeronave.

La relevancia pública del avance no está en un gadget llamativo, sino en lo que podría aportar al monitoreo de volcanes activos. Si se pueden levantar mapas de gases de manera más segura, flexible y precisa, las redes de vigilancia tendrían otra herramienta para detectar cambios previos a una erupción y decidir cuándo intensificar alertas o restricciones. También podría servir para estudiar fugas de gases en otros entornos abiertos donde hoy resulta difícil automatizar mediciones a distancia.

Conviene, de todos modos, no presentar el trabajo como una solución lista para desplegar en cualquier volcán. El artículo es un preprint alojado en arXiv, todavía sin revisión por pares, y describe un sistema probado en experimentos al aire libre, no una campaña extensa en múltiples volcanes con condiciones extremas de viento, ceniza, relieve abrupto y alta temperatura. Falta ver cómo responde en escenarios más complejos y cuánto mejora realmente la capacidad de anticipar erupciones cuando se integra con otros datos, como sismicidad, deformación del terreno o cambios térmicos.

Incluso con esas reservas, el estudio plantea una idea útil: en vez de acercar personas al gas, mover el punto de reflexión. Puede parecer un ajuste técnico pequeño, pero en vigilancia volcánica ese tipo de cambio puede ampliar cuánto se mide, con qué seguridad y con qué velocidad se obtiene una señal que, en algunos casos, ayuda a entender si un volcán está cambiando de estado.