Estudio de Caso No. 4: Mapeo Desplegar drones para la Modelación Espacial de las minas terrestres desplazadas en Bosnia y Herzegovina

DESASTRES NATURALES | EMERGENCIA AGUDA |MAPEO

Desplegar drones para la Modelación Espacial de las minas terrestres desplazadas en Bosnia y Herzegovina

Tipo de sistema: MD4-1000 Multicopter Microdrone
Agencia Implementadora: Belgian Royal Military Academy
Agencia de pilotaje: Equipo belga de primeros auxilios y de apoyo (Belgian First Aid and Support Team B-FAST)
Fechas de despliegue: mayo y junio 2014

Resumen

Las fuertes inundaciones y deslizamientos de tierra en Bosnia y Herzegovina movieron los campos de minas y restos explosivos de guerra (REG) en las zonas habitadas. El equipo belga de la Academia Militar Real (RMA) trabajó con el Centro de Acción sobre Minas de Bosnia y Herzegovina (BHMAC) para utilizar imágenes de drones, que ayudaran a modelar las ubicaciones potenciales de algunas de las muchas minas desplazadas y restos explosivos de guerra. Estos modelos fueron utilizados para reducir el radio de búsqueda de equipos de desminado.

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Antecedente

ICARUS y socios que preparan su dron multi-rotor para inspeccionar las inundaciones. Crédito: ICARUS.

ICARUS y socios que preparan su dron multi-rotor para inspeccionar las inundaciones. Crédito: ICARUS.

En mayo de 2014 se registraron las peores inundaciones en los Balcanes en 120 años de mediciones meteorológicas registradas.  Estas causaron grandes daños y provocaron deslizamientos de tierra. En Bosnia y Herzegovina se estima que 1,5 millones de personas, cerca del 40 por ciento de la población, fue afectada. Como resultado, el Gobierno de la Federación de Bosnia y Herzegovina activó el mecanismo de protección civil de la Unión Europea con el fin de solicitar apoyo para la respuesta a las inundaciones. Además, las inundaciones y los deslizamientos de tierra provocaron grandes desplazamientos de REG. Algunas de estas minas fueron trasladadas a más de 23 Kilómetros. Cuando las aguas se calmaron y los aldeanos regresaron a sus hogares, la mayoría no era consciente de este peligro inminente. El gobierno buscó ayuda en la identificación, y en la remoción de minas desplazadas.

Como resultado de las guerras a principios de 1990, Bosnia y Herzegovina tiene uno de los problemas más graves de las minas terrestres en el mundo. Más de 5.000 personas murieron o resultaron heridas por minas o municiones sin explotar entre 1992 y 2008. En 2013, las minas terrestres y las municiones sin estallar permanecían dispersas en 28.699 lugares a lo largo del país. Antes de las inundaciones, aproximadamente 540.000 ciudadanos (de una población total de alrededor de 4 millones) vivían cerca de estos lugares. Teniendo en cuenta que las minas desplazadas con toda probabilidad se distribuyeron en áreas muy grandes, las búsquedas en tierra habrían llevado demasiado tiempo, y el equipo de RMA trató de reducir el área de búsqueda mediante la realización de un análisis inicial utilizando imágenes de alta resolución.

Implementación

Imagen aérea de áreas inundadas captada por el dron ICARUS.  Crédito: ICARUS

Imagen aérea de áreas inundadas captada por el dron ICARUS. Crédito: ICARUS

Entre mayo y junio de 2014, el equipo de RMA desplegó micro drones MD4-1000 MultiCopter conjuntamente con dos tipos de sensores: una cámara digital de alta resolución y una cámara de infrarrojo cercano (NIR). El Microdron tiene un tiempo de vuelo de hasta 88 minutos (dependiendo de la carga y la batería) y un radio de vuelo de hasta 40 Kilómetros. El equipo de RMA registra un total de 20 vuelos (tanto manuales como  autónomos) sobre 13 zonas urbanas y semi-urbanas. Los tiempos de vuelo variaron de 25 a 30 minutos y capturaron de 200 a 500 imágenes con una resolución de 2-5 cm en cada vuelo. Las temperaturas oscilaron entre 20 ° C y 25 ° C con una velocidad máxima de viento de hasta 7 metros por segundo, donde se llevaron a cabo los vuelos. Los vuelos fueron reprogramados cuando las velocidades del viento alcanzaron más de 12 metros por segundo. El equipo no mapeó toda la zona de riesgo, ya que el tamaño de la zona de presunto peligro antes del desastre era de 1207 Kilómetros cuadrados.

Todos los vuelos fueron operados dentro de la línea visual, hasta 150 metros de altura, como especificado en los permisos otorgados con el apoyo del Ministerio de Seguridad de Bosnia y Herzegovina y la Dirección Nacional de Aeronáutica Civil. Las autoridades emitieron los permisos rápidamente. Habían invitado a la RMA a participar antes de las inundaciones, y los permisos habían sido preparados para las operaciones anteriores. Además, el proceso de autorización se aceleró dado que los drones de RMA se iban a utilizar en respuesta a un desastre natural de gran magnitud.  Los permisos le concedieron a RMA y su operador de drones el derecho legal para operar sus drones.

 

Mosaico orto-rectificado procesado a partir de imágenes capturadas a través del dron ICARUS. Crédito: ICARUS.

Mosaico orto-rectificado procesado a partir de imágenes capturadas a través del dron ICARUS. Crédito: ICARUS.

El equipo llevó a cabo su primera misión de identificación de minas en la región de Olovske, que está plagada de bombas de racimo, y donde la fuerte lluvia en mayo 2014 provocó un gran derrumbe. Parte del derrumbe terminó en Grabovica Creek, provocando temores de que los materiales explosivos pudieran estar desplazados en dirección de las zonas urbanas. El equipo utilizó el software Agisoft PhotoScan para crear un mosaico orto-rectificado 2D del área de deslizamiento de tierras junto con los modelos digitales de superficie (DSM) y modelos de elevación digital (DEM). La resolución espacial de estos datos fue de 3 cm a 10 cm. Los modelos, que eran precisos en unos centímetros por píxel, permitieron al equipo RMA estimar el tamaño de los deslizamientos de tierra y colocarlo en la base de datos del sistema de información cartográfica y sobre minas. De hecho, el equipo de RMA fue capaz de determinar la longitud máxima del deslizamiento de tierra (142 metros), ancho (55 metros) y el área total cubierta (6650 metros cuadrados). Los mosaicos y los modelos DSM, DEM y 3D fueron compartidos con el Departamento de Geodesia de la Universidad de Sarajevo, donde los modelos estadísticos para evaluar el impacto de las inundaciones sobre la erosión permitieron al equipo determinar si la erosión del suelo había desplazado potencialmente cualquiera de las minas conocidas. Tomados en conjunto, estos enfoques permitieron a RMA y a la Universidad de Sarajevo identificar nuevas áreas en las que ahora podrían estar ubicadas minas sin explotar y, por lo tanto, declarar dichas zonas como zonas de riesgo.

El equipo de RMA fue enviado también a la muy deteriorada ciudad de Maglaj. La presencia de numerosos restos de explosivos en esta región hizo que los esfuerzos humanitarios en la zona fuesen muy peligrosos. Entonces el equipo utilizó drones para inspeccionar las áreas donde los equipos de remoción de minas no pudieran operar debido al alto riesgo de REG. Más específicamente, se utilizaron los drones para crear un modelo de alta resolución de las zonas de alto riesgo con el fin de simular la dirección y la distancia que algunos de los campos de minas podrían haber cambiado. En otras palabras, el equipo de RMA combinó estos datos en 3D con datos de riesgo de las minas ya existentes para predecir el movimiento de las minas terrestres y para generar mapas de riesgo de minas actualizados y mapas de las zonas afectadas por las minas.

El dron multi-rotor ICARUS con la cámara y el cardán en vuelo. Crédito: ICARUS.

El dron multi-rotor ICARUS con la cámara y el cardán en vuelo. Crédito: ICARUS.

El papel de los drones era reducir el área de búsqueda, particularmente grande, mediante la creación de modelos 3D de alta resolución para predecir el movimiento de los REG y por lo tanto limitar el área de búsqueda a un tamaño más manejable. Las imágenes aéreas de las regiones Zavidovici-Dolac y OLOVO (en el centro de Bosnia y Herzegovina) se procesaron para crear mapas 3D, orto-fotos y modelos digitales del terreno del entorno para analizar los efectos de los deslizamientos de tierra sobre las minas y los restos explosivos de guerra. Los resultados fueron utilizados por el Centro de Acción sobre Minas de Bosnia y Herzegovina (BHMAC) para localizar REG desplazados, para la evaluación de daños y para fines documentales.

La cámara de infrarrojo cercano finalmente no se utilizó porque la inundación había dejado el suelo demasiado húmedo durante varias semanas, lo que significaba que los modelos estadísticos de RMA, calibrados para trabajar con imágenes NiR de suelo seco, no podían utilizarse para crear mapas probabilísticos vis-à vis la posible ubicación de trinitrotolueno, comúnmente conocido como TNT, en el suelo.

Evaluación

Según el equipo de RMA, los helicópteros no se utilizan porque los campos de minas suelen ser pequeños y ampliamente distribuidos. El área más grande sondeada, a través del dron, cubrió alrededor de 2,5 km2.

El uso de un helicóptero para cubrir un área tan pequeña no habría sido práctico o rentable. Por otra parte, los helicópteros habrían necesitado volar particularmente bajo, y estos presuntos campos de minas estaban situados cerca de las zonas urbanas; tales vuelos podrían crear contaminación acústica para los residentes locales. El equipo de RMA usó helicópteros en el norte para una encuesta realizada a 140 kilómetros de la orilla del río, donde se han reportado unos 30 deslizamientos de tierra.

Para las encuestas sobre campos de minas, el equipo de RMA posteriormente adquirió un modelo 3D de la superficie utilizado para determinar el flujo natural del agua, información que de otro modo no podrían haber adquirido. De acuerdo con BHMAC, los resultados de mapeo rápido por los drones fueron cruciales para la evaluación de daños y para la identificación de las nuevas ubicaciones de los muchos restos explosivos de guerra desplazados por los deslizamientos de tierra. La misión experimentó un accidente (en el medio de un campo de minas) que requiso reparaciones del dron. El equipo de RMA observó que fue importante la comunicación continua con las autoridades. Aunque estas últimas no se esperaban una comunicación así frecuente, se mostraron muy agradecidas y felicitaron formalmente al equipo por su profesionalidad. Además, un representante de alto rango del Ministerio de Seguridad de Bosnia y Herzegovina señaló que “Los resultados obtenidos por el dron y el trabajo profesional realizado por el Sr. Haris Balta [RMA] han sido de suma importancia durante el período de respuesta y también para el procesamiento posterior y la investigación de actividades futuras”.

Un oficial de operaciones técnicas también señaló que, “Las actividades de mapeo rápido y los resultados obtenidos por la misión son cruciales para la evaluación de daños, y para identificar las nuevas ubicaciones de los muchos restos explosivos de guerra que han sido desplazadas debido a los deslizamientos de tierra y a la inundación. En este caso no nos arriesgamos a poner seres humanos en las zonas de peligro”. En una nota relacionada, el equipo de RMA señaló que su principal experto y operador de drones, quien encabezó esta misión, era originario de la región y por lo tanto conocía el idioma y la cultura. Esto fue fundamental para el éxito de la misión.

El coste de la primera misión, después de la inundación, fue de aproximadamente € 15000. Esto no incluye el tiempo de RMA, que estaba cubierto a través de una diferente subvención. El gobierno proporcionó transporte local y alojamiento. La cifra incluye alrededor de € 6000, para la reparación de uno de los drones.

Recursos

ICARUS Project Overview
http://www.fp7-tiramisu.eu

Tiramisu Project Overview
http://www.fp7-tiramisu.eu/news/tiramisu-partners-spearhead-new-project-mine-action-after-floods

http://mecatron.rma.ac.be/pub/2014/SSRR2014_proj_037.pdf

Microdrones
http://www.microdrones.com/company/media-relations/md4-1000_Flyer_englisch_web.pdf

Videos
https://www.youtube.com/watch?v=7oI5YJjsjDE
https://www.youtube.com/watch?v=ThwH2jSwinQ&feature=youtu.be

http://www.jmu.edu/cisr/journal/19.1/pdfs/bajic.pdf
http://mecatron.rma.ac.be/pub/2015/HUDEM_2015_Avdic_Balta_Ivelja_final_ver.pdf
http://iRevolutions.org/2014/07/07/humanitarian-uav-missions-during-balkan-floods

Autor: Patrick Meier, ed. Denise Soesilo

Se agradecen a Geert de Cubber (RMA), Jo-Hannah Lavey y Joel Kaiser (Medair) para sus sugerencias y comentarios.

Acronyms

B-FAST Belgian First Aid and Support Team
BHMAC Centro de Acción sobre minas en Bosnia y Herzegovina
DEM Modelo de elevación digital
DSM Modelo de superficie digital
ERW Remanente explosivos de guerra
NiR Infrarrojo cercano
RMA Academia Real Militar de Bélgica
UAV Unmanned aerial vehicle

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