Desarrollo de un vehículo aéreo no tripulado para la detección de parámetros geomecánicos del terreno

Abstract

El presente trabajo describe el diseño y desarrollo de un dron geotécnico híbrido con una estructura elipsoidal semirrígida llena de helio, concebido para realizar estudios geotécnicos avanzados con una autonomía de 8 horas. El dron integra un volumen de helio de 27, 33m3, proporcionando una sustentación de 28, 944kg, lo que permite soportar un peso total de ∼ 32,125kg, solamente con una fuerza de propulsión realizada por rotores de 3, 2kg. La estructura elipsoidal (semiejes de 2,9m y 1,5m) minimiza la resistencia aerodinámica (CD = 0,15 en avance). El diseño generativo junto con la elección de materiales y componentes adecuada aseguran que se cumpla el margen de peso que permite el vuelo de larga autonomía. El dron asegura el cálculo de los parámetros geomecánicos de diseño (densidad, módulo elástico y estratigrafía) mediante la incorporación de dos ensayos principales: un ensayo sísmico (MASW y refracción sísmica) y un ensayo electromagnético. El ensayo sísmico contempla el diseño del mecanismo de generación y obtención de las ondas generadas, mientras que el electromagnético incluye los módulos a adquirir. Por último, un sistema LiDAR permitirá mapear en 3D el terreno de estudio. Este diseño híbrido ofrece una solución eficiente para estudios geotécnicos, combinando sustentación respetuosa con el medio ambiente y estudios avanzados. La alternancia de ensayos asegura redundancia y exactitud.