Durante una tormenta, una playa puede perder en cuestión de horas la arena que tardó meses en acumularse. Esos cambios, que antes solo podían medirse recorriendo la costa con equipos pesados y muchas horas de trabajo, hoy pueden registrarse con precisión milimétrica desde el aire. Basta con planificar un vuelo y enviar un dron sobre la línea de costa. Investigadores de la Universidad de Cádiz han analizado cómo pequeños ajustes en la planificación del vuelo pueden marcar una gran diferencia en los resultados.
Comprender cómo evoluciona una playa resulta esencial para anticipar procesos de erosión, diseñar obras costeras o evaluar los impactos del cambio climático. Sin embargo, durante décadas, medir este entorno dinámico requería recorrerlo a pie usando equipos topográficos o GPS de alta precisión. Son métodos fiables, pero costosos, lentos y dependientes del clima.
Nuestro equipo de la Universidad de Cádiz ha demostrado que existe una alternativa más ágil y accesible: usar drones para realizar nivelaciones de playa de alta precisión. La investigación responde a una pregunta clave: ¿cuáles son las mejores condiciones para volar un dron si queremos medir una playa con precisión de centímetros?
Drones comerciales con calidad de equipos profesionales
La evolución tecnológica ha hecho posible lo que hace apenas una década no era viable. Las cámaras integradas en drones comerciales ofrecen hoy una calidad comparable a la de equipos fotogramétricos profesionales, y los algoritmos de reconstrucción 3D permiten generar modelos con errores de apenas uno o dos centímetros.
Investigaciones recientes confirman que, con una buena combinación de dron, planificación y software de procesamiento, es posible alcanzar precisiones similares a las de un levantamiento topográfico tradicional.
Además, el auge de proyectos europeos dedicados a la monitorización costera ha impulsado el uso de drones para evaluar erosión, daños tras temporales o movimientos de dunas. Esta tecnología ya forma parte de la práctica habitual en universidades, administraciones públicas y centros de investigación.
Una playa laboratorio: Los Lances, en Tarifa
Para identificar las condiciones óptimas de vuelo, elegimos la playa de Los Lances, en Tarifa (Cádiz). Se trata de un entorno amplio, poco urbanizado y geomorfológicamente estable, ideal para realizar pruebas controladas.
En una superficie de unos 15.000 m² se realizaron múltiples vuelos experimentales para evaluar cómo variables como la altura, la hora del día, el solapamiento entre imágenes o el número de puntos de control afectan a la precisión final del modelo.
Medir una playa desde el aire
Nuestro equipo empleó un dron Phantom 4 Pro, equipado con una cámara de alta resolución. Se diseñaron vuelos a 60, 80 y 100 metros de altura, en dos franjas horarias: primera hora de la mañana y mediodía. A partir de cientos de fotografías, el software fotogramétrico basado en la técnica Structure from Motion (SfM) reconstruyó un modelo tridimensional del terreno.
Para comprobar la precisión, se colocaron puntos de control en tierra (GCP) cuyas coordenadas se registraron mediante GPS. La comparación entre estos valores y los obtenidos con el modelo permitió determinar qué configuraciones ofrecían los mejores resultados.
En total, se evaluaron 72 configuraciones distintas, variando la altura, la hora del vuelo, el solapamiento de las áreas fotografiadas y el número de puntos de control.
La importancia de la hora del vuelo
Los resultados del estudio mostraron que volar a primera hora de la mañana mejora significativamente la precisión. Las sombras suaves ayudan al software a identificar puntos comunes entre imágenes. En cambio, la luz plana del mediodía dificulta este proceso.
Los errores verticales se redujeron a entre 3 y 4 centímetros en vuelos matutinos, frente a 7 u 8 centímetros al mediodía. En trabajos que requieren precisión extrema, esta diferencia es crítica.
Más no siempre es mejor: la cantidad justa de puntos de control
Los puntos de control son esenciales para ajustar el modelo fotogramétrico. Sin embargo, hemos observado que un exceso de marcadores ralentiza la operación sin mejoras significativas, mientras que una cantidad insuficiente reduce la precisión. El estudio identificó que alrededor de 7 puntos de control por hectárea proporciona un equilibrio óptimo.
Influencia de la altura y del solapamiento
Volar más alto reduce la resolución del terreno. A 100 metros de altura los errores pueden aumentar hasta un 66 % respecto a vuelos a 60 metros de altura. Además, el solapamiento entre fotografías resultó fundamental, ya que con solapamientos por debajo del 85 % los errores se triplicaron. En lo que respecta al tipo de solapamiento, el lateral —la superposición entre fotografías tomadas en líneas de vuelo adyacentes— tuvo más impacto que el longitudinal —cuando la superposición se produce a lo largo de la misma línea de vuelo. Por todo ello, la conclusión es sencilla: conviene volar bajo, temprano y con abundante solapamiento lateral.
Hasta hace pocos años, medir con precisión los cambios en una playa requería equipos costosos, personal especializado y largas jornadas de trabajo. Hoy, un dron comercial bien operado puede generar modelos digitales de alta calidad en cuestión de horas. Esto permite realizar campañas periódicas para detectar la erosión, evaluar daños tras temporales extremos, diseñar soluciones de ingeniería más eficientes y sostenibles, así como estudiar la evolución natural de dunas y perfiles costeros.
Además, esta tecnología favorece la divulgación y la educación ambiental, ya que los modelos 3D permiten mostrar la dinámica costera de forma visual, intuitiva y accesible.
Ciencia con los pies en la arena y la mirada en el aire
En conclusión, el trabajo demuestra cómo pequeños ajustes en la planificación de un vuelo pueden marcar una gran diferencia en los resultados. Medir bien una playa no es solo un ejercicio técnico, sino que tiene implicaciones para la seguridad, la gestión y la conservación del litoral. ¿Qué será lo próximo? Tal vez drones autónomos que patrullen la costa cada día o sistemas capaces de anticipar los efectos de una tormenta antes de que las olas lleguen a la orilla. Lo que está claro es que, cada vez más, la ciencia observa nuestras playas desde el aire… para protegerlas desde la arena.
Referencia:
Contreras-de-Villar, F., García, F. J., Muñoz-Perez, J. J., Contreras-de-Villar, A., Ruiz-Ortiz, V., Lopez, P., Garcia-López, S., & Jigena, B. (2021). Beach Leveling Using a Remotely Piloted Aircraft System (RPAS): Problems and Solutions. Journal of Marine Science and Engineering, 9(1), 19. https://doi.org/10.3390/jmse9010019
Autores del artículo divulgativo:
Francisco Contreras de Villar, Javier García y Juan Jose Muñoz
Departamento de Ingeniería Civil
Universidad de Cádiz
Fuente: Scientias
Artículo bajo licencia Creative Commons – Atribución (CC BY 4.0). Este artículo puede ser reproducido íntegramente siempre y cuando vaya firmado por los autores y se acredite SCIENTIAS como fuente, incluyendo el enlace a nuestra página.