UgCS

Sistema de magnetômetro para drones

Explore o sistema de magnetômetro para drones, ideal para geofísica, mineração e arqueologia.

O magnetômetro montado em drones da SPH Engineering é uma solução avançada para a detecção geofísica, mineração e prospecção, e arqueologia aérea. Utilizando drones UAV para levantamentos magnéticos, este sistema permite realizar estudos de anomalías magnéticas em áreas de difícil acesso, proporcionando mapas magnéticos precisos. É ideal para aplicações em investigação geológica e a exploração de recursos naturais, combinando alta precisão com eficiência. Sua integração com drones o converte em uma ferramenta versátil para levantamentos aéreos em diversos campos técnicos e científicos.

Sectores de aplicação:

Sistema de magnetômetro para drones: Detecção geofísica e prospecção precisa

Um campo magnético é a área ao redor de um ímã, um objeto magnético ou uma carga elétrica onde uma força magnética é exercida. A Terra se comporta como um ímã gigante.

As duas principais características dos campos magnéticos são sua intensidade (chamada de densidade de fluxo magnético ou indução magnética) e sua direção.

Um magnetômetro é um dispositivo que mede o campo magnético em um ponto.

Tipos de magnetômetros

Magnetômetros escalares

Medem apenas a intensidade do campo magnético.
Magnetômetros vetoriais

Medem tanto a intensidade quanto a direção do campo magnético.

Além de fins científicos, os magnetômetros são utilizados para detectar objetos que criam anomalias no campo magnético terrestre. Esses objetos geralmente contêm materiais ferrosos (que contêm ferro). Quando estão rodeados por campos magnéticos externos (o campo magnético da Terra em primeiro lugar), interagem com ele e criam «anomalias» ou mudanças nas propriedades do campo magnético (intensidade e direção) ao redor do objeto. Em contraste, os materiais «não magnéticos» não fazem isso.

Exemplos de objetos detectáveis: depósitos de minério de ferro, serviços públicos enterrados, artefatos explosivos não detonados (UXO), artefatos arqueológicos, submarinos e outros objetos metálicos ferrosos.

Tubo subterrâneo

Mina terrestre com caixa metálica

Barril de aço

Minério de ferro

Exemplos de objetos não detectáveis: Materiais como pepitas de ouro (sim, NÃO é possível detectar pepitas de ouro usando magnetômetros), minas terrestres com carcaça de plástico, barris de plástico e cabos de cobre, pois não alteram significativamente o campo magnético.

Pepita de ouro

Mina terrestre em estojo de plástico

Pote de plástico

Fio de cobre

Ao medir o campo magnético em vários pontos de uma área de busca e analisar os dados, os magnetômetros podem identificar anomalias onde o campo magnético difere do nível médio. Essas anomalias geralmente indicam a presença de objetos magnéticos ocultos sob a superfície.

A unidade de medida mais comum para a densidade de fluxo magnético (ou indução magnética) é nanotesla (nT). É a que aparecerá nos resultados das medições, arquivos de dados de magnetômetros, etc.

Grade de sondagem típica planejada com UgCS

Fig.2 – Grade de prospecção magnética planejada no software de planejamento de voo de drones UgCS sobre o campo de testes de sensores geofísicos da SPH Engineering

Resultado do estudo magnético com Oasis montaj

Fig.3 – Mapa magnético e traçado da intensidade do campo magnético ao longo de uma linha de prospecção (os dados são cortesia da SENSYS GmbH). A anomalia corresponde à bomba aérea alemã Flam C-250 da Segunda Guerra Mundial (sem cauda) que está a 1,5 m de profundidade sob a superfície.

As opções oferecidas pela SPH

A SPH Engineering dispõe de um portfólio que cobre todas as aplicações possíveis dos magnetômetros aerotransportados (montados em drones). E o mais importante, nossas soluções de prospecção magnética foram rigorosamente testadas em diversos ambientes como Groenlândia, Islândia, Papua Nova Guiné, Israel, Chile, EUA e muitos países europeus, incluindo buscas reais de UXO. Dispomos de uma coleção dos melhores magnetômetros da sua classe e conhecemos suas vantagens para aplicações específicas.

01.

02. Magnetômetro atômico de campo total MagNIMBUS

Sistema magnetométrico integrado aerotransportado ultrassensível alimentado por sensores magnetométricos atômicos de campo total QuSpin QTFM Gen-2.
O único magnetômetro leve do mercado que admite a configuração de gradiômetro.
O design único do sistema permite voar com uma distância extremamente baixa entre a superfície e o sensor, desde apenas algumas dezenas de centímetros. A montagem autodobrável do sensor permite uma decolagem e pouso simples sem requisitos excessivos para a qualificação do operador do drone, como ocorre com os sensores magnéticos em cordas de suspensão.
MagNIMBUS não possui um registrador de dados interno e requer um computador de bordo SkyHub.

Magnetômetro SENSYS MagDrone R1

Utiliza um sensor magnético 1x triaxial fluxgate, o mesmo que em outros magnetômetros SENSYS MagDrone.
Tem o mesmo design mecânico que o MagNIMBUS, o que lhe permite realizar sondagens com uma distância extremamente baixa entre o sensor e o solo.
O sistema acessível ideal com alta capacidade de detecção.
MagDrone R1 não possui um registrador de dados interno e requer um computador de bordo SkyHub.

03.

04. Magnetômetro SENSYS MagDrone R3

Tem 2 sensores magnéticos triaxiais fluxgate nas extremidades de uma barra de sensores horizontal de 1 m de comprimento.
Os sensores são os mesmos que no MagDrone R1 ou MagDrone R4. Montados nas pernas do drone.
O MagDrone R3 é um verdadeiro cavalo de batalha para a busca de UXO e é utilizado por muitas empresas para esse fim em toda a Europa e no mundo.
MagDrone R3 possui um registrador de dados interno e GPS, bem como um conector para GPS externo.

Magnetómetro SENSYS MagDrone R4

Dispone de 5 sensores magnéticos fluxgate triaxiales distribuidos a lo largo de una barra de sensores horizontal de 2 m de longitud.
Ofrece la mejor resolución espacial y cobertura posibles en una sola pasada del dron.
Menos maniobrable y resistente al viento que los modelos R3 y R1, ideal para grandes campos.
MagDrone R4 tiene un registrador de datos interno y un conector para GPS externo.

05. Magnetômetro Geometrics MagArrow Mk2

MagArrow é um sensor totalmente autônomo (com receptor GPS, registrador de dados e bateria incorporados).
Para minimizar os ruídos dos motores e da eletrônica do drone, recomenda-se utilizar cordas de suspensão de 3 m de comprimento para montar o MagArrow abaixo do drone. Para essa configuração, recomenda-se utilizar drones maiores como DJI M600 Pro ou similar, com drones menores (DJI M350/M300 RTK, etc.), recomenda-se utilizar hastes de extensão para as pernas do drone.
MagArrow possui 2x sensores atômicos em diferentes orientações para garantir seu funcionamento em qualquer condição, evitando uma «zona morta» para ambos os sensores simultaneamente.

Resumo dos magnetômetros oferecidos pela SPH Engineering, destacando características principais e aplicações recomendadas

	SPH Engineering MagNIMBUS	SENSYS MagDrone R1	SENSYS MagDrone R3	SENSYS MagDrone R4	Geometrics MagArrow
Sensor	1x ou 2x QuSpin QTFM G2 sensores de campo total de rubídio bombeados por laser	1x FGM3D/75 sensor triaxial de compuerta de fluxo	2x FGM3D/75 sensores triaxiais de compuerta de fluxo	5x FGM3D/75 sensores triaxiais de compuerta de fluxo	2x MFAM sensores de campo total de césio bombeados por laser
Sensibilidade do sensor	Muito alta	Alta	Alta	Alta	Muito alta
Aplicações recomendadas
Geologia e exploração mineral
Meio ambiente (poços abandonados, tubulações, tanques de armazenamento, etc.)
Busca de UXO (munições não explodidas)
Localização de infraestrutura enterrada (tubulações metálicas, cabos blindados e cabos sob carga)
Detecção de metais estranhos e GET (ferramentas de contato com o solo) perdidas, detecção de peças metálicas
Arqueologia
Notas para aplicações	• O braço dobrável para o sensor permite uma distância extremamente baixa entre o sensor e o solo para a busca de UXO e tarefas semelhantes. • A configuração de gradiômetro simplifica o processamento de dados e torna possível realizar estudos na presença de fontes externas de campos EM (linhas elétricas, etc.) • Muito leve e compacto, ideal para áreas confinadas e pequenas. • Boa resistência ao vento.	• O braço dobrável para o sensor permite uma distância extremamente baixa entre o sensor e o solo para a busca de UXO e tarefas semelhantes. • Muito leve e compacto, ideal para áreas confinadas e pequenas. • Boa resistência ao vento.	• Leve e compacto, ideal para áreas confinadas e pequenas. • Boa resistência ao vento.	• A resolução espacial dos dados é 2 vezes melhor que o R3. • Maior cobertura para linhas de estudo individuais.	• Montado em cordas de suspensão. • Não é conveniente para baixa altitude e terreno acidentado (montanhas, etc.). • Má resistência ao vento, especialmente para rajadas laterais. • Ótimo para linhas de estudo longas e suaves quando o drone pode voar em velocidade máxima com mudanças mínimas na velocidade ou direção.
Parâmetros de voo recomendados para aplicações como busca de UXO/metais estranhos/GET/utilidades, arqueologia, etc.
Distância entre linhas de estudo	0,5-1 m	0,5 – 1 m	2 m	2,5 m	–
Altitude de voo*	1,5 m AGL	1,5 m AGL	1 m AGL	1 m AGL	–
Velocidade (deve ser selecionada de acordo com o relevo e a vegetação)	até 10 m/s	até 10 m/s	até 8 m/s	até 6 m/s	–
Outros parâmetros
Transmissão de dados ao vivo para a estação terrestre
Frequência de amostragem	Configurável pelo usuário: • até 500 Hz no modo escalar • até 100 Hz no modo vetorial	250 Hz	250 Hz	200 Hz	1000 Hz
Peso	• 0,7 kg (1 sensor) • 1,2 kg (gradiômetro)	0,7 kg	1 kg	2,7 kg	1 kg
Drone recomendado*	• DJI M350 RTK • DJI M300 RTK • Inspired Flight IF800 • Inspired Flight IF1200A • ou similar				Drones maiores como • DJI M600 Pro • IF1200A • ou similar
Restrições de exportação	Não • (é necessário certificado de uso final)	Não	Não	Não	Sim • (versão livre de ITAR disponível sob pedido)

Observações

• Para MagNIMBUS e MagDrone R1, uma altitude de voo de 1,5 m AG significa uma distância sensor-solo de 0,5 m, proporcionando capacidades de detecção extremas para pequenos objetos ferrosos.

• Os parâmetros de voo para estudos como a exploração mineral variam em faixas muito amplas. A altitude pode ser de até 50 m (acima de possíveis obstáculos e árvores), a distância entre linhas de estudo geralmente é a mesma que a altitude. A velocidade de voo pode ser a velocidade máxima segura/econômica do drone.

• Recomendamos drones maiores para MagArrow porque utiliza 4 cordas de suspensão de 3 m de comprimento, e para uma melhor estabilidade do sensor, a separação entre os pontos de fixação deve ser de pelo menos 1 m. MagArrow pode ser usado com drones menores como DJI M350 RTK, mas sua estabilidade será degradada.

Essenciais e Aplicações

Independentemente do cenário de aplicação, os magnetômetros medem o mesmo, mas diferentes objetivos de prospecção ditam os requisitos para os padrões de voo (altitude, separação de linhas de prospecção) e o tipo ótimo de magnetômetro.

Objetivo da prospecção	Altura do sensor sobre o solo	Separação de linhas de prospecção	Velocidade	Tipo de magnetômetro recomendado
Detecção de UXO e aplicações ambientais similares, incluindo prospecções de sítios arqueológicos	0.2 a 5 m, tipicamente <1 m	1 m	Velocidade segura máxima conforme o terreno	MagNIMBUS MagDRONE R4/R3/R1
Cartografia geológica em geral em escala de prospecção ou para exploração mineral detalhada com a capacidade de detectar alvos fracamente magnéticos (por exemplo, linhas de areia mineral) ou distinguir alvos mais profundos sob fontes superficiais de ruído geológico (por exemplo, maghemita, regolito rico, lateritas ou vulcões superficiais pouco profundos)	5 a 30 m	igual à altura do sensor sobre o solo	Velocidade econômica máxima do drone com carga útil	MagNIMBUS MagArrow
Poços abandonados, tubulações, serviços enterrados e detecção de aterros	>5 m	igual à altura do sensor sobre o solo	Velocidade econômica máxima do drone com carga útil	Qualquer sistema de magnetômetro disponível

Recursos Úteis

Recursos que fornecem uma introdução aos conceitos básicos das prospecções magnéticas aéreas, cobrindo faixas de detecção e usos práticos em baixa altitude. É um excelente guia para uma visão profunda e informativa.

• Faixas de Detecção em Tecnologia de Prospecção Magnética

• Aplicação | Prospecções Magnéticas e Outras em Baixa Altitude

• Estimativas de Distâncias Máximas de Detecção de Diversos UXO (munições não explodidas) usando Magnetômetros

Vantagens dos magnetômetros montados em drones

Existem vários métodos padrão para realizar sondagens magnetométricas, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens. Nenhum método é universalmente aplicável; a abordagem apropriada ou mais adequada deve ser escolhida com base no objetivo do estudo e nas condições ambientais.

Levantamentos aéreos com aviões tripulados ou helicópteros + Produtividade muito alta: centenas (para helicópteros) ou até milhares (para aviões) de quilômetros lineares por dia + Pode ser rentável em caso de áreas grandes e de difícil acesso – Muito caro – Requer pilotos e pessoal extremamente qualificados – Aplicável apenas à exploração mineral e aos estudos geológicos e a tarefas específicas como a busca de submarinos. Não é possível a busca de alvos pequenos (UXO, etc.) – Pode ser perigoso, especialmente em áreas montanhosas
Estudos terrestres com magnetômetros de mochila ou de mão + Pode-se utilizar pessoal não qualificado para a coleta de dados após um breve treinamento + Talvez a única opção para coletar dados de alta resolução em áreas florestais onde não é possível utilizar métodos aéreos (drones) – Produtividade muito baixa – Difícil de utilizar em áreas onde a superfície do solo não é adequada ou segura para caminhar – Podem ser necessárias medidas adicionais de garantia de qualidade caso se utilize pessoal não qualificado para a coleta de dados
Prospecções terrestres com conjunto de magnetômetros + Alta produtividade + Qualidade dos dados de boa a alta – Aplicável apenas em áreas relativamente planas, sem obstáculos ou vegetação, e em superfícies com capacidade de suporte suficiente – Custo elevado do sistema de medição (proporcional ao número de sensores do conjunto)
Prospecção aerotransportada com UAV + Alta produtividade + Qualidade dos dados de boa a alta + A qualidade dos dados é previsível, com uma influência mínima de erros ou do comportamento humano (precisão do acompanhamento das linhas de prospecção, etc.) + Custo médio dos levantamentos em termos de preço por km. + A única abordagem com risco zero para o pessoal de campo – Talvez não seja rentável para áreas muito extensas – Requer pessoal qualificado para a coleta de dados (operadores de drones)

Componentes do sistema

Os sistemas magnetométricos montados em drones não incluem apenas o drone e a carga útil do magnetômetro. A SPH Engineering fornece soluções completas para cada aplicação específica.
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Drones compatíveis: DJI M300/M350/M600, Inspired Flight IF1200A ou IF800, Harris Aerial H6, e Wispr Ranger Pro e UAVs similares

Carga útil do magnetômetro

Magnetômetro integrado ou autônomo

Computador de bordo SkyHub

Atua como registrador de dados do magnetômetro e implementa o modo True Terrain Following

Altímetro laser ou radar

Altímetro laser ou radar para voar automaticamente em modo de acompanhamento do terreno

Software de planejamento de voos UgCS

Software de controle em terra com funções especializadas para levantamentos magnetométricos, essencial para uma coleta de dados precisa

Software de processamento de dados

Programas de software para o processamento inicial (limpeza e filtragem de dados) e a geração de resultados.

Conjuntos de dados

Voos de teste com vários Magnetômetros sobre o campo de testes SENSYS GeoMIL com UXO/minas terrestres

Proceda ao DroneGIS para descobrir e comparar os dados adquiridos com vários magnetômetros

Ver no DroneGIS

Comparação do desempenho de vários sensores magnéticos no campo de testes da SPH

Proceda ao DroneGIS para descobrir e comparar os dados adquiridos com vários magnetômetros

Ver no DroneGIS

RESPOSTAS A PERGUNTAS FREQUENTES FAQ Sistema de magnetômetro para drones

Qual é o alcance de um magnetômetro?

As respostas cientificamente corretas podem surpreendê-lo: o alcance de um magnetômetro, ou profundidade de exploração, é ZERO.
Encontrará mais detalhes no artigo Detection Ranges in Magnetic Survey Technology «»»
Oferecem serviços de inspeção magnética?

Não, a ACRE não oferece serviços de inspeção magnética. Somos um fornecedor especializado que fornece o sistema completo, incluindo todos os componentes necessários, treinamento e suporte.
Em raras ocasiões, participamos de expedições, como as relacionadas com a busca de aeronaves perdidas (como a expedição à Groenlândia e a busca de Amelia Earhart em Papua Nova Guiné). Além disso, podemos oferecer treinamento no local aos nossos clientes. No entanto, não oferecemos serviços de prospecção magnética.
A planificação de voos para sondagens magnetométricas tem aspetos específicos?

Sim, mas não tantos. O software de planejamento de voo UgCS possui funções especiais para suporte a levantamentos magnetométricos, e os detalhes estão cobertos em nossos cursos de treinamento e artigos, por exemplo Aplicação | Levantamentos magnéticos e outros levantamentos de baixa altitude «»»Entre em contato conosco para mais detalhes.
Qual é a diferença entre os magnetômetros e os detectores de metais?

Os magnetômetros são sensores passivos que medem o campo magnético no ponto onde o sensor está localizado. O princípio de detecção baseia-se na análise das variações do campo magnético (anomalias magnéticas) na área de sondagem.
Os detectores de metais, ou detectores de impulsos eletromagnéticos (EMI), são sensores ativos. Eles emitem impulsos eletromagnéticos que geram correntes de Foucault nos objetos condutores situados sob a bobina do detector. Essas correntes de Foucault geram campos eletromagnéticos “secundários”, que podem ser registrados por um detector.
Vantagens dos magnetômetros: são leves e se adaptam melhor às aplicações aerotransportadas. Além disso, podem detectar alvos grandes (como bombas aéreas) a uma distância de poucos metros.
Vantagens dos detectores de metais EMI: podem detectar qualquer objeto condutor de cobre ou metais não ferrosos similares e, em teoria, objetos menores que os magnetômetros. Mas seu alcance é limitado a 2 .. 3 diâmetros da bobina de busca.
É possível detectar minas terrestres com magnetômetros?

Os magnetômetros são capazes de detectar uma ampla gama de objetos, desde granadas de mão (a distância estimada entre o sensor e o alvo para detectar um objeto como a granada de mão F1 é de 0,5 m) até grandes artefatos não explodidos, como bombas aéreas, a uma distância de alguns metros.
Embora os magnetômetros possam detectar alguns tipos de minas terrestres (por exemplo, as minas antitanque M15, M6, TM-62M; as minas antipessoal M16, PROM-1, OZM-3, OZM-4, OZM-72 e tipos similares com quantidades consideráveis de metal ferroso), a busca de minas terrestres não é uma aplicação direta dos magnetômetros, pois não podem detectar a maioria dos tipos de minas terrestres modernas. Isso significa que o sistema nunca deve ser usado para confirmar a ausência de minas terrestres (e artefatos pequenos) em determinadas áreas, mas pode ser um recurso valioso durante um reconhecimento não técnico (NTS) ou um reconhecimento técnico (TS) para confirmar a presença de UXO/minas terrestres com uma quantidade considerável de metais ferrosos.
É possível detectar UXO ao voar sobre vegetação ou florestas?

Os magnetômetros podem detectar alguns objetos grandes de UXO a uma distância de alguns metros, mas a probabilidade de detecção é reduzida pela terceira potência da distância entre o magnetômetro e os alvos.
Por favor, leia o artigo Estimativas das distâncias máximas de detecção de diversos UXO (munições não explodidas) utilizando magnetômetros »»»
Isso faz com que os magnetômetros não sejam eficazes para a detecção de UXO em áreas com vegetação alta e árvores.
Por que as leituras médias dos magnetômetros variam em diferentes regiões?

Se medirmos o campo magnético ao redor do mundo, veremos uma imagem muito heterogênea (fonte: Modelo Magnético Mundial (WMM)).

Esse mapa magnético mundial não só tem valor científico, mas também permite diagnosticar rapidamente seu sistema de magnetômetro aerotransportado. Se você coletar dados magnéticos a uma altitude razoável acima do solo para excluir anomalias locais de objetos subterrâneos, por exemplo, a 100 m, você deve obter medições em nT muito próximas aos valores deste mapa. Por exemplo, para a Letônia, deve estar entre 51000 e 52000 nT. Se você obtiver medições muito fora do intervalo esperado, é provável que seu sistema esteja funcionando mal.