Muestreo Autónomo de Agua Aéreo

Obtener muestras de agua separadas espacialmente y de alta frecuencia de ríos y lagos es fundamental para mejorar nuestra comprensión y gestión efectiva de los recursos de agua dulce. En este trabajo, presentamos un muestreador de agua aéreo y evaluamos el sistema a través de experimentos de campo. El muestreador de agua aéreo tiene el potencial de aumentar drásticamente la velocidad y el alcance con el que los científicos obtienen muestras de agua, mientras reduce costos y esfuerzo. El sistema de muestreo de agua incluye 1) un mecanismo para capturar tres muestras de 20 ml por misión, 2) sensores y algoritmos para la aproximación de altitud sobre el agua, y 3) componentes de software que integran y analizan datos de sensores, controlan el vehículo, accionan el mecanismo de muestreo y gestionan el riesgo. Validamos el sistema en el laboratorio, caracterizamos sensores clave, desarrollamos un marco para cuantificar el riesgo y presentamos los resultados de experimentos al aire libre que caracterizan el rendimiento del sistema en condiciones de viento. Además, comparamos las muestras de agua de lagos locales obtenidas por nuestro sistema con las muestras obtenidas mediante técnicas de muestreo tradicionales. Encontramos que incluso vientos de 5.8 m/s tienen poco impacto en el sistema de muestreo de agua y que las muestras colectadas son consistentes con las técnicas tradicionales para la mayoría de las propiedades. Estos experimentos muestran que, a pesar de los desafíos asociados con volar precisamente sobre el agua, es posible obtener rápidamente muestras de agua científicamente útiles con un vehículo aéreo no tripulado.