Una ecosonda Multihaz (MBES) es un sistema basado en sonar que cartografía el lecho marino emitiendo múltiples haces de sonido y registrando sus ecos. Utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para escanear amplias franjas del entorno submarino, produciendo imágenes tridimensionales precisas y de alta resolución.
MBES desempeña un papel vital en la hidrografía moderna, la investigación marina, la ingeniería offshore y el monitoreo ambiental. Al enviar haces en forma de abanico perpendiculares al movimiento del buque, MBES captura los contornos y las profundidades del lecho marino con una precisión excepcional.
El sistema consta de un transmisor que emite ondas de sonido y una matriz de hidrófonos que reciben las señales reflejadas. Estos reflejos, o ecos, rebotan en el lecho marino y regresan al buque, donde los sensores MBES miden el tiempo de viaje. A continuación, el sistema calcula la profundidad utilizando la velocidad del sonido en el agua y el tiempo de ida y vuelta.
Los principios de la ecosonda multihaz MBES
La tecnología central del MBES utiliza la formación de haces para dirigir y estrechar los haces de sonido. Este proceso aumenta la precisión y reduce el ruido ambiental. La formación de haces ayuda al sistema a distinguir entre objetos colocados muy cerca. También mejora la resolución de las imágenes del lecho marino. Estas capacidades permiten al MBES detectar peligros submarinos con gran precisión. El MBES también puede cartografiar características geológicas y garantizar una navegación marina segura. En el levantamiento hidrográfico, el MBES desempeña un papel clave en la cartografía precisa de la profundidad.
La frecuencia determina la profundidad del levantamiento y la precisión de los datos. Los sistemas de alta frecuencia producen imágenes detalladas, pero funcionan mejor en aguas poco profundas. Los sistemas de baja frecuencia funcionan en entornos más profundos, pero ofrecen menos detalles. Muchos modelos MBES cubren amplios rangos de frecuencia, como 200–700 kHz. Este rango es compatible con diversas aplicaciones con necesidades de levantamiento flexibles.
La anchura del haz define el tamaño de cada haz de sonar. Una anchura de haz estrecha mejora la precisión y la nitidez de los datos. Los modelos MBES de alta frecuencia pueden alcanzar anchuras de haz de hasta 0,3 grados. Un mayor número de haces de sonar da como resultado una cobertura de mayor resolución. Los clientes suelen requerir un número determinado de pings por área. Los sistemas con muchos haces ayudan a cumplir esas especificaciones de forma eficaz.
La cobertura de la franja mide el ángulo de visión total del sonar. Un sistema MBES de un solo cabezal puede cubrir hasta 130 grados del lecho marino. Los sistemas de doble cabezal amplían esta cobertura ajustando los ángulos del receptor. Una franja más ancha aumenta la cobertura del área en cada pasada. Sin embargo, los ángulos más amplios pueden reducir la resolución y la calidad de los datos en los bordes.
La duración del Pulse afecta tanto a la resolución de los datos como al alcance. Los pulsos más largos penetran más profundamente, pero reducen los detalles. Los pulsos más cortos proporcionan imágenes más nítidas, pero funcionan a distancias más cortas.
Elija el sistema MBES en función de la profundidad del agua requerida. Algunos sistemas funcionan mejor en aguas poco profundas. Otros están diseñados para entornos de aguas profundas. Los MBES de alta resolución montados en AUV o ROV pueden recoger detalles finos en profundidad. Los buques de superficie pueden requerir sistemas de menor frecuencia para lograr un rendimiento de largo alcance.
Las condiciones ambientales también afectan al rendimiento del MBES. La temperatura, la salinidad y la presión del agua cambian la forma en que el sonido viaja bajo el agua. Los planificadores del levantamiento deben tener en cuenta estas variables antes del despliegue. El rendimiento del MBES también depende de los sensores auxiliares. Los sensores de calidad para la velocidad del sonido, la posición y la orientación mejoran la precisión general. Ayudan a corregir el movimiento y a minimizar los errores relacionados con la instalación.
Verifique que el sistema MBES funciona con su software de procesamiento de datos. Asegúrese de que el software puede manejar el volumen y la complejidad de los datos MBES. Una potencia de procesamiento suficiente garantiza resultados fiables y rápidos. La compatibilidad entre el sistema y el software mejora la eficiencia y la productividad del levantamiento.
Aplicaciones de la ecosonda multihaz
Los topógrafos lo utilizan para recoger mediciones detalladas de la profundidad para crear cartas náuticas y planificar infraestructuras marinas. Los datos batimétricos precisos permiten identificar los peligros para la navegación, diseñar puertos y dársenas y definir rutas marítimas. Estos levantamientos son fundamentales para la seguridad marítima y el comercio. Los investigadores marinos también confían en el MBES para explorar los ecosistemas submarinos y las formaciones geológicas. Al cartografiar los arrecifes de coral, las dorsales oceánicas y las fosas marinas, los científicos obtienen información sobre la morfología del fondo marino y la biodiversidad marina. Los datos de alta resolución apoyan los estudios sobre el movimiento de sedimentos, la actividad tectónica y la distribución de los hábitats.
El MBES ayuda a los investigadores a comprender cómo cambia el fondo marino con el tiempo y cómo estos cambios afectan a la vida marina. En la ingeniería offshore, el MBES proporciona información esencial para el desarrollo de infraestructuras. Los ingenieros utilizan el sistema para evaluar las condiciones del fondo marino antes de instalar plataformas petrolíferas, turbinas eólicas o tuberías submarinas. Los datos topográficos precisos garantizan que las estructuras se construyan sobre un terreno estable y que la construcción no dañe el medio ambiente marino. El MBES también apoya la inspección y el mantenimiento continuos mediante el seguimiento de los cambios alrededor de las instalaciones submarinas.
La monitorización ambiental es otra aplicación clave del MBES – ecosonda multihaz. La tecnología detecta alteraciones en las características del fondo marino causadas por eventos como terremotos, deslizamientos de tierra o tsunamis. También revela el impacto de actividades humanas como el dragado, la pesca de arrastre y la extracción de recursos. Los gobiernos y los grupos conservacionistas utilizan los datos del MBES para gestionar los ecosistemas marinos, hacer cumplir las regulaciones y planificar proyectos de restauración.
El éxito del MBES depende de varios componentes tecnológicos. El sistema de sonar utiliza transductores para emitir y recibir ondas sonoras, normalmente en el rango de frecuencia de 12 kHz a 400 kHz. Las frecuencias más bajas alcanzan mayores profundidades, mientras que las frecuencias más altas proporcionan detalles más finos. Estos transductores se montan en el casco de un barco o en un vehículo submarino, dependiendo del área de levantamiento.
Los datos del MBES se procesan utilizando plataformas de software avanzadas como CARIS, Hypack y QPS. Estos programas limpian, interpolan y visualizan los datos brutos del sonar, transformándolos en mapas y modelos 3D utilizables. El software realiza funciones esenciales como la formación de haces, la eliminación de valores atípicos y la creación de superficies para ofrecer resultados fiables. Los sistemas de posicionamiento son fundamentales para la cartografía precisa del MBES.
Los sistemas GNSS, como el GPS, rastrean la ubicación del buque, mientras que los sensores de movimiento y las unidades de medición inercial (IMU) corrigen el movimiento del buque. Estas correcciones garantizan que la posición de cada haz de sonido esté correctamente georreferenciada, manteniendo la precisión espacial en toda el área del levantamiento. El MBES continúa evolucionando con los avances en el hardware del sonar, el procesamiento de datos en tiempo real y la integración con otros sistemas de navegación.
Los modelos más nuevos cuentan con una mayor densidad de haces, una mejor supresión del ruido y mayores capacidades de profundidad. A medida que la automatización y el aprendizaje automático entran en el campo hidrográfico, el MBES se está volviendo aún más eficiente e inteligente.