ba time tria

BATIMETRIA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE TOPOGRAFIA Y VIAS DE TRANSPORTE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FIC

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INDICE GENERAL

Contenido INDICE GENERAL ........................................................................................................................ 1

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 4

METODOS TOPOGRÁFICOS EN BATIMETRÍA..................................................................... 5

MÉTODOS DE POSICIONAMIENTO PLANIMÉTRICO ...................................................... 8

Métodos ópticos ........................................................................................................................ 8

Radiación ................................................................................................................................... 9

Método de Bisección. ................................................................................................................. 9

Método de Bisección con distancias ........................................................................................... 9

MÉTODOS DE MEDIO Y LARGO ALCANCE ................................................................................. 10

Instrumentos de microondas.................................................................................................... 10

Loran-C. ............................................................................................................................... 11

Omega. ................................................................................................................................ 12

Metodología GPS.................................................................................................................. 12

MÉTODOS DE POSICIONAMIENTO ALTIMÉTRICO ...................................................................... 12

Por líneas rectas paralelas. ................................................................................................... 13

Por líneas radiales. ............................................................................................................... 13

Escandallo ............................................................................................................................ 14

Sondas mecánicas ................................................................................................................ 14

Sondas eléctricas .................................................................................................................. 15

Sondas acústicas .................................................................................................................. 15

Sondas ultrasónicos.............................................................................................................. 16

Nivel de reducción................................................................................................................ 16

SONDA LATERAL (SIDE SCAN SONAR [SSS]) ............................................................................... 18

Funcionamiento del Sonar Lateral. ....................................................................................... 22

BATIMETRÍA DESDE SATÉLITE ................................................................................................... 24

METODOS DE POSICIONAMIENTO 3D ....................................................................................... 28

GPS (Fase)+ ECOSONDA DIGITAL .......................................................................................... 30

GPS (código)+ ECOSONDA .................................................................................................... 32



3

SONDAS BATIMÉTRICAS ........................................................................................................... 33

El Sonar ................................................................................................................................ 34

Tipos de sonar ...................................................................................................................... 35

Hidrófonos ........................................................................................................................... 37

BATIMETRÍA Y EXPLORACIÓN POR ULTRASONIDOS .................................................................. 37

SONDAS TOPAS ........................................................................................................................ 41

PROBLEMAS EN LAS MEDIDAS .................................................................................................. 42

PÉRDIDAS EN LA TRANSMISIÓN ............................................................................................ 43

REFLEXIÓN Y DISPERSIÓN ..................................................................................................... 43

OTROS USOS ............................................................................................................................ 44

GALERÍA DE IMÁGENES ................................................................................................................ 45

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL .................................................................... 47

GPS .................................................................................................................................... 47

GLONASS .......................................................................................................................... 47

FUNCIONAMIENTO............................................................................................................... 48

Batimetría fotogramétrica ........................................................................................................ 55

Batimetría por procedimientos fotográficos ......................................................................... 55

Batimetrías mediante métodos fotogramétricos. ................................................................. 57

CUBICACION DEL EMBALSE Y DETERMINACION DE MATERIALES .............................................. 58

SEDIMENTADOS ....................................................................................................................... 58

Objetivos .............................................................................................................................. 58

Metodología empleada ........................................................................................................ 58

Apoyo de los pares estereoscópicos del vuelo fotogramétrico ....................................... 60

Levantamiento batimétrico ..................................................................................................... 61

Cálculo de los trabajos de campo realizados ...................................................................... 63

CONCLUSION ........................................................................................................................... 65

BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 65



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INTRODUCCIÓN

El término batimetría“ procede del griego, el Diccionario de la Real Academia

de la Lengua lo define comoel arte de medir las profundidades“. En Topografía se

entiende por batimetría el levantamiento del relieve de superficies sub-acuáticas, tanto

los levantamientos del fondo de mar, como del fondo de cursos de agua, de embalses

etc. Estos trabajos son denominados también topografía hidrografica, cartografía

náutica, etc.

La labor del topógrafo consiste en realizar el levantamiento de los fondos, como

si de un terreno seco se tratase. El principal cometido en la realización de cartografía

marina, en la obtención de cartas de navegación, es describir las características de la

superficie subacuática para hacer posible la navegación por terrenos invisibles.

Las cartas de navegación han de incluir la forma y el contorno de las costas visibles del

mar, la situación de los puntos notables de la costa y el relieve submarino destacando

las zonas accidentadas y peligrosas para la navegación, e identificando las

corrientes predominantes, la naturaleza geológica de los fondos, la declinación magnética

y su variación anual, etc. De todo ello se ocupa la Hidrografía.

Al igual que en levantamientos convencionales, en las batimetrías la finalidad será

la obtención de las coordenadas (X, Y, Z) de todos estos puntos. La parte más compleja y

que caracteriza a los diversos métodos de levantamientos batimétricos es la

determinación de la profundidad. Esta tarea se denomina operación de sondeo o

simplemente sondar. La profundidad de un punto se obtendrá midiendo la distancia

vertical entre el nivel del agua y la superficie del fondo.

Para obtener la verdadera cota del punto levantado se deben tener en cuenta

una serie de correcciones entre las que se incluye la corrección por marea.

Recordemos que las mareas son las variaciones periódicas en la altura del

nivel del mar, debidas a las atracciones de los cuerpos celestes.

El estudio de la marea ha de hacerse en las cercanías de la zona en la

que se está realizando el levantamiento, para poder reducir los sondeos al

datum o cota de referencia.

Además del conocimiento de las mareas, en cualquier carta náutica son imprescindibles

los siguientes parámetros:

Nivel medio del mar, al que referimos las cotas de los vértices.

Nivel de la bajamar escorada: altura de las mareas mientras dura la operación de

sonda, para reducir a la bajamar escorada.

Unidad de altura y establecimiento del puerto, para que el navegante

pueda calcular en cualquier momento los niveles y horas de pleamar y



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bajamar de un lugar dado.

Los antecedentes de los trabajos batimétricos se remontan a los egipcios

que los realizaban con ayuda de piedras atadas a una cuerda. La longitud de la cuerda

sumergida definía la profundidad. Los métodos como veremos a continuación han ido

evolucionando con el paso del tiempo. Las últimas tecnologías apuntan hacía el empleo

de equipos con observaciones a satélites (GPS) y determinación de la profundidad

por técnicas sónicas digitales, todo ello computarizado y controlado en tiempo

real por un potente software capaz de gestionar los datos de sendos equipos.

El desarrollo técnico e informático hace que las tareas en un levantamiento batimétrico se

reduzcan, disminuyendo tiempos de ejecución, aminorando gastos y mejorando

las precisiones finales, tanto en planimetría como en la determinación de la profundidad.

Comparando con los levantamientos terrestres, los levantamientos batimétricos

presentan notables diferencias. La fundamental estriba en que en los

levantamientos terrestres se cuenta con la estabilidad de los instrumentos de

observación y con la repetitividad de las mediciones.

El movimiento de la masa de agua ocasiona movimiento en los instrumentos durante

la observación y por otro lado no se puede contar con la posibilidad de

estacionar una y otra vez en un determinado punto. Esta masa de agua

constituye una barrera tanto para la vista del observador como para las

radiaciones electromagnéticas, técnicas que han proporcionado un gran aumento de

precisión en las medidas en la superficie terrestre.

Otro inconveniente en este tipo de trabajos es la necesidad de embarcaciones y

equipos específicos de alto coste. El tipo de embarcaciones una cuestión

importante. Se debe procurar que sea espaciosa y que absorba las

vibraciones emitidas por el motor, que tenga una estabilidad suficiente y que pueda

adquirir velocidades adecuadas.

METODOS TOPOGRÁFICOS EN BATIMETRÍA

Como hemos indicado anteriormente, el objetivo de los levantamientos batimétricos es la

determinación de las coordenadas X, Y, Z de los puntos del fondo. Hasta

época reciente los trabajos necesarios para ello se dividían en dos partes, separando

la metodología de obtención de los datos en planimetría de la altimetría. En cada punto

observado se medía la situación horizontal y la profundidad por separado. En la

actualidad la metodología GPS hace posible aunar ambas tareas.

Una batimetría realizada por métodos clásicos precisa en primer lugar que se realicen una

serie de trabajos topográficos terrestres para poder representar la línea de

costa (implantación de una red básica, trabajos de nivelación y la radiación). En una



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segunda fase se realiza el levantamiento del relieve submarino, que es el fin de todas

estas operaciones.

Para las tareas de georeferenciación (enlace con un sistema de coordenadas

existente), se aplican los métodos estudiados en los temas anteriores, determinando con

precisión la posición de un determinado número de bases sobre el terreno

cercanas a la zona de trabajo. Estas bases pueden estar referidas directamente a los

vértices geodésicos o bien a otras bases de orden superior, todo ello dependerá

de la distancia existente entre la zona de trabajo, de los vértices geodésicos y de

las necesidades del trabajo. Mediante métodos altimétricos determinamos las altitudes

de los distintos vértices de la red altimétrica refiriéndolas a la superficie del nivel medio

del mar.

Apoyándonos en estas bases establecidas, y con sus coordenadas

perfectamente definidas, se observaran los puntos que representan la línea de costa y

los accidentes del terreno.

Efectuado el levantamiento de la línea de costa, se procede a realizar el

levantamiento batimétrico propiamente dicho. Este proceso se realiza en dos etapas:

1. Determinar la posición de la embarcación. Esto dependerá de si existe

visual posible con las bases terrestres previamente determinadas,

determinando desde ellas por métodos topográficos la posición del barco.

En caso contrario tendríamos que apoyarnos en visuales astronómicas.

2. Sondar, es decir, determinar la cota submarina correspondiente a cada punto y

que referiremos a la bajamar escorada.

Por último acabaremos representando gráficamente sobre un plano los datos

procesados y procedentes de las medidas efectuadas anteriormente expuestas.

En el levantamiento batimétrico los puntos se organizan en perfiles. Los

perfiles consisten en un conjunto de puntos alineados en una determinada dirección. Los

perfiles se sitúan paralelos unos a otros, realizándose también algunos en

direcciones transversales a los principales para una mayor cobertura de la zona.

En algunos casos, posteriormente se replantean puntos singulares (X, Y conocida)

para obtener la cota de los mismos.



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Figura. 1

El número de puntos a tomar depende de la escala del levantamiento. La norma tal como

sucede en los levantamientos terrestres, es contar con un punto por cm2 de plano, para

poder asegurar la precisión en el curvado. La distancia entre los perfiles

será la que corresponde a este centímetro a la escala del levantamiento. Las

medidas sucesivas en cada perfil, normalmente y por la misma razón, habrán de ser de

un centímetro gráfico a la escala del levantamiento.

El desnivel se mide respecto a la superficie del agua, por lo que el

primer trabajo a proyectar será el de controlar la variación de cota que presente la

lámina del agua en el transcurso del tiempo. En embalses no suele ser significativa esta

variación en el tiempo que dura el levantamiento, pero en el mar sí, lo que hace

necesario el estudio de mareas.

Mientras se lleva a cabo el sondeo es necesario observar continuamente la

marea, con objeto de poder reducir cada sonda a la bajamar escorada.

Para estos trabajos se puede recurrir a mareógrafos que recogen la variación de la marea

en un registro gráfico.



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También puede realizarse el control de marea con una nivelación mediante regletas, cada

cierto tiempo, contrastando el nivel de la superficie de agua con respecto a un punto fijo

en tierra, que habrá de estar lo más cercano posible a la zona a levantar.

MÉTODOS DE POSICIONAMIENTO PLANIMÉTRICO

El levantamiento topográfico de las costas realizado desde tierra, se realiza como en

cualquier trabajo topográfico, pero para determinar la posición planimétrica de un punto

marino (materializado por la embarcación que efectúa el sondeo), cuya

profundidad queremos medir, es necesario recurrir a procedimientos especiales.

El problema consiste en guiar el barco por el perfil que pretende levantarse

(replantear el perfil), perfil que se ha diseñado en función de la densidad

de puntos que requiere el levantamiento; y dentro del perfil se han de determinar las

coordenadas (X, Y) de los puntos en los que se mide la profundidad.

Existen varios métodos de posicionamientos para obtener las coordenadas (X, Y) de

los puntos submarinos, métodos que han ido evolucionando a medida que lo

han hecho las tecnologías:

Métodos ópticos Consiste en medir mediante sextantes, el ángulo que forman en el punto dos

referencias conocidas y así deducir la posición del buque por intersección

inversa desde la embarcación. Este método obtiene precisiones de 3-5 m, siendo un

sistema poco costoso.

Figura. 2



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Radiación Se realiza con una estación total situado en tierra en un punto de

coordenadas conocidas, y que se ha orientado a otro punto de coordenadas también

conocidas. La cabeza del perfil se replantea previamente. El barco va recorriendo el

perfil y se van observando topográficamente los puntos de la embarcación

desde los que a su vez se sondea la profundidad. La observación se realiza

con la estación total tomando ángulos horizontales, cenitales y distancia para

poder calcular las coordenadas de dichos puntos posteriormente. El prisma va en la

embarcación. El mayor inconveniente es el movimiento del barco y el oleaje del agua. El

prisma, que refleja la onda emitida por el distanciómetro, está en continuo movimiento y

esto provocará una pérdida de señales.

Método de Bisección. En tierra se estacionan dos teodolitos sobre dos puntos de coordenadas

conocidas y se orientan los equipos visando a puntos también conocidos. Por

intersección directa simple (bisección) se determina la posición del punto

visado en la embarcación. El instante de toma de datos de los tres

operadores (profundidad el operador en el barco, y los datos angulares de los

dos operadores en tierra) han de ser simultáneos. Recordemos que

antiguamente (y para precisiones inferiores) se utilizaba para ello la brújula topográfica

desde puntos terrestres, con observaciones angulares.

Método de Bisección con distancias Análogo al anterior en su procedimiento de observación y cálculo. La diferencia estriba en

la instrumentación utilizada y en los datos empleados para el cálculo. Se sustituyen los

ángulos por distancias, ya que en este método se utilizan distanciómetros, que

proporcionan la distancia entre las bases y el barco. Estos instrumentos se basan en la

generación de ondas y su análisis posterior, y trabajan en el espectro de la luz infrarroja.

Son instrumentos electroópticos y normalmente alcanzan precisiones de 5 mm + 1 p.p.m.,

siendo la longitud de onda de 800 a 900 nm.

Este método se ve limitado por dos factores:

1. Alcance del distanciómetro, que oscila normalmente entre 1 y 5 Km. El alcance

máximo de un distanciómetro viene determinado por:

a. La potencia de emisión de la fuente de radiación utilizada,

b. Los prismas, la calidad de los mismos y el número de prismas utilizados.

c. Las condiciones atmosféricas tales como la absorción, radiación, refracción y

dispersión, tienden a reducir la distancia máxima. Las que más afectan son, en

este caso, la absorción y dispersión, ya que se trabaja en ámbitos costeros.

2. La colocación de los prismas es muy importante, ya que la onda emitida por el

distanciómetro tiene que reflejarse en el prisma y volver. Normalmente se equipa

al barco con un gran número de prismas rodeando el punto donde se visa.



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MÉTODOS DE MEDIO Y LARGO ALCANCE

Instrumentos de microondas

on similares a los distanciómetros,

pero con longitud de onda superior.

Utilizan generalmente ondas de

radio con una longitud de onda de 3

centímetros, aunque pueden variar entre 1

milímetro y 10 metros. De todos estos

instrumentos el más utilizado es el

telurómetro, muy útil en prospecciones

marinas, aunque actualmente algo en

desuso.

El sistema del telurómetro consiste en la

utilización de dos unidades idénticas. Cada

elemento es una unidad completa y consta

de todos los componentes necesarios para

efectuar una medición: transmisor, receptor,

antena, circuitos de medición y

mecanismos de intercomunicación.

Las unidades se centran sobre ambos extremos de la distancia a medir. Una de las

unidades opera como “master” y la otra como “remote”. Las unidades son idénticas y por

tanto intercambiables.

Los sistemas de microondas miden la distancia inclinada entre los extremos de la línea

por el método de comparación de fase. La onda portadora continua de alta frecuencia (≥

10.000 ≤ 10.500 Hz) es modulada en frecuencia con una onda patrón de frecuencia

inferior que varía entre 7.5 y 10 MHz Esta onda modulada es transmitida desde la unidad

“master” a la “remote”.

La onda portadora sirve para transportar la frecuencia patrón. Dado que su frecuencia es

alta, es menossusceptible de ser afectada por dispersión, y, además, se requiere menos

energía para su transmisión. Las frecuencias patrón proporcionan la necesaria calidad

para conseguir mediciones precisas. Son generadas por la propia unidad y controladas

por medio de cristales de cuarzo.

La señal transmitida por el “master” es recibida por el “remote” e inmediatamente es

retransmitida de nuevo a aquél, donde el ángulo de fase de la modulación deregreso es

comparado con la señal transmitida. La diferencia de fase proporciona una medida de

doble distancia que la luz ha recorrido en su viaje de ida y vuelta.

Como hemos dicho, las microondas, viajando a una distancia doble de la que se desea

S

Figura. 3



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medir cumplen una variación completa de fase de 360° para cada múltiplo par de

exactamente media longitud de onda desde el instrumento. Por consiguiente si los

aparatos están espaciados, precisamente un múltiplo par de media longitud de onda, la

fase indicada será cero. Cuando los dos instrumentos no están separados exactamente

una longitud de onda, como es el caso más frecuente, la diferencia de fase indicará la

parte fraccional de una longitud de onda. La ambigüedad en el número desconocido de

ciclos que la onda ha cumplido se resuelve transmitiendo patrones de frecuencias más

bajas.

Para simplificar los circuitos electrónicos y disponer de un equipo más ligero, los patrones

de frecuencia más baja son producidos por ligera variación de la modulación. Los cambios

de fase de las longitudes de onda más largas son obtenidos comparando las variaciones

de fase de las frecuencias patrón ligeramente variadas. La precisión de los telurómetros

es del orden de 3 p.p.m. de la distancia medida más un error adicional inherente al

aparato, de aproximadamente 12.5 milímetros. Se pueden medir distancias de hasta 100

Km. Con resultados satisfactorios, pero tenemos que tener en cuenta en gran medida las

condiciones meteorológicas, que pueden hacer variar considerablemente los resultados.

En distancias del orden de 2 Km se obtienen las mayores precisiones, pero el error

inherente del aparato y a veces la radiación del mar son más significativas en distancias

cortas.

Para la la ejecución del método de intersección directa mediante distancias obtenidas a

través del telurómetro precisamos tres equipos. Dos grandes ventajas pueden

recomendar al empleo de este sistema. La primera de ellas es que no es necesario que

los distintos elementos sean visibles entre sí. La segunda es la de poder trabajar por la

noche.

Loran-C.

Es un sistema de navegación hiperbólica de largo alcance, por impulsos de baja

frecuencia. Al igual que todos los sistemas de navegación hiperbólica operan según el

tiempo que tardan en recibir las señales de las distintas bases.

El principio para la obtención de las coordenadas (x,y) del punto se basa en medir la

diferencia de tiempo de la llegada de las señales procedentes de las bases al punto de

observación. Mediante este tiempo y conocida la velocidad de la onda en el medio, se

puede obtener el posicionamiento del punto receptor. Así pues los puntos de observación,

quedan fijados por la intersección de dos o más hipérbolas cuyos focos son las estaciones

fijas. Para calcular las coordenadas delpunto observado por el método más sencillo, esto

es, por la intersección de dos hipérbolas, se necesita conocer las dos lecturas que se

obtienen a través del Loran-C, y las coordenadas de la estación maestra y las dos

secundarias. El método consiste en la intersección de hipérbolas, por lo que se deberá

obtener la ecuación de las dos hipérbolas. La precisión de este sistema depende del error

cometido en la transmisión de la onda o señal en el espacio, que depende de los factores

meteorológicos durante la observación y de la precisión del aparato.



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La ventaja de este método está en su largo alcance, pudiendo llegar a los 1200 Km., con

UHF y 80 Km con microondas.

Omega.

Este sistema proporciona posiciones en todo el mundo, con una exactitud nominal de una

milla durante el día y dos millas durante la noche. Este sistema es un sistema global de

ocho estaciones terrestres, situadas de tal forma que el usuario recibirá señales de al

menos tres de ellas. Al igual que el sistema Loran-C, es un sistema de navegación

hiperbólica de muy baja frecuencia, pero con la diferencia de que éste emplea diferencia

de fase en vez de diferencia de tiempo. Esto hace que la ecuación de la hipérbola sea

más exacta.

Metodología GPS.

Los equipos GPS han hecho posible la aplicación de las observaciones a

satélites en la determinación de la posición de puntos en la superficie

terrestre o en embarcaciones. Los escasos tiempos de observación que se

requieren permiten alcanzar elevadas precisiones, evitando la excesiva influencia

del movimiento de la embarcación. Se necesita situar una estación de referencia en

tierra y llevar un receptor en la embarcación.

MÉTODOS DE POSICIONAMIENTO ALTIMÉTRICO

La determinación altimétrica consiste en determinar la cota de los puntos

midiendo la distancia vertical existente entre la superficie del agua y el punto en el fondo.

Estas cotas habrán de referirse siempre, a las coordenadas (X, Y) del punto en el que se

está situado en el momento de la obtención de la profundidad. A esta determinación

altimétrica del relieve submarino se la denomina operación de sondeo o,

simplemente, sondar.

Ya hemos indicado anteriormente que el trabajo previo consistía en situar

un origen altimétrico (punto de cota conocida) en tierra, respecto al cual se

determina la cota dela superficie de agua. Barco realizando sondeos.

El sondeo es la parte definitiva de cualquier batimetría y aporta los elementos suficientes

para garantizar la seguridad en la navegación al facilitar información de las profundidades

submarinas. Un perfecto conocimiento del relieve submarino exige un alto

número de puntos de profundidad conocida o puntos sondados

sistemáticamente espaciados. Las zonas que queden sin sondar se han de

considerarse linealmente crecientes entre dos puntos de profundidad determinada, el

método de sondeo es generalmente un método discreto con todas las

consecuencias que ello conlleva.

Cuando se trabaja por perfiles, se usan generalmente dos sistemas para llevar



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a cabo el sondeo:

Por líneas rectas paralelas.

Las líneas rectas paralelas suelen presentar direcciones normales a la costa.

La utilización de perfiles paralelos tiene el inconveniente de ocultar información entre

líneas. Para reducir la perdida de información, se realiza una densificación

de la malla mediante perfiles transversales. La distancia entre cada dos líneas paralelas

varía, según la escala del levantamiento.

Figura. 4

Por líneas radiales.

El sistema de líneas radiales se empleará en aquellos lugares donde el

perfil de costa cambie bruscamente de dirección y alrededor de islas de

pequeña dimensión. Las líneas de sonda radiales se proyectarán de tal forma que la zona

a sondar por este sistema quede suficientemente cubierta.

Figura. 5



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Es de vital importancia evitar que la embarcación sufra desviaciones con respecto el

rumbo de navegación diseñado, si esto sucede se rompe la uniformidad del

levantamiento. El control del rumbo se consigue de diversas formas:

Manteniendo un rumbo fijo con una brújula.

Señalizando los extremos de un perfil en tierra manteniéndolo lo más alineado

posible.

Materializando la línea con un láser o con un teodolito desde tierra.

Mediante el sistema de radiobalizas, manteniendo un arco de radio

constante (a distancias grandes se pueda confundir la cuerda con el arco).

Como hemos indicado, a la medida de la profundidad se denomina sonda

o sondeo. El instrumento que se utiliza se denomina SONAR (SoundNavigation and

Ranging). Son aparatos que graban información de transmisiones bajo el agua. Consta de

un emisor de ondas de sonido y de un receptor. Las ondas regresan tras

rebotar en algún cuerpo material.

Mediante el sonar, la medida de la profundidad es continua a lo largo de la línea

que sigue la embarcación, pudiéndose obtener bien en un registro gráfico o en un medio

magnético. Para correlacionar este registro con las determinaciones

planimétricas, se efectúan marcas en él para indicar el momento en que se

realizan las medidas horizontales. Antes de utilizarla no debe olvidarse el realizar el

calibrado.

El problema que presenta este tipo de aparatos es la posibilidad de

obtener un registro erróneo al interponerse algún material en el camino de la

onda, falseándose el relieve del fondo.

Desde el escandallo hasta las sondas de eco (ecosondas), los instrumentos

de sondeo han ido evolucionando. Podemos encontrar los siguientes equipos:

Escandallo

Las primeras sondas eran simples pesos de plomo de forma troncocónica

(escandallo) atados a una cuerda (sondaleza), que se dejaba caer hasta

tocar elfondo. Este tipo de sonda sólo se utiliza hoy en día para trabajos

muy expeditos y cercanos a la costa.

Sondas mecánicas

Formada por una bobina de cuerda de acero y un dispositivo de registro de

profundidades. Está influenciada por las corrientes, lo que le hace perder la verticalidad

pudiendo estar afectados los resultados de un gran error de desplazamiento.

Además de este error, existía otra dificultad y es que los puntos de sondeo se

elegían a ciegas, por lo que el relieve quedaba enmascarado en muchos



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casos, pudiendo pasar desapercibida una gran elevación o una fosa.

Sondas eléctricas

En estos aparatos se aplica la electricidad reemplazando ventajosamente a las

sondas anteriores. Un cilindro vertical lleno de mercurio hasta cierta altura, va

sujeto a una cuerda que contiene tejido un doble conductor flexible y aislado;

los dos extremos de los hilos son los reóforos de una pila que se halla en el buque y

terminan en una caja cilíndrica; en el circuito, cerca de la pila, va un timbre; el

cilindro se halla completamente cerrado.

Mientras desciende el escandallo, el mercurio ocupa la parte baja del

cilindro, no hay contacto y el circuito está abierto; pero en el momento en que el cilindro

ha tocado fondo se inclina, y el mercurio cubre los reóforos, los une eléctricamente, y

cierra el circuito haciendo sonar el timbra. La sondaleza, arrollada a un tambor, le hace

girar, y pone en movimiento a un contador que señala la profundidad.

Sondas acústicas

Permiten una mayor rapidez en el levantamiento, a la par que proporcionan una mejor

representación del fondo submarino, al registrar de una forma continua la línea

que se va levantando. En 1920 se empezó a emplear esta sonda de eco o ecosonda. El

principio fundamental consiste simplemente en registrar el tiempo que transcurre desde

que un impulso sonoro es emitido desde el buque y recogido nuevamente en él

tras reflejar en el fondo del mar. Se basa en el principio de que todo

sonido producido cerca de la superficie del agua se refleja en el fondo y

vuelve a la superficie como un eco. Como la velocidad del sonido en el agua es

conocida, el problema se reduce a medir el tiempo empleado en el doble recorrido.

Existen los modelos portátiles, movidos por acumuladores y aptos para

profundidades de 60 m, hasta grandes instalaciones permanentes, que pueden

sondear hasta 10-12 Km de profundidad.

Los sondadores acústicos constan en esencia de las siguientes partes:

Un aparato registrador, que a la vez es el órgano de control de todo el

instrumento.

Un generador de alta tensión, que lleva a su vez un condensador cuya

descarga actúa sobre el transmisor de la onda sonora.

Transmisor.

Receptor, recibe la onda reflejada en el fondo del mar, que después de ser

amplificada por medio del amplificador, se registra gráficamente en el aparato

registrador.

Amplificador.

Aparato registrador.

El aparato registrador es quizá la parte más importante del sondador

acústico.



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Sondas ultrasónicos

Son sondadores que utilizan como fuente sonora las oscilaciones de

frecuencia audible. Presentaban el inconveniente, desde el punto de vista

militar, de que la onda sonora esférica que generan se propaga en todas las direcciones

posibles y puede ser captada por algún buque en inmersión. Estas sondas

requieren, para sondar en grandes profundidades, mayor energía para producir

ondas de gran potencia cuyo eco llegue al hidrófono con intensidad suficiente para

su recepción. Puede ocurrir que en fondos muy escarpados la onda se refleje

sobre cualquier superficie más próxima a la quilla que al fondo del mar. Estas

dificultades han desaparecido con el empleo de ondas ultrasonoras de

frecuencia inaudible superior a 20.000 periodos por segundo y longitudes

inferiores a 7 cm, suponiendo que la velocidad de propagación es de 1450 m/s.

Figura. 6

La principal característica de las ondas ultra sonoras está en su propagación

a través del agua, haciéndolo solamente en forma de un haz bastante cerrado cuyo eje

es normal a las armaduras del condensador.

Para la explicación de la correcciones en las mediciones se tomara parte del expediente

técnico del proyecto ‘’MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LA BOCA DE ENTRADA

EN EL TERMINAL PORTUARIO DEL CALLAO’’

Nivel de reducción

En los océanos, ríos y mares, la cantidad de agua no se mantiene estable sino que varía

con el tiempo. En los primeros es producto de la atracción de la Luna, el Sol y la Tierra

principalmente.

Cuando se realizan levantamientos, se adopta un nivel de referencia ó reducción para

estandarizar los sondajes, pues el levantamiento se realiza en días y horas distintos, y la

cantidad de agua varía.

Los mareógrafos instalados a lo largo del litoral han permitido determinar los niveles

medios del mar, a partir de los cuales se miden las altitudes, y se ha adoptado el

promedio de estas mínimas para referir los sondajes en el mar.



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Para el presente trabajo se empleara el método de reducción de sondajes referidos al

nivel de Bajamares de Sicigias Ordinarias.

Reducciones de sondaje

Se establecerán dos tipos de corrección: por inmersión del transducer y por variación

horaria de mareas. No fue necesario aplicar la corrección por velocidad del sonido en el

agua, debido a que las profundidades son relativamente pequeñas y no afectan la

precisión del trabajo realizado.

Corrección de mareas

La altimetría de este trabajo se ha referido al cero hidrográfico ó datum hidrográfico del

Puerto de Callao. En los levantamientos hidrográficos es necesario conocer la altura de la

marea mientras se realiza el trabajo de toma de sondas, puesto que las sondas obtenidas

deben referirse a una referencia vertical fija, que en nuestro caso, es el Nivel Medio de la

Bajamares Sicigias Ordenarías NMBSO.

La marea se ha medido instalando una regla de mareas en el Muelle HIDRONAV del

Puerto del Callao, en un punto conocido y facilitado por la dirección de obra y que es

idóneo para nuestro trabajo, puesto que se encuentra muy cerca de la zona de trabajo,

evitando de esta manera cualquier retraso en la onda de marea.

El esquema de la instalación de la regla de mareas se puede ver en la Figura 1. Las

variaciones del nivel del mar se han medido y anotado en la libreta de mareas, con una

periodicidad de 15 minutos, de forma que posteriormente en gabinete podremos

referenciar las sondas tomadas al cero hidrográfico del puerto.

Figura. 7



18

Figura. 8

Como se ha indicado en los párrafos anteriores, las lecturas de la regla de marea se introducen en la tabla para corregir las sondas obtenidas con estos valores. Esto permite visualizar todos los datos de marea obtenidos, con objeto de comprobar que no existen errores en la lectura, y posteriormente se interpolan los datos obtenidos de marea para aplicárselos a cada una de las sondas obtenidas.

SONDA LATERAL (SIDE SCAN SONAR [SSS])

Otro método usado para la obtención de batimetrías es el sonar lateral, análogo al radar

lateral. Los sistemas de radar lateral de apertura sintética eran considerados por el

ejército de los Estados Unidos como materia reservada hasta el año 1970.

Los sistemas de sonar se adaptan a las normas de geometría de los radares laterales, por

lo que actualmente tienen una gran aplicación en la investigación técnico-cartográfica del

fondo del mar.

El sonar lateral consiste en un emisor receptor de ondas acústicas que va instalado en un

objeto (fish) unido a la embarcación mediante un cable de acero, que, además de

sujetarlo, permite la transmisión de la información al barco.

Las sondas laterales son, quizás, los dispositivos más versátiles para la realización de

batimetrías en un amplio rango de profundidades y resoluciones. La mayoría de las

sondas laterales van montadas en dispositivos sumergibles que son arrastrados por un

barco, evitando en gran medida la problemática asociada al movimiento de la nave. Este

tipo de dispositivos sumergibles se denomina deeptow. En muchos casos, a la vez que la

sonda lateral, incorpora numerosos sensores para medir las propiedades del agua, y la



19

naturaleza geológica del terreno. El principio de funcionamiento es muy sencillo: la sonda

emite lateralmente ecos en una banda de anchura constante, que se va desplazando con

el avance del barco. La emisión de este eco caracteriza las irregularidades del terreno

permitiendo crear una batimetría de gran precisión, y escalas de hasta 1:10 000 – 1:5 000.

Pero además, permite el almacenamiento de información acerca de la reflectividad del

fondo, para su posterior caracterización.

Figura. 9: esquema de funcionamiento de una sonda lateral en dispositivo deep-tow

La siguiente tabla muestra los parámetros característicos de una sonda lateral:

Frecuencia de muestreo 170-190kHz

Profundidad de muestreo

De 200 a 600m

Longitud de cobertura 2*750m

Apertura de haz 2*80°

Resolución por pixel 0.3m

Velocidad de adquisición

Max. 2 nudos

Frecuencia de adquisición

1.5 segundos

Escala de trabajo 1:10 000-1:50 000

El avance de la banda acústica permite tomar varias medidas para un mismo punto. El

dato final para ese punto será superposición de distintas medidas, lo que mejora la

precisión del método.



20

La forma en que funciona la sonda merece un análisis detallado. El eco propiamente

dicho no se produce hasta que la señal emitida por la sonda no choca contra el fondo. La

recepción de este eco no se produce en una sola vez. Se recibe una primera señal muy

intensa, que no sirve para determinar la orografía, pero sí para estimar la posición de la

sonda respecto del fondo, en su vertical.

Pero la resolución horizontal de esta señal es muy pobre, por lo que para ello se utilizan

los ecos siguientes.

Figura. 10: imagen en tiempo real obtenida por interpretación de la señal de una sonda lateral



21

Figura. 11: imagen de sonda lateral de un área de 190Km2; la zona blanca en forma de cabeza de caballo es un lago de salmuera submarino, que se caracteriza por tener muy baja reflectividad

Uno de los problemas que presenta la sonda lateral es la aparición de sombras tras

determinadas formaciones. El análisis preliminar de los datos obtenidos y las primeras

imágenes proporcionadas por la sonda pueden ayudar a determinar si es necesaria una

nueva medida en la zona de sombra, o si existen suficientes datos como para extrapolar

las mediciones próximas. Pero esta aparición de sombras es de utilidad en otras

aplicaciones, como es la localización de pecios, minas, etc. en el fondo.

Uno de los parámetros más importantes a controlar es la posición relativa de la sonda

respecto del barco. La posición del barco se determina generalmente por GPS diferencial

(DGPS), pero la posición de la sonda respecto de éste puede variar en función de las

corrientes, la velocidad, el oleaje... La frecuencia de emisión de la red GPS (1,5 GHz) no

permite que estas ondas se propaguen bajo el agua, por lo que no es posible el

posicionamiento mediante un GPS instalado en la sonda.

Por ello, ha de contar con un sistema de posicionamiento relativo respecto del barco.

Además, en caso de necesitar una precisión mayor, pueden situarse algunas boyas



22

posicionadas por DGPS y comunicadas entre sí y con el dispositivo sumergido, de

manera que la referencia sea múltiple respecto de varios puntos y la precisión mayor. Es

lo que se denomina Sistema GIB (GPS IntelligentBuoy).

Figura. 12: posicionamiento relativo de un dispositivo sumergido respecto del barco

Funcionamiento del Sonar Lateral.

Las ondas reflejadas proporcionan una imagen en dos dimensiones parecidas a la

obtenida por el SAR, o a fotografías cuando el sol está bajo y detrás de la cámara. Se

puede hacer con varios barcos moviéndose en paralelo y así conseguir una carta

completa y continua. Su funcionamiento básico es como sigue:

1) El emisor lanza un impulso de microondas, que dibujado en sección por un plano

perpendicular al eje de la dirección de trayectoria, sería un arco de circunferencia

con centro en foco emisor, que avanzaría hacia el fondo a la velocidad de la luz en

forma de abanico. Aunque pueda parecer plano, no debemos olvidar que en

realidad es un haz cónico cuya base es esférica, ya que es un frente de onda

esférico.

2) La onda alcanza un punto del fondo (P) que refleja parte del impulso emitido en la

misma dirección, pero en sentido contrario, es decir, lo devuelve de nuevo hacia la

fuente emisora.

3) El frente de onda alcanza un punto T, mientras que la onda que fue reflejada por el

fondo es P’ y continua avanzando hacia la antena. El punto T, a su vez, dará una

señal de retorno T’. El equipo dispone de un conmutador transmisor y receptor que



23

permite recibir la señal reflejada en el terreno. Si la señal es positiva, es decir,

devuelta por el objeto y recogida, pasa al receptor. El receptor está conectado a un

tubo de rayos catódicos en el que un haz de electrones barriendo la pantalla

produce un punto luminoso S de mayor o menor luminosidad, según la intensidad

de la señal recibida con la velocidad del medio de transporte.

4) La señal reflejada por el punto del fondo (P) es captada por el receptor y la hace

visible en la pantalla, apareciendo en ella el punto P. También el punto T, que ha

devuelto la señal, aparecerá luminoso en la pantalla, por lo que se ve la imagen de

dos puntos del terreno, P y T. Como el medio de transporte sigue avanzando,

iremos obteniendo la imagen de varios puntos del terreno en el tubo de rayos

catódicos, es decir se está obteniendo una imagen de una franja de terreno.

Esta secuencia sucede en muy poco tiempo y la onda emplea tan solo una fracción de

segundo en hacer su recorrido, por lo que la superficie de emisión y recepción se puede

considerar como un plano, ya que depende de la velocidad del medio de transporte, de la

distancia del foco al objeto y de la velocidad de propagación de la onda en el medio.

Las principales formas de almacenamiento de imágenes son en película fotográfica y en

cinta magnética.

Película fotográfica.

Distinguiendo:

a.1. Imagen bidimensional: en la práctica lo que se hace es colocar un rollo de película

paralelo al tubo de rayos sobre el cual el punto sólo recorrerá una y otra vez la misma

línea, y se hace pasar el carrete fotográfico a una velocidad proporcional a la velocidad

del medio de transporte. La película se impresionará con las distintas intensidades del

punto luminoso, con lo que obtendremos una secuencia continua del terreno. Estas

imágenes pueden obtenerse sobre la película de color con luz monocromática, o

simplemente con película en blanco y negro;

a.2. Imagen tridimensional: si la señal de retorno la comparamos con otra señal de

referencia de impulsos constantes en el receptor, y la imagen resultante la recogemos

sobre una película de grano muy fino obtendremos lo que se denomina un Holograma

Sonar. La imagen obtenida presenta un aspecto grisáceo, más o menos uniforme, que

desde luego no produce a simple vista la impresión de ver el terreno como se suele ver en

una fotografía.

Aumentando la imagen se podrá ver una serie de líneas paralelas llenas de puntos negros

y de espacios en blanco irregularmente distribuidos, que no son más que el resultado de

las interferencias producidas por las ondas de referencia sobre las de retorno del Sonar.

Esta imagen sirve para obtener una imagen.

Cinta magnética.

La señal recogida y procesada por el receptor puede almacenarse en una cinta

magnética después de haber sido codificada. El proceso no es excesivamente complicado



24

ni requiere unos aparatos complejos. Además da la posibilidad de obtener la imagen

sobre un tubo de rayos catódicos. tridimensional del terreno observado.

Las imágenes en general, tienen una buena nitidez y dan una sensación de relieve

espectacular, como consecuencia de las sombras. Los objetos que tienen una elevación

en el terreno con una cierta diferencia respecto a los que se encuentran en su entorno

aparecen muy definidos. Las imágenes en blanco y negro tienen, en líneas generales, un

aspecto más oscuro que las obtenidas con emulsión de color.

Abundan los grises (reflectores difusos) y la imagen es quizá menos luminosa que una

fotografía clásica. Destacan mucho los buenos reflectores sobre este fondo apagado. Sin

lugar a dudas, la imagen en color es mucho más luminosa. Las sombras destacan aún

más sobre el fondo de color, con lo que se tiene una mejor visión de las elevaciones.

Estas imágenes en color se obtienen utilizando luz monocromática, resultando así

imágenes en rojo o verde, pero en las que a veces aparece otro color como resultado de

respuestas muy intensas.

El sonar lateral ofrece la posibilidad de inspeccionar el lecho marino entre perfiles. Pese a

las múltiples características favorables de este sistema, su empleo en batimetrías ha

estado limitado por su incapacidad para incorporar información cuantitativa de las

profundidades.

El sonógrafo de barrido lateral calcula el nivel del eco como una función del rango del

ángulo de arrastre del equipo remolcado, dando por tanto, una imagen distorsionada del

fondo marino. Esto hace que la interpretación del gráfico del sonar sea costosa en tiempo

y dinero.

El sónar de barrido lateral ofrece unos resultados útiles en áreas de lechos marinos

compuestos por materiales homogéneos, en tanto que en las zonas de materiales

heterogéneos es de escasa utilidad. Se trata, por tanto, de técnicas de trabajo

complementarias en la ejecución de batimetrías. En zonas con batimetría abrupta los

gráficos de sónar ofrecen unas imágenes muy distorsionadas del fondo marino. En tales

áreas es muy difícil distinguir entre los efectos ocasionados por el barrido lateral y los

ocasionados por los materiales.

BATIMETRÍA DESDE SATÉLITE

Consiste en el empleo de satélites para realizar mediciones batimétricas en aguas

profundas. Se realiza mediante el estudio y medición del geoide que es la superficie (de

igual potencial gravitatorio) que presenta la superficie marina en ausencia de vientos,

corrientes y mareas. Ésta no es plana a causa de variaciones en el grosor y densidad de

la corteza y manto superior, que causan perturbaciones en el campo gravitatorio que se



25

manifiestan en elevaciones y depresiones del geoide.

De la medida de la altura de la superficie marina puede obtenerse el relieve de los fondos

marinos, ya que una masa adicional de por ejemplo 2 km de altura, puede atraer sobre

ella una cantidad extra de agua de unos 2 m de altura en unos 40 km de largo. La medida

se lleva a cabo mediante satélites capaces de medir su altura sobre la superficie del mar,

mediante la emisión de microondas que son devueltas con un incremento en la longitud

de onda proporcional a la altura. Así puede conocerse el nivel del mar con un margen de

error de unos 3 cm. La huella del haz de radar cubre varios kilómetros de largo, de tal

manera que se compensan las irregularidades provocadas por vientos y corrientes. Esta

técnica de teledetección requiere conocer de forma exacta y permanente la posición del

satélite, lo cual se consigue por medio de láser y rastreo basado en el efecto Doppler.

Los mapas obtenidos son entonces “filtrados” para suprimir anomalías asociadas a

variaciones de densidad. De esta manera aumenta la resolución de la topografía, aunque

ésta queda siempre limitada por el gran tamaño efectivo de la huella del radar. En aguas

someras se emplea la técnica SAR, que emplea un radar de imágenes en lugar de un

altímetro. Se construyen imágenes en base a una serie de ecos recibidos. En este caso,

las irregularidades del terreno se plasman en la superficie del agua gracias a las

corrientes de marea.

Tradicionalmente, las batimetrías se han llevado a cabo desde barcos o en dispositivos

sumergidos. La toma de imágenes queda relegada a zonas muy concretas y de

características muy particulares, con lo que no es una buena opción en la mayoría de las

veces.

La realización de cartografías submarinas tiene una problemática asociada muy extensa,

como queda de manifiesto en este documento. Es debida, en su mayor parte, a las

particulares condiciones de trabajo sobre grandes masas de agua, y las distintas

propiedades de ésta. Sin embargo, las técnicas gravimétricas y magnetométricas

aplicadas en la cartografía desde satélite, no se ven afectadas por esa problemática.

A escala global, los únicos mapas submarinos terrestres se han realizado desde satélite

pues, como ya se ha indicado, las navegaciones cartográficas no cubren con totalidad los

fondos marinos.

En las últimas dos décadas, se han empleado para cartografía desde satélite las

mediciones del Geosat, cuyos datos recabados durante 18 meses de exploración se

desclasificaron en Julio de 1995. Estos datos han permitido crear mapas submarinos

globales, cuyo casi único objetivo es mostrar la orografía general de los fondos marinos y

despertar la curiosidad científica.

En la actualidad, el único método para cartografiar áreas con una resolución inferior a

200m es la navegación cartográfica con sondas. Sin embargo, para resoluciones más

moderadas tolerables para áreas de 15-25 Km, aunque de escasa aplicación en

ingeniería la altimetría desde satélite es una alternativa mucho más económica y rápida, y



26

los resultados son aceptables.

Los satélites Geosat y ERS-1 han explorado los fondos marinos del planeta, y analizado

el campo gravitatorio. Estos datos, se han combinado y procesado para formar un geoide

marino (Cazenave et al., 1996; Sandwell and Smith, 1997; Tapley and Kim, 2001). En las

escalas que estamos tratando, las variaciones en la anomalía gravitatoria están muy

relacionadas con la topografía submarina. En la actualidad, el trabajo pasa por combinar

los datos obtenidos en las navegaciones con los obtenidos por satélite para formar una

más completa cartografía submarina.

Además, los datos obtenidos mediante navegación pueden emplearse para calibrar las

mediciones, relacionando las variaciones locales en la topografía con los ratios de

gravedad asociados a las variaciones tectónicas y por sedimentación.

En la actualidad, existen proyectos para realizar nuevas mediciones de lo que se conoce

como High SpatialResolutionSatelliteAltimetry (altimetría por satélite de alta resolución

espacial).

La aplicación de los avances tecnológicos permitiría una mayor resolución, con lo que el

campo de aplicación de este tipo de cartografías sería mucho más extenso:

planificación de rutas de cable

modelos de tsunami

modelos hidrodinámicos de mareas, predicción de erosiones, etc.

mejora de los modelos mareales costeros.

legislación y distribuciones estatales

defensa.



27

Figura. 13: mapa mundi de los fondos submarinos, obtenido por satelite

Figura. 14: diferencias entre las batimetrías obtenidas con navegación y sonda (derecha), datos actuales de satélite (izquierda) y previsión de mediciones por satélite futuras (centro)

Los principales factores que afectan en las medidas batimétricas realizadas desde

satélite, y que han de ser eliminados, son:

mareas (puede ser corregido empleando modelos matemáticos o medidas de las

mareas)

movimientos tectónicos (que habrán de determinarse)

interferencias producidas por la sequedad o humedad atmosféricas (que pueden

ser corregidasmidiendo dichos parámetros)



28

variaciones barométricas (ídem)

interferencias en la ionosfera (corregidas con altímetros de frecuencia dual, o

modelosmatemáticos)

sesgo electromagnético (corregido o calibrado con la curva de la respuesta del

radar)

En resumen, la cartografía desde satélite es un campo aún por desarrollar, con posibles

aplicaciones y notables beneficios frente a los métodos tradicionales de cartografía

submarina.

METODOS DE POSICIONAMIENTO 3D

Como se ha indicado el problema en los levantamientos batimétricos es correlacionar la

posición planimétrica y la determinación de la profundidad para no introducir errores en la

determinación de la posición del punto situado por debajo de la superficie del agua, y que

va a ser el que se represente en la cartografía final.

El problema del movimiento en la superficie se consigue disminuir al aumentar la rapidez

en la determinación de las coordenadas del punto radiado.

Como hemos visto existen gran variedad de métodos para realizar las levantamientos

batimétricos, pero sin lugar a dudas, el más extendido y utilizado actualmente, es el

método combinado de GPS +Ecosonda digital.

Figura. 15: equipo ecosonda completo: sensor, transductor, impresora y batería

El equipo de sondeo está proyectado para producir el sonido, recibir y amplificar el eco,

medir el tiempo transcurrido desde la emisión y la recepción del sonido, convertir este



29

intervalo de tiempo en unidades de profundidad y registrar estas medidas de profundidad

en una banda de papel arrollada sobre un tambor giratorio.

El sonido es producido por un transductor, que automáticamente convierte un impulso

eléctrico en una onda sonora.

En instalaciones permanentes de sondeo por eco, este dispositivo va montado en el

casco del barco de sondeo; en los modelos portátiles el transductor va montado por lo

menos 50 cm por debajo del nivel del agua, y preferiblemente aras con la quilla.

En función de la profundidad existen diversos transductores. Para los sondeos en aguas

profundas se hace uso de señales de baja frecuencia, ya que las señales de alta

frecuencia están sujetas a una mayor absorción y necesitan una potencia inicial más

elevada cuando se emplean en aguas muy profundas.

El transductor también recoge el eco reflejado por el fondo y lo convierte en una señal

eléctrica, que es amplificada y registrada en unidades de profundidad sobre una banda

graduada. Las ondas sonoras son emitidas por el transductor a intervalos de tiempo muy

cortos; así por ejemplo un modelo portátil de sonda de esta clase, cuya máxima

profundidad de alcance no llega a los 75 m, hace los sondeos a la velocidad de 600 por

minuto.

La precisión en la medida puede ser definida en función de la resolución del

equipoacústico. Ésta está determinada por:

Duración del pulso o longitud: un pulso tiene una duración finita, determinada por

la frecuencia, la velocidad de propagación y la duración del pulso. La resolución

esla mitad de la duración del pulso.

Angulo de incidencia de la onda en el objetivo: si el rayo, no incide normal a

lasuperficie a representar, la longitud del pulso efectivo será mayor

disminuyendoentonces la precisión.

Resolución del medio de grabación: se debe disponer de un medio de recogida

dedatos capaz de recoger ondas reflejadas con una resolución acorde con el

pulso. Normalmente se graba sobre papel tratado químicamente, o bien sobre

papel carbón,también se pueden registrar los datos en medio magnético.

Naturaleza del objetivo: las superficies en las que rebotan las ondas pueden ser

dedistinta naturaleza.

Ancho de emisión de la transmisión: la energía devuelta por un objeto depende

desu tamaño, de la densidad de sus elementos y de la inclinación del proyector.

Se recogeránmejor las ondas que rebotando en los lados del objeto se reflejen en

la dirección del buque.

El sonido atraviesa el agua a una velocidad casi constante, siendo el valor medio de la

velocidad de propagación de las ondas acústicas en el mar de 1500 m/s. Variando con la

temperatura, salinidad y profundidad (presión).



30

Existen tablas y nomogramas que dan lacorrección que hay que aplicar para los distintos

valores de la temperatura, la salinidad y la profundidad.

Muchas de las sondas portátiles están equipadas de mecanismos y software capaz de

corregir lossondeos teniendo en cuenta estos valores para obtener la profundidad real del

sondeo.La ecosonda es muy utilizada en los grandes pesqueros para localizar bancos de

pesca y enlos buques oceanográficos para realizar batimetrías.La metodología GPS ha

permitido aumentar la precisión planimétrica.

El registro detiempos que en ella se efectúa permite sincronizar los datos de los ficheros

GPS con los datos delos ficheros de la ecosonda, mediante el campo común (tiempos),

teniendo especial cuidado enla sincronización de relojes de ambos tipos de registros.

El método de observación GPS que más precisión nos puede aportar es el método

diferencial entiempo real anulándose las principales fuentes de error y disponiendo de

nuestra posición precisa en el instante de medición.

Esto exige el trabajar con dos receptores GPS de formasimultánea.Para trabajar en

tiempo real se utiliza un radio enlace entre la estación de referencia y elequipo móvil que

va instalado en la embarcación.

Un sistema que realice levantamientos batimétricos según este método ha de realizar

fundamentalmente dos tareas:

Navegación, el sistema debe ser capaz de indicar la ruta a seguir para no crear

zonas de solapes indeseados, o bien, de guiar la embarcación por unos perfiles

predeterminados.

Sincronización de los datos recibidos por el instrumento de medidas de

profundidades (ecosonda) con el instrumento que nos indica planimétricamente

donde se ha producido esta medida de profundidad (GPS)

La precisión que se puede obtener en la posición estará condicionada por el tipo

de observables que utilicemos, código o fase. Esta precisión va a ser la que

determine nuestra metodología de trabajo.

GPS (Fase)+ ECOSONDA DIGITAL

Este método nos ofrece precisiones del orden de 2-3 cm±1ppm. La sincronización de

datos obtenidos en el mismo instante por el GPS y el ecosonda es mucho más eficaz, con

grados por debajo del segundo. Los errores producidos por el efecto de las mareas y

variación de altura debido al oleaje quedan total y automáticamente eliminados. Además

no precisa de instrumentación clásica para completar el trabajo en tierra. Todas estas

características hacen que este método sea el más eficaz y de mayor rendimiento en las

operaciones de levantamientos batimétricos. Se han llegado a comparar modelos digitales

del terreno obtenidos según esta metodología con modelos fotogramétricos y en ningún

caso las diferencias excedían de los 5 cm. Básicamente el sistema se compone de los

siguientes elementos:



31

Como estación de referencia dispondremos de un GPS de doble frecuencia,unidad

de control conectada a un radio-modem, enviando correcciones decódigo y fase

con observables de fase en tiempo real.

El sistema de a bordo de la embarcación está compuesto por un receptor GPS de

doble frecuencia, unidad de control en la que corre el software parael tratamiento

de observables de fase en tiempo real, radio-modemrecibiendo las correcciones

procedentes del equipo de referencia, ecosondadigital y PCportátil.

En cuanto a las conexiones, se puede observar que existen dos variantes, con relación

alsistema estándar de batimetría con GPS:

En primer lugar, consideramos el hecho de utilizar como opción másaconsejable

receptores de doble frecuencia, puesto que al trabajar con medidasde fase, es

necesaria la inicialización para la resolución de ambigüedades, ytan solo los

equipos de doble frecuencia son capaces de inicializar en movimiento (OTF),

evitando por tanto, tener que desmontar el equipo de la embarcación e inicializar

en tierra cada vez que el sistema se quede con menos de cuatro satélites. Con un

equipo de estas características y utilizando el método apropiado, se puede obtener

en tiempo real, coordenadas en el sistema de referencia local, con precisión de 2-3

cm±1 ppm., tanto en planimetría como en altimetría. El hecho de obtener la cota

del punto nos permite realizar la batimetría sin tener en cuenta el estado de la

marea, y c

oleaje.

En segundo lugar, se consigue un grado de sincronización mucho más alto debido

a que los registros tomados, tanto la posición de la antena GPS (X,Y,Z)como la

profundidad medida por la ecosonda, incorporan una señal de tiempo enviada por

el receptor GPS, que nos permite realizar una correlación entre ambas medidas.

Para aplicar este método es imprescindible que la ecosonda incluya la posibilidad de

entrada del mensaje NMEA (el cual incluye el instante de la toma de la posición entiempo

GPS), para que de esta manera asocie instante de toma de posición (X,Y,Z) al instante de

toma de profundidad.

Los datos de profundidad, más tiempo, quedan almacenados en el PCportátil, el

cualincluye el software de navegación, cuya única misión, es la de planificar los perfiles

yguiarles por ellos. De esta manera evitamos la deficiente sincronización que nos

proporcionaeste tipo de programas.

Existe una configuración alternativa que nos permite simplificar el sistema. Para ello

esnecesario que el sistema GPS posea una unidad de control con la capacidad de gestión

yreplanteo de líneas (perfiles). De este modo podemos eliminar de la configuración

elsoftware de navegación y sustituir el PCpor un palmtop PCcuya autonomía y tamaño es

másapropiado para su instalación en pequeñas embarcaciones.



32

GPS (código)+ ECOSONDA

Es el método utilizado desde algunos años por numerosos profesionales para realizar

levantamientos batimétricos y que muchos fabricantes de accesorios para la navegación,

han incorporado en su gama de productos como equipos estándar y soluciones

totalmente terminadas, pero que solamente se pueden emplear para levantamientos

expeditos con precisión del entorno.

Este sistema proporciona un rendimiento inigualable comparado con cualquiera de los

métodos anteriormente citado, ya que podemos levantar puntos (X,Y, profundidad) con

cadencia de un segundo.

Por otra parte tampoco es necesario un operario en tierra que vaya guiando la

embarcación, puesto que disponemos de la información necesaria para situarlo con

suficiente precisión sobre el perfil teórico.

Pero por el contrario tendremos estos errores e inconvenientes:

Error en la posición de carácter simétrico debido a la precisión que proporcionan

las observables GPS de solo código.

Errores debido a la sincronización entre el instante de toma de posición y

profundidad: los programas estándar de sincronización no están diseñados para

trabajar con alta precisión, ya que la sincronización se realiza con asignación de

tiempos por entrada de datos en las puertas serie del PC. Hay algunos programas

de navegación en los cuales podemos introducir un retardo aproximado desde el

instante de toma de posición, o profundidad hasta el momento de anexión de

datos de profundidad y posición. Hemos podido estimar que este retardo es

variable en función de diversos factores, estimando que el resultado sufrido se

halla en el entorno de 1 a 3 segundos. Este error se hace patente cuando el

terreno a levantar tiene una gran pendiente y conforme se aumenta la velocidad de

desplazamiento de la embarcación.

Sigue indeterminado el problema de mareas y oleaje de manera integrada en el

mismo sistema, debiendo corregirse estos errores.

Se precisa de instrumentación clásica para realizar el trabajo de tierra; cabecera

de perfiles, bases, etc.

Básicamente el equipo consta de:

Equipo GPS de referencia con radio-modem incorporado emitiendo correcciones

de código.

Equipo GPS móvil con radio-modem incorporado recibiendo correcciones de

código. Este equipo envía por el puerto RS-232 uno de los mensajes NMEA a un

ordenador portátil.

Ordenador portátil que sincronice la señal NMEA recibida del GPS con la medida

de profundidad realizada y enviada por la ecosonda.

Ecosonda y transductor con medida continuamente enviada al ordenador.



33

Se estaciona en tierra, en un punto de coordenadas conocidas, un equipo de una o dos

frecuencias enviando por un radio-modem correccionesestándar de código RTCM. En la

embarcación se coloca un equipo GPS de una frecuencia (suficiente para este tipo de

aplicación) y el ecosonda digital. Es importante instalar la antena GPS sobre la misma

vertical que el transductor del ecosonda, de esta manera no será necesaria el realizar

correcciones por la excéntrica de antena GPS y transductor.

Una vez instalados estos dos elementos se envía a través de los puertos serie de un PC

el mensaje NMEA corriendo de seudodistancia, desde la estación de tierra; y por otra

parte la lectura de profundidad desde el ecosonda.

En el PC va instalado un programa de navegación, que es el encargado de realizar las

dos tareas que debe realizar un equipo batimétrico: navegación y sincronización de los

datos procedentes de la ecosonda y el GPS (X, Y, profundida).

Decíamos que es una solución estándar por que los programas de navegación incorporan

el protocolo de comunicación con las distintas marcas y modelos del GPS así como de

ecosonda.

SONDAS BATIMÉTRICAS

La exploración de los mares, en campos como la cartografía por ejemplo, ha inquietado desde siempre al ser humano. Las técnicas de orientación y la posibilidad de determinar con relativa exactitud la longitud y la latitud nos proporcionaron la posición y tamaño de las grandes masas de agua del planeta, posibilitando la navegación segura. Sin embargo, sólo desde hace unas cuantas décadas, con el perfeccionamiento de las técnicas de exploración submarina podemos establecer de una manera fiable y concisa la orografia y naturaleza de los fondos marinos, conocida hasta entonces de una manera aproximada, limitándose a la profundidad y aventurando muy a la ligera el tipo de suelo del fondo.

Durante siglos ha sido necesario conocer la naturaleza del fondo marino para una reducción los riesgos de la navegación. A la poca precisión para determinar la latitud y la longitud se sumaba entonces la posibilidad de encallar. Mediante rudimentarios elementos como el escandallo se podía medir la profundidad marina in situ. El escandallo es sencillamente una sonda que lastra un cabo numerado (mediante nudos, de ahi que además la velocidad naval se midiera antiguamente en nudos). Al llegar al fondo esta, solo hay que ver cuánto cabo hay entre el fondo y la cubierta del buque. No obstante su empleo planteaba dos grandes problemas:

Error producido. Es sensible a corrientes marinas y falsea con el propio

movimiento del barco.

No es práctica para la determinación de grandes levantamientos topográficos del

fondo submarino, ya que hay que suponer una continuidad entre la zona medida y el

resto colindante.

La moderna batimetría recoge el testigo de estas técnicas tradicionales, mediante empleo de sondas de sonar y dispositivos de naturaleza similar permiten no solo la realización de mapas topográficos del fondo marino de una enorme exactitud, sino que permiten



34

unabanico múltiple de posibilidades tales como la localización de pecios hundidos, restos arqueológicos o la determinación exacta de la composición del fondo marino mediante el empleo de sondas sónicas o subsónicas. En este campo es primordial hablar por tanto, del sónar.

El Sonar

Principio Básico de funcionamiento

Recibe su nombre del acrónimo inglés (SoundNavigation And Ranging). El sonar se aprovecha de la trasmisión de ondas sonoras a través del agua para poder recoger información del fondo de un modo similar a lo que realiza el radar en tierra firme. A pesar de que según de que tipo sea su funcionamiento será diferente, el fenómeno físico en el que se basan todos es el mismo. Cabe preguntarse por qué no se emplean ondas electromagnéticas por el agua, es decir, porque el sonar emplea ondas mecánicas en vez de ondas electromagnéticas. La respuesta hay que buscarla en el medio de transmisión.

Hay dos factores que desaconsejan el uso de ondas similares al radar en el mar:

El agua salada es buena conductora, y amortigua enormemente las ondas de naturaleza similar al radar. Para ser útil su implementación habría que aumentar mucho la potencia o bien disminuir la frecuencia, lo que obligaría a emplear antenas más grandes.

El sonido se propaga a mayor celeridad cuanto menos se pueda comprimir el medio de transmisión. Dado que el agua salada es un líquido, menos compresible

que el aire, se propagará con celeridad mayor en agua que en aire.

Es correcto hablar de celeridad, no de velocidad, porque el sonido es una onda esférica y por tanto se transmite en todas las direcciones. No obstante la celeridad con la que el sonido de propaga en el mar no es uniforme, y el comportamiento de los rayos sonoros, así se designa a las trayectorias que siguen los frentes de ondas, depende de este hecho.

Así pues hay tres factores determinantes en la celeridad que son:

Temperatura salinidad

presión

El grado de influencia de los mismos en el valor de la celeridad ha sido objeto de investigación durante muchos años y se ha acometido en sentido teórico, mediante formulación matemática y en sentido experimental, lo que ha permitido obtener fórmulas

empíricas a partir de las observaciones realizadas.

El primer resultado práctico fue la fórmula de DEL GROSSO en 1960, seguido del de

WILSON y perfeccionado por MACKENZIE en 1981 cuyo resultado es:



35

c = 1448,96 + 4.591 T - 0,05304 T2 + 0,0163 D + 1,34 (S-35)

C: Celeridad en m/s.

T: Temperatura en °C. Entre 0 y 30.

D: Profundidad en metros. Entre 0 y 8.000.

S: Salinidad en partes por mil. Entre 30 y 40.

A pesar de que existen otros factores que pueden alterar la celeridad, pueden

considerarse irrelevantes en comparación con los ya citados.

Como consecuencia de la variación de la celeridad en el plano vertical, podemos decir que el mar se haya estratificado en zonas, en cada una de las cuales los rayos sonoros tendrán distinto comportamiento. Para estudiar las estratificaciones se les asigna un valor por cada una de las variables que intervienen llamados GRADIENTES, y que se obtienen mediante la relación entre la diferencia de valores de la variable y la diferencia de valores en la función.

El gradiente de temperatura a presión y salinidad constantes es de +3 m/s por °c de

aumento.

El gradiente de salinidad a temperatura y presión constantes es de +1,2 m/s por cada 1

por mil de aumento.

El gradiente de presión a temperatura y salinidad constantes es de 0,016 m/s por cada

metro de aumento de profundidad.

Representando en un gráfico los valores dos a dos de celeridad-temperatura, celeridad-salinidad y celeridad-presión, las estratificaciones quedan definidas por los puntos en los

que la gráfica sufre una variación brusca.

El sonar está compuesto por un transmisor, un emisor, un receptor y un indicador. El transmisor emite un haz de impulsos ultrasónicos a través del emisor. Cuando chocan con un objeto los impulsos se reflejan y forman una señal de eco que es captada por el receptor. El receptor amplifica la energía de las ondas del eco y genera una señal que es enviada al indicador, constituido por una pantalla en la que se ve el objeto en el que han rebotado las ondas.

Tipos de sonar

Existen dos tipos: Activo y pasivo.

En el sonar activo se lanza una señal mediante un emisor. Dicha señal al encontrar un obstáculo vuelve a ser recogida, al rebotar por un receptor. Mediante el análisis de tiempos se puede establecer, conocida la celeridad del sonido en el medio, donde está el obstáculo. Mediante haces de sondas se puede hoy en día conocer la forma del mismo e



36

incluso su composición, teniendo en cuenta cuánta señal es absorbida y cuánta devuelta.

El sonar Pasivo se limita a escuchar el sonido que proviene de los objetos que se

encuentran sumergidos. Estos dispositivos reciben directamente el ruido producido por el objeto y el camino que recorre la onda es la distancia existente entre el objeto y el receptor del ruido.El funcionamiento de gran parte de las sondas empleadas en batimetría

se basa en elprincipio de funcionamiento del sonar.

Figura. 16: sonar activo

Figura. 17: sonar pasivo



37

Hidrófonos

Un hidrófono es un transductor de sonido a electricidad para ser usado en agua o en otro líquido, de forma análoga al uso de un micrófono en el aire. Un hidrófono también se puede emplear como emisor pero no todos los hidrófonos tienen esta capacidad. En el caso del sonar será el encargado de emitir/recibir los sonidos necesarios para su

funcionamiento.

El primer sonar operativo fue construido porReginaldFessenden en los Estados Unidos

en 1914. Este dispositivo empleaba un oscilador de cobre electromagnético que emitía un ruido de baja frecuencia, a continuación conmutaba a un modo de escucha para recibir el eco. Debido a este tosco modo de operación no era demasiado preciso en la

determinación de la dirección del blanco.

El primer dispositivo denominado hidrófono fue desarrollado cuando la tecnología maduró y se emplearon ondas ultrasónicas que mejoraban la capacidad de detección. Los ultrasonidos se generan mediante un mosaico de cristales de cuarzo delgados pegados entre ellos por láminas de acero de forma que se obtienen frecuencias de resonancia por

encima de 150 KHz.

BATIMETRÍA Y EXPLORACIÓN POR ULTRASONIDOS

Para trabajos de cartografía de fondo submarino se tienen varias opciones modernas,

más allá de las típicas técnicas tradicionales:

La batimetría es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar cómo es

el fondo del mar. Tres aspectos son importantes en estas medidas:

Profundidad Posición Reflectividad

Las dos primeras permitirán trazar un plano de isóbaras mientras que la tercera nos informará de la composición del mismo, (algas, barros, arenas, piedras etc) será esta característica especialmente útil en operaciones de búsqueda de barcos hundidos, yacimientos petrolíferos etc. Para ello se aprovecha la retrodispersión acústica o backscatter, que consiste en el análisis de la energía (o intensidad) sonora que es devuelta al receptor y su comparación con la emitida. Así se puede estimar fácilmente de que clase son los materiales que conforman el fondo en función de la absorción sonora que tengan.

Existen muchas formas de tomar estas medidas, entre ellas:



38

Tipos de medida

Medio Rango Resolución Satélites altimetría Global 2500 m Sonda multihaz Regional 100 Sidescan sonar Local 10 Medidor sísmico de alta resolución deeptow sumergible

Local 1

ROV sonda exploración in situ, monitorizado Estación 0.001

El elegir un medio de medición u otro dependerá de la precisión que se desee y del presupuesto disponible. Quizás para la trazada de un conducto submarino haga falta una resolución que justifique un gasto que para el trazado de una ruta mercante, por ejemplo,

no haga falta.

Estos sistemas se basan en la medida del tiempo que tarda una onda acústica en recorrer la distancia existente entre el punto de partida y el fondo del mar donde se refleja, y su retorno al punto de partida. La emisión y recepción acústica se realiza generalmente a través del mismo transductor que convierte las variaciones mecánicas en pulsos eléctricos y viceversa, de forma que en la emisión, la energía eléctrica se convierte en acústica, y en la recepción de la onda acústica se transforma en señal eléctrica. El rango óptimo de frecuencias se extiende de 15 a 200 KHz y se elige en función de calado, naturaleza del fondo y tipo de equipo. Los transductores se sitúan generalmente en el casco del barco con el haz orientado verticalmente hacia el fondo. El haz puede comprender o bien un solo pulso, o bien una banda de pulsos que se distribuyen con un ángulo variable a babor

y estribor del barco.

Los dispositivos acústicos, que son en los que nos centraremos, se pueden clasificar en:

Sondas monohaz Sondas multihaz Sondas laterales o sidescan sonar

Sondas TOPAS

Sondas monohaz

Emiten en una sola frecuencia, típicamente 200 KHz, por encima del sonido audible por el ser humano (ultrasónicas). En trabajos de cartografía ya no se emplean, pero por su facilidad de manejo y fiabilidad hasta los 1000 metros se emplean aun en localización de bancos de peces por ejemplo.

Sondas multihaz

Se trata de un conjunto de sondas que emiten en varias direcciones a una determinada frecuencia, cubriendo así una mayor zona y posibilitando la corrección de errores mediante la interpolación de los resultados obtenidos. Además de precisión se gana



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rapidez y por tanto un ahorro significativo en el gasto que supone cartografiar una zona.

La siguiente tabla muestra las características típicas de las sondas multihaz.

Frecuencia de muestreo 13 KHz

Profundidad de muestreo (z) De 50 a 11000 m

Longitud de cobertura de 5 a7 veces la altura de agua

Apertura de haz 150º

Numero de haces 162

Resolución por pixel 2,4 m

Velocidad de adquisición máximo 10 nudos

Frecuencia de adquisición de 2 a 20 segundos

Escala de trabajo 1:100 000 – 1:500 000

Figura. 18

La frecuencia de estas sondas varía dependiendo de la profundidad en que se quiera operar con ella. Normalmente, a mayor profundidad menor será la frecuencia emitida. Los

valores más típicos son:

Localización Rango

profundidad

Frecuencia Tipo de trabajo

Grandes fondos 100-12.000

m

10 - 15 KHz Dorsales oceánicas;

taludes

Fondos

medianos

30 - 3000 m 30 - 50 KHz Plataformas continentales,

taludes.

Pequeños

fondos

5 - 500 m 80 - 120 KHz Plataformas continentales,

taludes.

Aguas someras 0 - 100 m 200 - 400

KHz

Zonas litorales



40

La intensidad de la señal se va degradando con la distancia, por lo que es de suponer que existirá mayor degradación en los extremos. Hay que tener esto en cuenta cuando se trata de emplear los datos recibidos para establecer la composición del fondo en estas regiones (Reflectividad).

Por otra parte, existen otras fuentes de errores que son:

El propio error del GPS (decenas de cm y 0.05°) En la vertical, el propio movimiento del barco

Factores condicionantes del medio: salinidad, presión, temperatura

Estos errores combinados entre sí pueden dar, en las zonas de los extremos donde se está midiendo unos errores de 1 o 1.5 metros. Para subsanarlo se superponen zonas medidas y se promedian los resultados.

Figura. 19: superposición de áreas de trabajo

Figura. 20: imagen obtenida con una sonda multihaz



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Figura. 21: imagen digitalizada a partir de la imagen de la sonda

SONDAS TOPAS

Se emplean para medidas que requieran gran penetración y resolución.

El sistema consta de:

Fuente acústica Consola de operación Dispositivo de almacenamiento masivo de datos Periféricos

El sistema analiza en tiempo real los datos, pudiendo variarse la configuración de las

medidas para mejorar los resultados que se vayan obteniendo.

Existen dos modos de trabajo: Alta penetración y Alta resolución

Alta penetración. Cuando se trabaja en aguas profundas o se necesita mucha

penetración, es necesario transmitir más energía, se utilizan barridos lineales de frecuencia (chirp). El perfilador de fondos TOPAS está diseñado alrededor de una antena paramétrica, utilizando las características no lineales de propagación del medio (agua) que permiten la generación de señales de baja frecuencia utilizando un pulso de muy corta duración (burst) de una señal de alta frecuencia, o a partir de la intermodulación de dos señales de alta frecuencia. Esta técnica permite la generación de un haz acústico muy estrecho de baja frecuencia a partir de un sensor relativamente pequeño; de esta forma se eliminan algunos inconvenientes clásicos en la generación de señales acústicas de baja frecuencia (lóbulos laterales, ringing). También permite la estabilización

electrónica de los haces, tanto enbalanceo como en cabeceo.



42

Alta resolución.Empleada para fijar caminos para tuberías, donde es necesario conocer

muy exactamente el fondo donde se van a asentar, así como los sedimentos en los 10 primeros metros. Da buenos resultados en 2000 4000 metros. Mas allá la relación señal ruido ya no es tan buena y los resultados no tan exactos como se desearía.

Figura. 22

Uno de los parámetros más importantes a controlar es la posición relativa de la sonda respecto del barco. La posición del barco se determina generalmente por GPS diferencial (DGPS), pero la posición de la sonda respecto de este puede variar en función de las corrientes, la velocidad, el oleaje... La frecuencia de emisión de la red GPS (1,5 GHz) no permite que estas ondas se propaguen bajo el agua, por lo que no es posible el posicionamiento mediante un GPS instalado en la sonda. Por ello, ha de contar con un sistema de posicionamiento relativo respecto del barco. Además, en caso de necesitar una precisión mayor, pueden situarse algunas boyas posicionadas por GPS y comunicadas entre sí y con el dispositivo sumergido, de manera que la referencia sea múltiple respecto de varios puntos y la precisión mayor. Es lo que se denomina Sistema GIB (GPS IntelligentBuoy).

PROBLEMAS EN LAS MEDIDAS

Para determinar la presión recibida de un sonido de una fuente lejana, (este es el fundamento de nuestras sondas) hay que tener en cuente los factores del entorno que pueden influir en la propagación subacuática de la energía del sonido, estos factores del

entorno incluyen:

Pérdidas en la transmisión



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Reflexión Dispersión (scattering)

PÉRDIDAS EN LA TRANSMISIÓN

Cuando un sonido viaja a través del océano, la intensidad asociada con el frente de onda disminuye, se atenúa. Esta reducción de la intensidad es a lo que se llama perdidas en la transmisión (TL). La pérdida total en la propagación es la diferencia entre la intensidad del sonido en un punto cercano a la fuente y en un punto lejano. Las pérdidas en la propagación son causadas por numerosos factores, de los que los principales son pérdidas por absorción y por expansión del frente de onda (cuanto más lejos de la fuente mayor superficie abarca el frente de onda con la misma o menor, si se tiene en cuenta la absorción, energía que en el origen). Estas pérdidas ocurren con todas las transmisiones subacuáticas.

Las pérdidas en la transmisión del sonido dependen de lo siguiente:

Frecuencia:La frecuencia afecta a la atenuación, a más frecuencia mayor atenuación.

Expansión:La expansión del frente de onda hace que la energía total asociada al frente

de onda se distribuya entre una superficie cada vez mayor, resultando una intensidad cada vez menor. Estas pérdidas no dependen de la frecuencia. En aguas profundas y homogéneas, el sonido originalmente se expande esféricamente (propagación esférica) y su intensidad disminuye en proporción con el cuadrado de la distancia. Cuando el sonido se ha propagado una distancia aproximadamente igual a la profundidad se comporta como si estuviera en un conducto y la propagación pasa a ser cilíndrica donde la intensidad disminuye directamente con la distancia.

Absorción:La absorción es la transformación de energía acústica en calor. Para que un

sonido se propague por un medio, este debe ser movido. La viscosidad del medio, su

capacidad para resistirse a los movimientos de flujos, causa la absorción.

REFLEXIÓN Y DISPERSIÓN

Cuando las ondas sonoras interaccionan con una frontera dura, como la superficie del mar, el fondo marino, la flora y fauna del medio marino o en general cualquier objeto que esté dentro del agua, puede ocurrir uno de los dos procesos. Si la frontera es lisa en relación con la longitud de onda del sonido, este será reflejado coherentemente con un

ángulo igual al de incidencia, de acuerdo con la Ley de Snell.



44

Figura. 23

Sin embargo si la superficie es rugosa (es lo normal) a la escala de la longitud de onda el sonido se dispersará en todas las direcciones, de tal manera que sólo una parte del haz incidente regresará al receptor, falseando los resultados.

Figura. 24

OTROS USOS

Localización de bancos de peces así como la localización de

fondos aptos para colocación de redes de arrastre. Uso militar, en submarinos, armas antisubmarinas y descubrimiento

de minas, obstáculos etc. Arqueología: Localización de pecios hundidos mediante la

capacidad de las sondas para establecer la composición del fondo marino: normalmente el bronce de los cañones delata su localización más que la madera que se deshace bajo el mar.

Trazado de canalizaciones submarinas mediante el análisis de la topografía del fondo.

Actualización de cartas de navegación y trazado de zonas seguras para el tránsito de buques (lejos de obstáculos peligrosos)



45

Sistemas de orientación, a imagen de los empleados por los

animales.

GALERÍA DE IMÁGENES

Figura. 25: mapa batimétrico



46

Figura. 26: funcionamiento de una batimetría



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SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL

El Sistema de Posicionamiento Global GPS fue desarrollado por el Departamento de

Defensa de Estados Unidos, con el propósito de simplificar la navegación precisa.

El sistema GPS de satélites NAVSTAR fue diseñado para remplazar a todos los sistemas

satelitales previos, empleados en navegación. Como lo fue el sistema NNSS de satélites

TRANSFIT.

Los satélites se encuentran lo suficientemente lejos como para evitar los problemas que

encuentran los sistemas con base en la Tierra y usan tecnología de precisión para dar

posiciones, con exactitud, a cualquier punto, las 24 horas del día.

Este Sistema consiste en 24 satélites distribuidos en seis planos orbitales. Además se

contará con 3 satélites de repuesto los que se mantendrán en órbita a objeto de remplazar

a cualquiera que presente problemas operacionales.

Los satélites se mantienen en órbitas semicirculares, inclinadas en 55º, a una altitud de

20.000 Km. Y con un período aproximadamente de 12 horas. La órbita de los satélites

permite que 4 de ellos sean visibles para un observador en todo momento y desde

cualquier punto del globo.

El satélite operacional del sistema GPS tendrá una duración media de 6 años y estará

proyectado para 7 años y medio. La potencia es proporcionada por dos paneles

convertidores de energía solar, los que continuamente siguen al sol, cargando las baterías

a bordo para cuando el satélite se encuentre en la parte oscura de su órbita.

Puesto que GPS fue pensado como un sistema de uso militar, está estructurado de tal

manera que sea impermeable a las interferencias.

GPS

El SPG o GPS (Global PositioningSystem) es un sistema global de navegación por

satélite que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o

un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque

lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y

actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

GLONASS Es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) desarrollado por la Unión

Soviética siendo hoy administrado por la Federación Rusa y que representa la

contrapartida al GPS estadounidense y al futuro Galileo europeo.



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Consta de una constelación de 31 satélites (24 en activo, 3 satélites de repuesto, 2 en

mantenimiento, uno en servicio y uno en pruebas) situados en tres planos orbitales con 8

satélites cada uno y siguiendo una órbita inclinada de 64,8° con un radio de 25 510

kilómetros. La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con

una altitud de 19 100 kilómetros (algo más bajo que el GPS) y tarda aproximadamente 11

horas y 15 minutos en completar una órbita.

FUNCIONAMIENTO

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a

20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrirtoda la superficie de la

Tierra.Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utilizapara ello

localizaautomáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas

señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos.

Figura. 27



49

Figura. 28

Distancias Satelitales GPS se basa en las distancias satelitales. Esto significa que obtenemos nuestra posición,

midiendo a un grupo de satélites en el espacio, los que representan puntos de referencia

precisos.

El concepto que utiliza GPS se puede resumir con el siguiente ejemplo:

“Pensemos que necesitamos conocer nuestra ubicación y conocemos la distancia

a un satélite A, de aproximadamente 11000 km. Esto nos indicará que nos

encontramos en alguna parte, sobre una esfera imaginaria con centro en el satélite

y de radio igual a 11000 km.

Figura. 29

Ahora si al mismo tiempo conocemos la distancia a un satélite B que es de 12.000

km. Generaremos un círculo de contacto donde se intersectan las dos esferas.



50

Figura. 30

Entonces, si hacemos una medición hacia un tercer satélite C, podremos

ubicarnos con mayor seguridad, porque si sabemos que nos encontramos a

13.000 Km hay sólo 2 puntos posibles en el espacio. Esos dos puntos están donde

la esfera de 13.000 Km corta al círculo de intersección de las esferas de radio

11.000 y 12.000 Km.”

Figura. 31

Por lo tanto 3 mediciones generan un punto de contacto. Podríamos hacer una

cuarta medición a otro satélite,generalmente uno de los puntoscorresponde a una

ubicación fuera de rango o irreal. El punto erróneo puede que no se encuentre

dentro de la Tierra o puede tener una velocidad mayor, pero las computadoras a



51

bordo de los satélites GPS pueden discernir correctamente.

Figura. 32

Ocasionalmente si nos encontramos seguros de nuestra altitud, como por ejemplo los

marinos saben que se encuentran a nivel del mar, puede eliminarse una de las

observaciones.La trigonometría nos dice que se debe contar con 4 observaciones para

poder ubicarnos inequívocamente. Pero en la práctica podemos hacerlo con sólo tres, si

podemos eliminar la solución absurda.

Puesto que GPS usa la técnica de medición de “vía única” y el reloj del receptor no se

halla sincronizado con el reloj del satélite. Esta falta de sincronización es la razón para

que se use el término de seudodistancia.

Midiendo distancias a un satélite

Puesto que GPS está basado en nuestra distancia a satélites en el espacio,

necesitamos un método para saber cuán lejos noshallamos de ellos, laidea es

utilizar la ecuación de Velocidad y Tiempo del viaje.

GPS trabaja midiendo el tiempo que tarda una señal de radio, emitida por el

satélite en alcanzarnos y luego, calculando la distancia correspondiente a ese

tiempo. Las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz 300.000 Km/s. Luego si

sabemos en que momento se emite la señal en el satélite y cuando se recibe en la

tierra, sabremos cuanto tiempo tardó en llegar.



52

Simplemente multiplicamos ese tiempo por 300.000 Km/s y ese producto

corresponderá a nuestra distancia del satélite.

DISTANCIA = VELOCIDAD DE LA LUZ x TIEMPO

Por supuesto los relojes involucrados deben ser muy precisos, pues la luz viaja a una

velocidad muy alta. Si un satélite GPS se encontrara justo sobre nuestras cabezas, le

tomaría apenas 6/100 de segundo a la señal de radio alcanzarnos.

La mayoría de los geo receptores pueden medir tiempos con precisión de nanosegundos,

es decir 0.000000001 segundos.

Todos los relojes de los satélites NAVSTAR están sincronizados al sistema horario GPS.

Si el receptor estuviera equipado con un reloj preciso, sincronizado perfectamente con el

sistema horario GPS, mediría la verdadera distancia satélite - receptor. Efectuando

mediciones simultáneas a tres satélites, la posición del observador estaría definida por la

intersección de tres esferas de radio conocido, centrada en cada satélite.

.r1 = c * t1 = ((x -x1) ^2 + (y - y1) ^2 + (z -z1) ^2) ^1/2.

.r2 = c * t2 = ((x -x2) ^2 + (y - y2) ^2 + (z -z2) ^2) ^1/2.

.r3 = c * t3 = ((x -x3) ^2 + (y - y3) ^2 + (z -z3) ^2) ^1/2

Normalmente, los receptores estarán equipados con un reloj de cristal, el que no

necesariamente mantendrá la misma hora de los relojes más estables de Rubidio o Cesio

de los satélites. Consecuentemente, la medición de distancias estará contaminada por el

error del reloj receptor. Esta cantidad es referidacomo seudodistancia y requiere que el

observador rastree 4 satélites y resuelva 4 ecuaciones para las 4 incógnitas: las

componentes de la posición tridimensional del observador y el error del reloj del receptor.

Resumen:

Los tiempos precisos es la clave en la medida de las distancias satelitales.



53

Los satélites son precisos, pues llevan a bordo relojes atómicos.

Los relojes de los receptores no necesariamente deben ser perfectos, pues una

astucia trigonométrica puede eliminar los errores del reloj.

Esto consiste en hacer una cuarta observación.

Medición por diferencia de fases

Este método es el que permite la máxima precisión. Para ello se emplea una frecuencia

de referencia, obtenida del oscilador que controla el receptor, que se compara con la

portadora desmodulada que se ha conseguido tras la correlación, o bien sobre su

armónico conseguido por el método de cuadratura (visto en el sector de usuario). La base

del método es que se controla en fase una emisión radioeléctrica hecha desde el satélite

con frecuencia conocida y desde posición conocida.

Al controlar en fase, lo que se hace es observar continuamente la evolución del desfase

entre la señal recibida y la generada en el receptor; el observable es el desfase, y éste

cambia según lo hace la distancia satélite-antena receptora.

Diferencia de fase entre dos receptores

Figura. 33

Cuando llega a la antena, la onda portadora habrá recorrido una distancia D, correspondiente a un cierto número entero N de sus longitudes de onda, llamado ambigüedad, más una cierta parte de longitud de onda. Lo observable es esta

parte de la longitud de onda y puede valer entre 0 y 360 grados sexagesimales. Cuando



54

va creciendo y llega a 360 el valor de N aumenta en una unidad y dicho valor pasa a valer 0. Contrariamente sucede al revés.Pensemos que ya que la longitud de onda de la L1 es de 20 cm. y que al poder apreciar el incremento de fase con precisión mejor del 1% la resolución interna es de orden milimétrico. Además la distancia (y por tanto la fase y incremento de fase entre 0 y 360 grados sexagesimales) está variando continuamente

aunque de forma controlada por la continua comparación de fase.

La resolución de la ambigüedad se hace en el proceso de cálculo; y no sólo esta incógnita, sino las otras que tenemos que son los estados de los relojes y por supuesto

los tres incrementos de coordenadas entre receptores.

Es fundamental en el sistema no perder el seguimiento de la fase para que la ambigüedad inicial no pueda variar. Si hay una pérdida de recepción por cualquier causa la cuenta de ciclos se rompe y tenemos una pérdida de ciclos o cycle slip, talón de Aquiles del método,

aunque mediante un ajuste polinómico en post proceso, es posible restaurar la cuenta original y recuperar la ambigüedad inicial.

Este método se emplea para posicionamiento relativo, entre dos receptores que toman la diferencia de fase al mismo satélite y que pueden comunicarse para obtener sus

coordenadas relativas.

Posicionamiento relativo

Figura. 34



55

Métodos topográficos en batimetría:

Batimetría fotogramétrica

El uso de la fotogrametría ha permitido mejorar la precisión y aumentar la rapidez en los

levantamientos batimétricos. Su uso queda limitado a aguas de baja profundas, siendo

esta variable (la profundidad) la principal limitación de este método.

Comparada con la fotogrametría terrestre, la fotogrametría batimétrica exige la aplicación

de correcciones teniendo en cuenta factores tales como las mareas, el índice de

refracción del agua, la presencia de algas, la salinidad, el plancton, la temperatura del

agua, etc. Tiene la ventaja de que permite tener un número mayor de curvas de nivel por

lo que el fondo queda mejor definido.

Los trabajos realizados en la costa sur de Puerto Rico permitieron concluir que el

solapado óptimo de las fotografías es del 65% al 70%. Con este solapado y en zonas

cercanas a la costa, se ha obtenido un error en la determinación de la profundidad menor

del 2%.

Batimetría por procedimientos fotográficos

Figura. 35



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Este método es aplicable en aguas poco profundas. Consiste en estudiar las variables del

espectro visible en imágenes obtenidas desde aeroplanos y satélites. Las fotografías se

realizan con películas capaces de producir un alto contraste cromático.

Con un conjunto de varias imágenes del mismo sitio, tomadas en diferentes días, bajo

diversas condiciones, podemos combinar las variables temporales de las imágenes (que

dependen del momento en que se toma la fotografía, tales como nubes, sedimentos,…) y

sacar un promedio, con lo que resaltaremos las características estables del fondo.

Las imágenes de los sucesivos vuelos de la misma zona se digitalizan y se fisionan

estadísticamente. Finalmente se obtiene una imagen sintética como mezcla de las

distintas bandas y en ella se correlaciona claridad-profundidad.

Las fotografías aéreas también nos dan una idea clara del posible acceso a una costa que

no se conoce, así como: las rutas más convenientes, la existencia de islas, arrecifes;

lugares más convenientes para efectuar desembarcos; caminos, sendas próximas a la

costa, etc.

FOTOS AÉREAS

Figura. 36: fotos aéreas



57

Batimetrías mediante métodos fotogramétricos.

Después de los métodos tradicionales, es la solución más utilizada. Muchas veces se

prescinde de la utilización de este método, a causa de que sólo se puede utilizar en

aguas limpias y hasta ciertas profundidades. Sin embargo, son métodos de gran utilidad

para la elaboración de mapas batimétricos de zonas poco profundas.

Para la restitución, se requiere que las fotografías tomadas tengan una cierta verticalidad

con respecto al fondo marino. Con el empleo de técnicas fotogramétricas de precisión

podemos lograr esta verticalidad, e incluso muchas veces será suficiente el empleo de

modelos estereoscópicos simples para la determinación del relieve batimétrico alrededor

de las islas. En zonas alejadas de costa, es preciso solapar las fotografías para cubrir las

zonas que se encuentranentre los puntos del fondo que cumplen la verticalidad requerida.

La principal diferencia entre la fotogrametría terrestre y la fotogrametría batimétrica estriba

en la trayectoria de los rayos de luz debido al medio que atraviesan.

En fotogrametría terrestre el rayo tiene una corrección debido a la atmósfera, denominada

corrección de refracción atmosférica; en fotogrametría batimétrica elrayo atraviesa

también el agua, por lo que para la elección de los puntos de una aereotriangulación

debemos de tener en cuenta los efectos de refracción y difracción. Como efectos de

menor importancia se tiene el del oleaje, la salinidad del agua, la presencia dealgas o

plancton, la temperatura del agua, etc. El punto sumergido elegido se ve en una posición

aparente. Para que todos los puntos elegidos sean teóricamente correctos para una

aereotriangulación, caso típico en fotogrametría batimétrica, por la dificultad de dar puntos

de apoyo en el agua, tendremos que introducir unas correcciones a fin de obtener la

posición real del punto sumergido.



58

Figura. 37

CUBICACION DEL EMBALSE Y DETERMINACION DE MATERIALES

SEDIMENTADOS

Objetivos

Los fines de estos trabajos son actualizar las curvas de capacidad de los embalses, y medir los volúmenes de materiales sedimentados.

Metodología empleada

Vuelo fotogramétrico

El primer paso a dar para la realización de un estudio batimétrico consiste en obtener las

fotografías aéreas del embalse y sus zonas próximas. Con el vuelo fotogramétrico y

mediante la oportuna restitución de los pares estereoscópicos, se obtiene el plano

topográfico de la parte del vaso no sumergida que figura en los fotogramas.



59

Figura. 38

El vuelo conviene realizarlo en aquella época del año en que el nivel del agua embalsada sea

mínimo, con objeto de conseguir sin mucha dificultad tener una pequeña franja de solape

entre las zonas restituida y levantada por batimetría. De esta forma no quedará ninguna zona

del embalse sin información topográfica.

Puntos de apoyo en los fotogramas

En primer lugar se debe elegir sobre los fotogramas los lugares donde deberán situarse los

Puntos de Apoyo (P.A.).

Estos lugares serán los adecuados, de manera que la zona seleccionada esté incluida en la

de recubrimiento de los diferentes fotogramas de una misma pasada y a su vez, de las

pasadas colindantes si fuera el caso.

De esta forma se consigue que la restitución se realice siempre dentro de la superficie

definida por los puntos de apoyo, evitando tener que realizar extrapolaciones.

Se situarán cuatro puntos como mínimo por cada par estereoscópico. Dadas las

características especiales que reúnen los pares de los vuelos de los embalses, en donde en

muchas ocasiones una gran parte del par se corresponde con la zona de agua del embalse,

los P.A. se situarán siempre de forma que permitan la correcta restitución.



60

Red de triangulación o poligonación

Tomando como base la Cartografía del Mapa Nacional a escala 1/50000 y como

coordenadas las calculadas por el Instituto Geográfico Nacional en proyección U.T.M. (R.E.

50, elipsoide de Hayford), se proyecta una red que sirva de base para la obtención de las

coordenadas de los Puntos de Apoyo y de los Puntos Batimétricos. Dicha red, cubrirá toda la

superficie a cartografiar y estará compuesta por una serie de Estaciones que formarán una

malla de poligonación o triangulación que se unirá a la Red Geodésica Nacional mediante

estacionamiento en los Vértices Geodésicos más próximos a la zona del embalse. Se

procurará que la red sea ejecutable en el terreno en la totalidad de su desarrollo y no tendrá

estaciones destacadas ni vértices aislados.

Perfiles batimétricos

Con las fotografías que componen el vuelo fotogramétrico se realiza un mosaico del conjunto

del embalse. Sobre él se definen los perfiles a realizar.

Figura. 39

Para la obtención de información de la zona del embalse en donde existen islas, se radian

los perfiles desde las mismas.

Trabajos de campo

Apoyo de los pares estereoscópicos del vuelo fotogramétrico

Se comienza por replantear en el terreno la red proyectada en gabinete señalizándola



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mediante clavos FENO.

De las Estaciones (vértices) que componen dicha red, se realiza una reseña con indicación

de su acceso y el detalle de su señalización. También se hace un pequeño croquis de su

situación.

Una vez señalizada se procede a la lectura de ángulos y distancias.

Desde cada Estación se medirá y observará a las Estaciones y Vértices Geodésicos que

sean visibles.

Desde las diferentes Estaciones que componen la Red, se referencian los Puntos de Apoyo

mediante radiación, utilizándose los equipos indicados anteriormente.

Se procura que los Puntos de Apoyo se correspondan con elementos fijos del terreno

(esquinas de casas, postes, tapias, etc.) y se realiza una reseña del objeto identificado

planimétricamente, con una breve indicación del detalle seleccionado y el lugar en el que se

ha dado el punto para la altimetría. Asimismo se indica la pasada y el fotograma en que se

ha pinchado cada P.A.Todos estos puntos deben elegirse de forma que puedan ser

identificados fácilmente en las fotografías aéreas.

Levantamiento batimétrico

La parte del vaso del embalse que no es posible restituir por encontrarse sumergida

en el momento de la realización de los fotogramas aéreos, debe obtenerse mediante el

correspondiente reconocimiento batimétrico.

Para ello se debe esperar hasta que el nivel del agua en el embalse sea superior al

que tenía en el momento de efectuarse el vuelo, con objeto de que no quede ninguna zona

del embalse sin información topográfica.

El levantamiento batimétrico consiste en la obtención de las coordenadas (x, y, z) de

un número suficiente de puntos del vaso del embalse, de forma que mediante el posterior

tratamiento de esos datos con programas informáticos adecuados, se puedan obtener de la

manera más real posible las curvas de nivel que definen el terreno situado bajo la lámina de

agua. Esto se consigue mediante el empleo de los siguientes equipos:



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Estación Total de Topografía.

Ecosonda.

Prismas.

En la instalación del emisor del ecosonda en la embarcación deben tenerse en cuenta los

siguientes criterios:

Seleccionar un sitio que tenga un mínimo de vibraciones.

El cabeceo y el balanceo deben ser mínimos.

Debe estar separado de otros elementos eléctricos.

El sitio elegido no debe estar en contacto con espuma o burbujas.

El agua a su alrededor esté lo más tranquila posible.

Generalmente se suele colocar a 1/4 ó 1/3 de la longitud total de la embarcación a

partir de la popa.

La comunicación entre los operadores situados tanto en el Geodimeter 140 T como

en la embarcación, se realiza mediante aparatos radiotransmisores portátiles, con frecuencia

de trabajo propio.

Trabajos de gabinete

Una vez en gabinete se recopilan todos los datos tomados en el campo, los relativos a la

Red (vértices), al Apoyo fotogramétrico y al reconocimiento Batimétrico. Se ordenan las

reseñas de los vértices y de los puntos de apoyo, gráficos, cartas batimétricas, etc.

En el gráfico de la Red se sitúan todas las Estaciones, así como todas las distancias

medidas y las visuales realizadas. A continuación se procede a numerar cada uno de los

puntos, Vértices Geodésicos, Estaciones de Triangulación y/o Poligonación, Puntos de

Apoyo, Estaciones y Puntos Batimétricos. La numeración de cada uno de ellos es única con

el fin de evitar posibles errores.

- Vértices: Del 100 al 105 y 115 a 117 (Geodésicos)

Del 106 al 113 y 118 a 122 (Triangulación)



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- Puntos de Apoyo: Del 1 al 58

Figura. 40

Cálculo de los trabajos de campo realizados

Consiste en obtener el valor de las coordenadas (x, y, z) de cada punto analizado, a partir de

las medidas angulares y de distancia realizadas en el campo. Una vez numerados todos los

puntos, se procede en primer lugar al cálculo de la Red, ajustándose planimétricamente a la

Red Geodésica Nacional y altimétricamente a los datos de la Presa. Al realizarse el cálculo

en coordenadas U.T.M. se aplican las correcciones propias de dicha proyección:

En el cálculo de la altimetría se utilizan las correcciones de esfericidad y refracción.

Cubicación del embalse

Para obtener la cubicación del vaso del embalse se debe proceder, previamente, a calcular

la superficie encerrada por cada curva de nivel.

Dado que lo que se desea obtener es una relación altura-volumen, para conseguir la curva

de capacidad actualizada del embalse se calcula el volumen comprendido entre curvas de

nivel consecutivas mediante la fórmula:



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Vi =

Dónde :

Vi = Volumen comprendido entre las cotas i e i+1

h = Distancia entre curvas de nivel consecutivas

Si= Superficie limitada por la curva de cota i

Si+1 = Superficie limitada por la curva de cota i+1

El volumen total será entonces:

V = ∑

Dónde:

a = Cota de la curva más profunda

m = Cota del Máximo Nivel Normal de Embalse

Figura. 41



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CONCLUSION

La pérdida de ciclos puede ocurrir por muchas causas: paso de un avión, relámpago,

disturbios ionosféricos, torpeza del operador, etc. Pensemos que, dada su lejanía y poco

volumen físico, la fuente radiante (antena del satélite) se puede considerar puntual, por lo

que carece de penumbra radioeléctrica. Se comprende claramente la dificultad de trabajar

en cercanías de arbolado, tendidos eléctricos, estructuras, torres, etc.

Puesto que GPS usa la técnica de medición de “vía única” y el reloj del receptor no se

halla sincronizado con el reloj del satélite. Esta falta de sincronización es la razón para

que se use el término de seudodistancia.

BIBLIOGRAFIA

Levantamientos batimétricos-M. Farjas: universidad politécnica de Madrid

Levantamientos topobatimétricos en ingeniería de costas: Vicente Chapapria, José

Aguilar, José Serra, Josep medina: universidad politécnica de valencia

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