Ecosonda para drones: Tecnología avanzada en detección subacuática
Descubre las ecosondas para drones, perfectas para obtener datos subacuáticos precisos
Se usan para medir la profundidad del agua, planificar y monitorear dragados, evaluar sedimentos, y en la construcción de puentes.
Una ecosonda es un dispositivo para medir la profundidad del agua (o de cualquier líquido). Una ecosonda envía ondas sonoras y mide el tiempo que tarda en volver el eco del sonido. Se conoce la velocidad del sonido en el agua para poder calcular la profundidad. Las ecosondas son herramientas cruciales para la vigilancia del medio ambiente y la cartografía del terreno submarino.
Los resultados de las mediciones de profundidad realizadas con una ecosonda o un levantamiento batimétrico pueden presentarse de varias formas.
Las más populares son:
Ecosondas SPH
Existen varios tipos diferentes de dispositivos que utilizan el principio de la ecosonda. Ecosondas monohaz (SBES), que pueden ser monofrecuencia y bifrecuencia; ecosondas multihaz (MBES), sonares de barrido y sonares de barrido lateral. Todos ellos, excepto los SBES, suelen ser voluminosos y pesados y no son adecuados para el despliegue de UAV, al menos sin una especie de boya remolcada. Además, el sensor de la ecosonda suele incorporar funciones avanzadas, como sensor de temperatura y sensor de inclinación.
Todos los sensores han sido fabricados por la empresa coreana EofE Ultrasonics Ltd., especializada en sonares de inspección.
Mide la distancia hasta el primer «obstáculo» en el agua: sedimentos, algas e incluso peces. Por lo tanto, si el fondo de la zona de sondeo está cubierto de algas, esta configuración básica puede no funcionar en tal caso.
La profundidad medida fluctuará erráticamente dependiendo de qué ecosonda haya recibido el sonido reflejado: el fondo o la vegetación. Esto significa que para obtener lecturas «limpias» del EchoLogger ECT 400S el fondo debe estar libre de algas, asegurando una medición precisa de la profundidad.
La ventaja del EchoLogger ECT 400S es que tiene una zona muerta muy corta de 15 cm, una distancia mínima que puede medir. Eso hace que el sistema con ECT 400S sea adecuado para sondeos muy superficiales, a partir de aproximadamente 30 cm de profundidad.
Técnicamente, una ecosonda de doble frecuencia son dos dispositivos con frecuencias acústicas diferentes, combinados en una carcasa compacta.
La frecuencia más alta es de 450 kHz, y dará mediciones hasta la primera superficie u obstáculo. La frecuencia más baja es de 200 kHz, y el sonido con esa frecuencia atravesará las algas/vegetación del fondo, y el dispositivo informará de lecturas limpias del fondo.
Nota: la zona muerta para 200 kHz es de 0,5 m, lo que limita la profundidad mínima de sondeo práctica para ese dispositivo en aproximadamente 0,8 m.
EchoLogger ECT D24S es una sonda de doble frecuencia con sensor de inclinación y temperatura.
Los impulsos acústicos de 200 kHz se reflejarán en la superficie superior del fondo, pero el sonido de 50 kHz puede penetrar a través de sedimentos orgánicos o ligeros, midiendo la profundidad hasta el fondo duro.
Esto permite cartografiar la profundidad y medir el espesor y la cantidad de sedimentos en la masa de agua.
Nota: la zona muerta para 50 kHz es de 1 m, por lo que la profundidad mínima de sondeo en la práctica será de 1,2 m.
EchoLogger ECT D052S es una ecosonda de doble frecuencia con sensor de inclinación y temperatura.
Especificaciones
La ecosonda es la herramienta de medición estándar para batimetría (medición de la profundidad). Normalmente, el proceso de medición implica el uso de un barco, una embarcación o un vehículo de superficie no tripulado (USV) como plataforma para el sensor.
A veces, el uso de un barco puede resultar complicado, sobre todo en ríos y lagos pequeños o de difícil acceso. El uso de USV no es factible en todas las situaciones debido a las características submarinas. En primer lugar, es necesario disponer de un buen punto de entrada al agua para el despliegue y la recuperación. En segundo lugar, el uso de USV en lagos poco profundos con muchas algas puede resultar imposible. Por último, en muchos casos, un USV debe ser lo bastante grande para resistir las olas si el análisis se realiza en el agua de los océanos, y puede ser necesario un vehículo grande para transportarlo.
Un dron es compacto y fácil de transportar y desplegar. Los drones también tienen una gran precisión para seguir las líneas de sondeo planificadas y pueden utilizarse en cualquier lugar donde haya al menos una pequeña zona para despegar y aterrizar cerca de la superficie del agua sondeada.
Lugares de difícil acceso El sistema UAV es ideal para lugares de difícil acceso (costas escarpadas, pozos mineros, aguas poco profundas, obstáculos del terreno), así como aguas de estanques, lagos y canales. No es necesario un punto de entrada al agua para el despliegue y la recuperación. Existen aplicaciones en las que la zona sondeada se encuentra a unos cientos de metros del lugar de despegue.
2 veces más rentable En el caso de pequeñas masas de agua o zonas de prospección, el coste de movilización del barco o USV con equipo batimétrico puede superar el precio de la prospección. El sistema UAV altamente portátil ahorra tiempo de movilización y despliegue y puede ser hasta 2 veces más rentable que un enfoque estándar utilizando un barco, una embarcación o un USV.
Funciona en un entorno peligroso El sistema funciona en un entorno peligroso, al que los humanos no pueden acercarse libremente. El dron funciona sin contacto con el agua. Por lo tanto, se pueden medir lagos y ríos con fuertes corrientes, así como aguas contaminadas.
Posicionamiento preciso El posicionamiento preciso del dron mientras sigue las rutas de estudio y su capacidad para volar a velocidad constante y a altitudes bajas especificadas dan como resultado mediciones de gran precisión.
Aplicaciones
Físicamente, sin tener en cuenta las aplicaciones, las ecosondas medirán lo mismo. Sin embargo, las aplicaciones pueden dictar diferencias en la planificación del levantamiento, el procesamiento de datos y el informe final. A continuación se muestra la lista de aplicaciones típicas de los sistemas de ecosonda a bordo de drones:
El sistema de ecosonda para UAV consta de múltiples componentes. Para su comodidad, todos los componentes, software y servicios necesarios se combinan en paquetes de ecosondas.
Drones compatibles: DJI M300/M350/M600, Inspired Flight IF1200A, Harris Aerial H6, y Wispr Ranger Pro y UAV similares.
En carcasa pesada con sistema de suspensión
Actúa como registrador de datos de la ecosonda e implementa el modo True Terrain Following para DJI
Altímetro láser o radar para volar automáticamente en modo de seguimiento del terreno
Para la planificación de misiones y el control de vuelo, esencial para la recogida precisa de datos
Software de tratamiento de datos batimétricos
¿Cansado de resultados mediocres y datos poco fiables? Sabemos que necesitas herramientas que te ofrezcan la máxima precisión en la batimetría. Por eso te mostramos cómo las ecosondas de SPH Engineering te ofrecen una solución que transforma tus proyectos.
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Imagen que representa la correlación entre el sistema montado en dron con ecosonda y el poste de medición con receptor GNSS Trimble RTK (en círculos rojos).
En batimetría, tradicionalmente dominada por los barcos, cada vez hay más soluciones basadas en vehículos aéreos no tripulados que incorporan ecosondas para la recogida de datos batimétricos. Esto plantea las preguntas habituales sobre la precisión del sistema.
Dado que los sistemas basados en UAV utilizan ecosondas de calidad topográfica y receptores GNSS RTK de alta gama de los modernos drones para el posicionamiento, la precisión de los datos recogidos mediante sistemas montados en drones es la misma que la de los barcos tripulados y no tripulados.
Nuestros clientes compararon los datos recogidos mediante drones con métodos más tradicionales. La imagen (ver Fig.2) es un seguimiento de los datos del dron recogidos utilizando un poste de medición con receptor GNSS Trimble RTK (en círculos rojos), datos cortesía de Geopartner Landinspektorer A/S. Este método de medición se considera el más preciso. Es visible que la diferencia es insignificante.
El sistema de ecosonda registra datos en tres formatos estándar:
Estudio batimétrico de prueba del lago Titurgas Ezers
Un estudio batimétrico realizado con fines educativos en el marco de la Escuela de Verano UAV de Tartu
Estudio de la zona costera en el Mediterráneo para la planificación de la construcción de rompeolas
