Perfilado del subfondo: Técnicas acústicas avanzadas para la cartografía del subsuelo

Los sistemas de perfilado del subfondo se adaptan a perfiles de misión específicos en función de la profundidad del agua y la resolución. Los perfiladores de fondo CHIRP (Pulso de Radar de Alta Intensidad Comprimido) barren frecuencias, a menudo de baja a media frecuencia, y ofrecen imágenes de alta resolución adecuadas para medir el espesor de los sedimentos y cartografiar el hábitat béntico. Destacan en operaciones de buques de investigación, arqueología submarina y desarrollo costero, donde es fundamental detectar rasgos discretos del subsuelo.

Sistemas de perfilado del subfondo de Applied Acoustics

Los sistemas Boomer y Sparker son excelentes para penetrar en los sedimentos más profundos, tanto en aguas someras como en aguas profundas. Estos sistemas se montan con frecuencia en buques de suministro en alta mar, buques de dragado o montados en el casco de buques de apoyo polivalentes para estudios geotécnicos y planificación de rutas de oleoductos. Su amplia gama de frecuencias permite una adquisición de datos eficaz incluso en fondos marinos de geología complicada.

Las fuentes paramétricas emergentes, que generan haces estrechos de alta frecuencia a partir de la interacción de impulsos primarios de baja frecuencia, producen señales acústicas ultralimpias. Esta precisión las hace inestimables para aplicaciones de alta resolución, como la detección de objetos enterrados, la exploración de objetos sumergidos y la clasificación acústica de los fondos marinos durante las evaluaciones de impacto ambiental.

Plataformas y despliegues

Los sistemas de peces remolcados se despliegan detrás de buques de prospección o vehículos de superficie no tripulados (USV), ofreciendo un perfilado flexible con cabrestante de cable y disposiciones de cable de remolque. Pueden operar desde embarcaciones de prospección hidrográfica o vehículos operados a distancia, ideales para entornos cercanos a la costa o abarrotados.

Los perfiladores montados en el casco y en postes son adecuados para buques de apoyo polivalentes y patrulleras costeras, ya que permiten la recogida continua de datos sin la complejidad de los cuerpos de remolque. Combinadas con sistemas de posicionamiento (receptor GPS, sensores de movimiento inercial), convertidores AD y ordenadores de a bordo, estas configuraciones permiten el procesamiento en tiempo real y la monitorización de la unidad de visualización de las estructuras del subsuelo.

Los vehículos de superficie no tripulados y los vehículos de superficie autónomos mejoran la eficacia y la seguridad, especialmente en zonas restringidas o peligrosas. Su fuente de alimentación, amplificador, transductor, unidades DSP y matrices de hidrófonos están optimizados para la adquisición autónoma y el almacenamiento de datos a bordo hasta su recuperación.

Los vehículos teledirigidos (ROV) y las embarcaciones de apoyo al buceo permiten realizar perfiles localizados del subfondo en zonas de buceo y arqueología subacuática, equipados con sistemas de perfiladores compactos, sensores de posicionamiento y software de grabación. Ideales para las operaciones de extracción de testigos acústicos, las plataformas ROV pueden tomar muestras precisas de capas de sedimentos para su posterior análisis.

Componentes del sistema

Un sistema completo de perfilado del subfondo incluye:

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  Servicios de obtención de imágenes del subfondo de Kraken Robotics

  Conjunto de transductores e hidrófonos: clave para una captura eficiente de emisiones acústicas y reflexiones.

• Generador de impulsos (boomer, sparker, paramétrico): adaptado a diferentes profundidades y resoluciones de imagen.
• Fuente de alimentación y etapas de preamplificación/amplificación: garantizan una intensidad de señal estable.
• Sistema de adquisición de datos y convertidor analógico-digital (ADC): para un registro digital preciso.
• Sensor de movimiento y GPS o sistema de posicionamiento: para georreferenciar perfiles en tiempo real.
• Ordenador de a bordo, software de grabación, panel de interfaz de usuario y unidad de visualización: para el procesamiento y la visualización.
• Unidad de almacenamiento de datos: esencial para las misiones topográficas de alta resolución.

Aplicaciones e industrias

Los perfiladores de fondo son fundamentales en una amplia gama de operaciones marinas y costeras:

• Estudios hidrográficos y de alta mar: ayudan al desarrollo de puertos, estudios de dragado y mantenimiento de canales mediante la cartografía de sedimentos y la clasificación del lecho marino.
• Exploración de petróleo y gas y planificación de rutas de oleoductos y gasoductos: fundamental para evaluar la geología del subsuelo y el espesor de los sedimentos para orientar las rutas de perforación e instalación.
• Geofísica marina: perfilado de rasgos del subsuelo, fallas, paleocanales u objetos enterrados para la investigación geológica y la evaluación de riesgos sísmicos.
• Evaluaciones de impacto ambiental: cartografía de hábitats bentónicos, evaluación de la alteración del lecho marino y seguimiento de los efectos posteriores a la instalación.
• Planificación de la construcción e ingeniería costera: evaluación de la estabilidad de los sedimentos y los estratos subyacentes para cimientos, puentes, tuberías u operaciones de dragado.
• Arqueología subacuática y salvamento: revelación de naufragios históricos, artefactos o estructuras enterradas sin excavaciones invasivas.
• Programas de buques de investigación: estudio del transporte de sedimentos, la estratigrafía y los procesos del lecho marino tanto en bahías de aguas poco profundas como en fosas oceánicas profundas.

Elección del perfilador adecuado

La selección del perfilador de fondo óptimo depende de:

• Resolución frente a penetración: CHIRP destaca en sondeos poco profundos de alta resolución, mientras que los sistemas Boomer/Sparker alcanzan mayores profundidades.
• Plataforma: Los sistemas Towfish son flexibles, los USV y ROV permiten operar en zonas restringidas y los sistemas montados en cascos o mástiles son mejores para plataformas estables.
• Gama de frecuencias: Las fuentes de banda ancha y paramétricas ofrecen una mayor claridad de señal para la clasificación del fondo marino; los sistemas de banda estrecha pueden ser limitados.
• Integración del sistema: Garantizar la compatibilidad entre el transductor, el amplificador, el digitalizador, la unidad de visualización, el software de registro y los formatos de datos.
• Entorno operativo: Adaptar la fuente de alimentación, el cabrestante, los soportes de despliegue y los sensores de movimiento/GPS para entornos marinos, de aguas profundas o costeros.
• Presupuesto y logística: Las unidades de perfilador portátiles pueden favorecer la investigación a pequeña escala, mientras que las configuraciones de sondeo completo se adaptan a embarcaciones más grandes y offshore.

Perfil submarino para las necesidades de los estudios marinos modernos

El perfilado del subfondo sigue siendo una herramienta fundamental en la obtención de imágenes del lecho marino subsuperficial, ya que ofrece una visión inigualable de la estructura, el grosor y las características ocultas de los sedimentos. Tanto si se utilizan sistemas CHIRP a bordo de buques hidrográficos, como si se despliegan fuentes boomer en buques de suministro en alta mar o se integran paquetes de perfiladores en vehículos autónomos de superficie, estos sistemas permiten una exploración precisa y acústica de los estratos marinos. A medida que avanzan los campos de la geología marina, el petróleo y el gas, la arqueología y la evaluación medioambiental, los perfiladores de fondo robustos e integrados siguen siendo la base de la investigación moderna del fondo marino.