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Evaluación técnica de las nuevas sondas de banda ancha Kongsberg EM2040 y Kongsberg EA440 en Málaga

Evaluación banda ancha Málaga
Puerto de Málaga

Introducción

El puerto de Málaga fue el elegido para llevar a cabo la evaluación técnica de los nuevos sistemas hidrográficos Kongsberg basados en la tecnología de ancho de banda tales como la sonda multihaz Kongsberg EM2040 y la sonda monohaz Kongsberg EA440.

Los resultados de esta evaluación, que tuvo lugar entre el 8 y el 10 de Mayo, mostraron diferencias significativas con respecto a los equipos de la generación anterior.

Con el objetivo de hacer del evento una actividad multidisciplinar, se invitó a clientes de diversos ámbitos entre los que se encontraron hidrógrafos, geólogos, empresas de batimetría, constructoras, astilleros y representantes de autoridades portuarias.

Cada día comenzó con una breve presentación sobre los equipos a evaluar durante la jornada.

Después de esto, los asistentes se dividían en dos grupos para llevar a cabo el levantamiento. Mientras el primer grupo comprobaba el rendimiento de la sonda multihaz Kongsberg EM2040 junto al sistema de referencia Seapath 330+, instalados en un yate de 12 metros de eslora, el segundo grupo realizaba los trabajos con la sonda monohaz Kongsberg EA440 a bordo de un yate de 8 metros de eslora.
Al terminar con uno de los equipos, los grupos se intercambiaban para comprobar el otro de manera que todos los asistentes pudieran experimentar en primera persona las prestaciones de los mismos.

Para este evento se contó con la colaboración de Prosermar Ingeniería, cuyo propietario, Enrique Bardisa, se volcó con la organización del evento poniendo a disposición de la misma su mayor activo, es decir, los recursos humanos de su empresa, entre los que cabe destacar a Francisco Maldonado que, junto a los técnicos de Simrad Spain, S.L.U., se encargaron de que todo estuviera dispuesto para la llegada de los asistentes.

Uno de los barcos utilizados durante la evaluación
Uno de los barcos utilizados durante la evaluación
(Salvamento Extremo) equipado con la Kongsberg EM2040

Equipos

Los equipos instalados para la ocasión fueron la nueva sonda multihaz de banda ancha Kongsberg EM2040, junto con el sistema de posicionamiento Seapath 330+ y la sonda monohaz de banda ancha Kongsberg EA440 en una configuración de 4 transductores, dos verticales de 15 y 200 kHz y dos de barrido lateral de 200 y 500 kHz respectivamente.

Kongsberg EM2040

La sonda multihaz EM 2040 es el primer sistema en aplicar todas las caraterísticas avanzadas de las multihaces de aguas profundas a entornos de aguas someras.

La EM2040 básica consta de cuatro unidades, un transductor de transmisión, un transductor de recepción, una unidad procesadora y una estación de trabajo.

El sistema lo completan las entradas de datos de un sensor de movimiento (MRU) y un sistema de posicionamiento que son indispensables, así como el perfil de velocidad del sonido en la columna de agua entre los transductores y el fondo. La velocidad del sonido en la cara del transductor es una entrada opcional.

Marco de transductores de la 2040
Soporte para TRDs utilizado - incluye anclajes para el sensor de velocidad del sonido y el MRU

Los transductores pueden suministrarse montados en un marco junto con el MRU y un sensor de velocidad del sonido alineados de fábrica para mayor facilidad de montaje, y esta es la modalidad utilizada durante la demostración.

La sonda multihaz de banda ancha Kongsberg EM2040 proporciona datos de altísima resolución filtrados de forma óptima para unos resultados excelentes incluso antes del proceso.

El sistema es modular, permitiendo al usuario seleccionar el ancho de haz que más le convenga, 0.5º por 1º ó 1º por 1º.

La sección de transmisión está dividida en tres sectores que transmiten simultáneamente a diferentes frecuencias. Esto asegura un fuerte y beneficioso filtrado de las interferencias por "multipath" que, en otros sistemas más simples, suelen mostrarse en los ángulos exteriores a partir de 60º.

La EM2040 tiene también capacidad de barrido doble, permitiendo una densidad de datos en el sentido de la marcha suficiente a velocidades razonables de, por ejemplo, 8 nudos con un 100% de cobertura utilizando un haz de transmisión de 0.5º.

Ejemplo de configuración del Seapath 330+
Ejemplo de configuración de un sistema Seapath 330+

Seapath 330+

El sistema de posicionamiento Seapath 330+ es el complemento ideal para conseguir resultados inmejorables.

El Seapath 330+ utiliza los más avanzados receptores GNSS de doble frecuencia, tecnología inercial y algoritmos de proceso para proporcionar la mayor exactitud posible en posición, attitude y sincronización.

El sistema se puede proporcionar con una estación RTK de referencia y un enlace de radio UHF para los datos.
Para trabajos en los que no se requiera precisión RTK en tiempo real, el Seapath 330+ da la posibilidad de registrar datos de satélite en bruto para procesarlos posteriormente.

Se consigue precisión subdecimétrica mediante la descarga de las órbitas de los satélites y los datos de reloj desde Internet y aplicándola en el postproceso.

Este producto Seapath incluye además la última generación de MRU, el MRU 5+, que proporciona una precisión de 0.01º en balanceo y cabeceo (roll y pitch). Esta precisión se consigue utilizando acelerómetros lineales de gran precisión y giróscopos de tipo MEMS.

Ejemplo de ecograma de la Kongsberg EA440
Ejemplo de ecograma de la Kongsberg EA440

Kongsberg EA440

La nueva generación de sondas monohaz de Kongsberg viene a revolucionar el mercado.

El nuevo transceptor de ancho de banda WBT (Wide Band Transceiver) permite utilizar transductores de distintas frecuencias y tipos con el mismo hardware, proporcionando gran flexibilidad al sistema.

Cada canal puede ser configurado con la potencia de transmisión requerida de manera que se sumen hasta los 4 KW totales del sistema. Así, se puede conectar por ejemplo un transductor de 15 kHz a una potencia de 2 KW y dos transductores de barrido lateral a 1 KW cada uno.

Cumplir con los requisitos "IHO-44 special order" es ahora más sencillo que nunca con la sonda monohaz de banda ancha Kongsberg EA440, que permite el uso de hasta 4 canales independientemente del tipo de transductor.

Configuraciones mixtas con transductores verticales y de sonar de barrido lateral son ahora posibles ahorrando espacio y costes.

Kongsberg EA SSM

El software EA SSM es una potente herramienta para geo referenciar datos brutos de sonar de barrido lateral procedentes de las sondas Kongsberg EA incluyendo el proceso de datos de canales verticales así como su limpieza y escalado.

Puede procesar simultáneamente hasta ocho canales de datos en bruto. El software genera mapas completos a partir de una o varias líneas de levantamiento. El programa EA SSM es fácil de usar para el proceso eficiente de datos proporcionando resultados rápidos para el trabajo diario.

El software EA SSM se puede utilizar también para la navegación en tiempo real en levantamientos de sonar de barrido lateral y para tareas comunes de levantamiento incluyendo proceso final de datos procedentes de canales verticales con limpieza de profundidades y posibilidad de exportar los datos a XYZ.

Transcurso de la prueba

La prueba de los equipos se desarrolló principalmente en el puerto de Málaga, aunque también se visitaron otras zonas, como la que alberga el pecio del submarino republicano C3.

Los datos recogidos con la sonda multihaz EM2040 fueron procesados con Caris HIPS & SIPS por parte de Matías Morales, mientras que los datos recolectados con la sonda EA440 fueron procesados por el señor Uwe Frenz, director gerente de la oficina de Kongsberg en Hamburgo, por medio del software Kongsberg EASSM.

Pilotes en el puerto de Málaga
Datos recogidos en el puerto de Málaga.
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Dentro del puerto de Málaga se realizó una batimetría perimétrica, abarcando pilares, escolleras, diques, muertos, etc. en profundidades que iban desde los 8 hasta los 26 metros.

En las zonas donde podíamos encontrar pilares apreciamos que la sonda los registraba sin ningún tipo de problema a pesar de la dificultad que supone la insonificación de objetos verticales o protuberantes, adentrándose varios metros bajo el pantalán.

Zona dragada en el puerto de Málaga
Zona de dragados en el puerto de Málaga.
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En zonas de obra apreciamos que el material en suspensión no afectaba en el algoritmo de detección de fondo. En la imagen de al lado podemos apreciar unas columnas en las que se ha realizado un dragado en la base para facilitar la maniobra de sesgado.

Muertos de amarre en el puerto de Málaga
Muertos de amarre en el puerto de Málaga
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En la zona de atraque de embarcaciones de recreo se pueden apreciar, no solo los muertos para el amarre, sino las cadenas que unen los muertos y las que ascienden hacia el amarre, demostrando de nuevo lo depurado que está el algoritmo de detección de fondo.

Pecio del submarino C3 frente a las costas de Málaga
Pecio del submarino C3 frente a las costas de Málaga
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La última zona que se visitó fue la del hundimiento del famoso submarino C3.

El submarino se encuentra hundido a casi 70 metros de profundidad, lo que supone un reto en la detección de cualquier sonda instalada en casco, ya que a mayor distancia de recorrido del haz mayor es su tamaño y menor la resolución que se puede obtener.
La insonificación del submarino se realizó con la frecuencia de 400KHz que obtiene una apertura de haz de 0.7x0.7 grados.

Los resultados hablan por sí solos. Se puede apreciar perfectamente el detalle del submarino, la vela, la posición en la que está posado y la zona por donde se partió.

Por su parte, la sonda EA440 mostró unos datos de gran calidad y altísima resolución, gracias al gran ancho de banda del transceptor WBT que permite transmisiones en forma de pulso Chirp (modulado en FM). La modulación de la señal no solo permite tener un mayor alcance, sino que consigue mayor inmunidad al ruido acústico obteniendo unos resultados limpios y fiables.

Ecograma de la EA440 en 15Khz
Ecograma de la EA440 en 15 kHz con 4 metros de penetración
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La nueva monohaz de Kongsberg dispone de su propio software de adquisición de datos. Este software muestra en tiempo real los ecogramas de los cuatro canales que se pueden utilizar simultáneamente con la nueva sonda de banda ancha.

En esta ocasión se utilizaron transductores verticales de 200 kHz y de 15 kHz, mostrándose este último idóneo para la discriminación de fondos debido a su gran capacidad de penetración.

En este aspecto la EA440 puede usarse para lo que se ha dado en llamar "light sub bottom profiling", o perfilador de fondo ligero. Durante esta evaluación pudimos observar penetraciones de hasta 4 metros.

Esta información puede resultar de gran utilidad para trabajos de dragado y representa una solución económica como alternativa viable a los equipos dedicados a esta tarea cuando no sea necesaria mayor penetración.

Datos KM EASSM
Datos KM EASSM
Datos de sonar de barrido lateral sobre batimetría multihaz.
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Además de los transductores verticales, se utilizaron dos canales complementarios para transductores de barrido lateral de 200 kHz y de 500 kHz respectivamente.

Especialmente el transductor de 500 kHz mostró una gran resolución y limpieza de datos, mientras que las prestaciones de mayor alcance del transductor de 200 kHz no fueron aprovechadas debido a la naturaleza de las zonas cubiertas, aun cuando los datos también resultaron de gran utilidad.

En la imagen se puede ver el resultado del proceso de datos por medio del software EASSM integrando la batimetría multihaz con los datos monohaz y de sonar de barrido lateral, además de presentarlos junto con un plano del puerto en formato DWG.

Es interesante apreciar como los datos de SBL complementan perfectamente la batimetría.

Una de las conclusiones más importantes de la evaluación es que los dos sistemas utilizados son totalmente complementarios a la hora de hacer levantamientos batimétricos.

Tras realizar el levantamiento en el puerto de Málaga se desembarcó al personal para dirigirse posteriormente a comer en el restaurante del Real Club Mediterráneo.

Después de la comida, se mostraron los resultados ya procesados en la nueva sede de Urbanismo del Ayuntamiento de Málaga.

Otras imágenes captadas durante la evaluación:

Emisario submarino Submarino C3 Datos de SBL Batimetría del puerto Submarino C3 Málaga Ecograma EA440 15Khz

Nuestro director comercial, Vicente Carrasco, despidió a los asistentes que manifestaron su satisfacción con el evento.

Si usted quiere ampliar la información sobre los nuevos sistemas hidrográficos de Banda Ancha Kongsberg EM2040 y Kongsberg EA440, o sobre cualquier otro de los productos de Kongsberg, no dude en contactar con nosotros.

Contacto:

Vicente Carrasco
Director Comercial
Departamento de Hidrografía

Teléfono: (+34)96 681 01 49
Móvil: (+34)619 10 21 40
Email: vicente.carrasco@kongsberg.com

Agradecimientos:

Mr. Uwe Frenz
Kongsberg Maritime GmbH (Hamburg)

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Prosermar Ingeniería, S.L.

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