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Innovación portuaria hasta el fondo: la (re)evolución hidrográfica

Conocer al detalle la topografía y las profundidades de las aguas abrigadas, diques y canales de aproximación de un puerto es fundamental para su buena conservación y la seguridad operativa. Puertos como el de Rotterdam, Hamburgo, Amberes o Barcelona cuentan con los servicios hidrográficos más avanzados a nivel tecnológico, capaces de cartografiar el fondo y ver al detalle todo lo que sucede en el lecho marino. La continua innovación lleva a estos puertos más avanzados tecnológicamente a la próxima frontera: ser capaces de conseguir el mismo nivel de precisión en los muelles y en el propio elemento acuático.

Publicado el 17.02.2021
Los modelos batimétricos son imprescindibles para la seguridad de las infraestructuras, la operativa portuaria y las embarcaciones. (Port de Barcelona)

Los servicios hidrográficos más punteros de los principales puertos del mundo cuentan con tecnologías que permiten realizar modelos batimétricos obtenidos de la medición de las profundidades marinas para determinar la topografía del fondo portuario.

Los sistemas más avanzados consisten en la medición multihaz que envía cientos de haces acústicos en una sola señal y que permite al hidrógrafo recibir más de 400 puntos que se miden hasta diez veces por segundo, un nivel de detalle que se plasma en modelos cartográficos de alta resolución que describen el fondo portuario. Esta información es imprescindible para la seguridad de las infraestructuras, de la operativa portuaria y de las embarcaciones que navegan por sus aguas.

La forma de procesar y visualizar esta información recogida por los sistemas multihaz también ha evolucionado y actualmente existen softwares que permiten una gestión y criba inteligentes de los miles de datos batimétricos recogidos durante las campañas de inspección y compartirlos con diferentes departamentos en visionados digitales comprensibles y ajustados a sus necesidades.

Recolectando la información

Puertos como el de Barcelona realizan levantamientos batimétricos desde una embarcación que incorpora un sistema de medición multihaz. Para medir la profundidad hay que controlar parámetros como la posición mediante unas antenas GPS enlazadas con una estación de referencia, situada en el caso de Barcelona en la Torre de Control. Otro punto clave es la posición relativa del barco en el agua, controlada por un sensor de movimiento. También se analizan durante las mediciones las condiciones físicas de las aguas del puerto, para determinar con precisión la velocidad a la que viajan las ondas acústicas en el agua.

Un software recoge los datos de profundidad y posición que después procesa el hidrógrafo, ya que al tratarse de tecnología acústica hay que cribar aquellos datos que corresponden a los rebotes que pueden producirse y propagarse en el agua, algo que la inteligencia artificial no siempre es capaz de distinguir. “En términos de evolución, los algoritmos de detección del fondo cada vez son más eficaces. Los transductores, que son las piezas que mandan los ultrasonidos, generan haces cada vez más estrechos”, explica Elisa Palacios, hidrógrafa del Port de Barcelona.

Los softwares actuales permiten una gestión y criba inteligentes de miles de datos batimétricos. (Port de Barcelona)

El Port de Barcelona también está trabajando en vehículos autónomos no tripulados para realizar las batimetrías en zonas inaccesibles, como son los recintos de obras y zonas de compleja navegabilidad. También, desde 2018, se está trabajando en soluciones mixtas remotas, donde la hidrógrafa se conecta a la embarcación desde cualquier lugar y puede controlar todos los parámetros de la inspección batimétrica, como si estuviese embarcada.

La colaboración entre el Port de Barcelona y los puertos más avanzados de Europa es constante en esta materia. Personal de Barcelona ha estado en Rotterdam o Hamburgo estudiando los procesos técnicos y operativos de estos puertos y viceversa. 

Gestión y visualización de datos

Algunos puertos europeos como el Puerto de Hamburgo y el Puerto de Rotterdam, que disponen de departamento hidrográfico propio, generan abundante información procedente de batimetrías y se complementa con datos adicionales recolectados por organizaciones externas. Todas las batimetrías se almacenan en una base de datos centralizada que se disemina en varias formas para los usuarios que necesitan acceder a estas informaciones.

Los datos se gestionan mediante software GIS, un sistema que permite recopilar, organizar, administrar, analizar, compartir y distribuir información geográfica que también emplea el Port de Barcelona. “La gestión, llamémosla inteligente, de los datos y su almacenamiento en una base de datos con el histórico de registros que podemos explotar es lo más novedoso y va en la línea que siguen los principales puertos europeos”, explica Miguel Ángel Cañestro, responsable de procesos geomáticos del Port de Barcelona.

A los datos de las batimetrías se les agregan una serie de metadatos o información adicional que enriquece y actualiza el modelo topográfico en 3D del fondo, como el tipo de sensor empleado, la embarcación o zona explorada y el hidrógrafo responsable que luego puede catalogarse por fechas, por ejemplo, donde suelen primar los datos más actualizados.

Modelo topográfico en 3D. (Port de Barcelona)

La actividad de los puertos anteriormente mencionados, por ejemplo, requiere de trabajos de dragado prácticamente de forma continuada, por lo que uno de sus usuarios principales es el departamento de obras y las empresas subcontratadas, a los que se les entregan gráficos digitalizados con los últimos datos de profundidad que son imprescindibles para identificar las áreas en las que hay que realizar estos trabajos.  

“Mucha de esta información antes se entregaba en papel, pero la tendencia es que se acabe consumiendo en formato digital. En el caso de Barcelona, vamos a hacerlo a través de un portal web donde se compartirá la información con clientes internos, como los departamentos de infraestructuras y operaciones marítimas que pueden visualizarla en 2D o 3D, según el nivel de detalle que precisen”, comparte Cañestro.

 

 La evolución tecnológica está permitiendo que, además de los fondos, se empiece a investigar la realización de batimetrías en estructuras verticales y columnas de agua

El futuro no se queda en el fondo

Esta evolución tecnológica ha conseguido tal nivel de detalle que está permitiendo que los hidrógrafos vayan más allá de cartografiar el fondo. Elisa Palacios anuncia que el siguiente paso es la realización de modelos de los paramentos de los muelles y diques. “La siguiente evolución es contar con una tecnología que tenga tanta resolución y precisión que permita generar modelos de estructuras verticales, para analizar si las pilas de cimentación de un puente, por ejemplo, están sufriendo algún tipo de daños porque la operativa de los barcos remueve sedimentos cerca de ellas”, explica la hidrógrafa.

En este sentido, Palacios comparte que los desarrolladores del software de captura y edición de datos del sistema multihaz que emplean han pedido la colaboración de su departamento para probar la última actualización de su programa antes de sacarla al mercado. 

“Lo siguiente que vamos a hacer es adquirir un nuevo componente para el sistema multihaz que nos permitirá llegar hasta la lámina de agua y tener un modelo de toda la parte sumergida del muelle. Esto lo compartimos con el departamento de conservación para que tomen las medidas oportunas si hay que proceder a reparaciones”, detalla.

Otro punto de interés que está actualmente en fase de investigación es la exploración de la columna de agua y de todo aquello que provoca un rebote de la señal acústica en esta sustancia para buscar burbujas de gas, emanaciones de agua dulce o elementos peligrosos para la navegación que hayan quedado flotando. “Como aquí estamos muy cerca de la desembocadura del Llobregat, donde se ha ido depositando mucha materia orgánica que genera gas que después se libera, es algo que hay que tener controlado”, afirma Palacios.  La siguiente revolución de la hidrografía portuaria está a la vuelta de la esquina.