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Equipo / Electrónica

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Sistemas de sonda, cinco grandes tecnologías al alcance de todos

12/11/15

Gracias a las tecnologías desarrolladas originalmente para un uso profesional y a los avances en el tratamiento informático de los datos que recogen las sondas, hoy los equipos disponibles para náutica de recreo nos permiten mucho más que el mero registro de la profundidad, ofreciendo una visión de los fondos completamente nueva y convirtiendo la sonda en un verdadero radar submarino. Luis Bosch

Presentacion_Simrad (2)

Basta comparar la época de las sondas de destellos, que apenas indicaban el agua bajo el casco, con la actualidad, en que el equipo más sencillo de gama permite mostrar un histórico de los ecos en color, con funciones automatizadas de alarmas y reconocimiento de los objetivos, para darnos cuenta del camino tecnológico recorrido.
A día de hoy, gracias al tratamiento informático de los datos y la potencia creciente de los microprocesadores, los diferentes fabricantes han puesto al alcance de los navegantes de recreo cinco de estas tecnologías de origen profesional inicialmente desarrollada para defensa, pesca, hidrografía o arqueología: el sistema CHIRP, la visión lateral, el haz múltiple, la visión frontal y la sonda circular.
Cada fabricante ha creado su propia marca para designar la tecnología que usa: Down Image en el caso de Humminbird, ClearPulse y Down Vision en el de Raymarine, o Down Vü y SideVü en Garmin…Más allá de las especificidades de cada equipo, todos parten de unos principios comunes cuya comprensión nos ayudará a entender mejor el amplio escaparate que ofrecen las marcas comerciales.

 

El CHIRP DE ALTA DEFINICIÓN
Acrónimo de Compressed High Intensity Radiated Pulse (impulso comprimido radiado de alta intensidad), la tecnología CHIRP se ha usado desde 1950 por los militares y los oceanógrafos pero no llega a la náutica de recreo hasta hace unos cuatro años.
Hasta entonces las ecosondas solo utilizaban impulsos (pings) en una sola frecuencia, 50 kHz para las grandes profundidades y 200 kHz para los fondos próximos.

Vista del fondo con sonda convencional y vista con el sistema Clear Pulse

Vista del fondo con sonda convencional y vista con el sistema Clear Pulse

Con los ecos monofrecuencia la información a tratar es poca, poco detallada y con mucho ruido. Sin embargo, el sistema Chirp utiliza una señal modulada en un amplio rango de frecuencias, del orden de 28 a 210 kHz, o más, y de más duración. Por esta razón se utiliza el término Broadband (banda ancha) para definir el sistema Chirp. De esta manera la energía de la señal transmitida en el agua es de diez a mil veces superior a la de una sonda convencional, lo que aumenta la capacidad de “leer” los ecos entre cinco y diez veces. Esto significa en la práctica una mayor discriminación de los objetivos próximos, peces por ejemplo, hasta el punto que se pueden distinguir los alevines de los adultos. Las señales parásitas también disminuyen, se aumenta el alcance en profundidad, que puede ir hasta 3.000 metros con un seguimiento del fondo mejor a altas velocidades. El reverso de la medalla es que las sondas (o transductores) contienen elementos cerámicos emisores y receptores y son mucho más caros que los modelos mono o bifrecuencia.

 

 

Las imágenes obtenidas con el sistema Chirp permiten visualizar ecos de pequeños objetivos a mucha profundidad

Las imágenes obtenidas con el sistema Chirp permiten visualizar ecos de pequeños objetivos a mucha profundidad

 

EL BARRIDO LATERAL
El barrido lateral se inventó para explorar grandes superficies y obtener imágenes precisas del relieve submarino, el tipo de fondo y la presencia de objetos como minas o pecios. En los años 60, Harold Edgerton, profesor del MIT (Massachussets Technological Institute), desarrolló un sistema de medición de precisión para ayudar al comandante Cousteau a regular bajo el agua la distancia focal de los objetivos de sus cámaras. Durante las pruebas se dio cuenta de que el sistema servía también para analizar las capas de sedimentos.

Esquema de funcionamiento de la tecnología de barrido lateral Side Imaging (imagen Humminbird).

Esquema de funcionamiento de la tecnología de barrido lateral Side Imaging (imagen Humminbird).

En 1965, un joven ingeniero electrónico, Martin Klein, aplicando el sistema de medición de Edgerton, desarrolló una nueva sonda de barrido lateral implementando los principios que ya habían sido definidos un poco antes por el científico alemán Julius Hagemann, y lo usó en la búsqueda del submarino nuclear Tresher en un fondo de 2.500 metros. Sin embargo, el hito más espectacular del uso de este sistema fue la localización del Titanic que consagró definitivamente el sonar de barrido lateral.

Imagen obtenida con el sistema SideVü (imagen Garmin).

Imagen obtenida con el sistema SideVü (imagen Garmin).

El sistema se basa en un haz de gran ángulo orientado perpendicularmente a la marcha que analiza a cada impulso tramos sucesivos del fondo. Una vez unidos los tramos en el sentido de la marcha, los cortes forman una gran imagen del fondo toda vez que la inclinación de los haces de ultrasonidos permite “iluminar” el relieve y lograr un espectacular efecto de sombreado. Para cubrir las dos bandas del barco se usan dos transductores. Hasta la década de 1980 no se empezaron a desarrollar sistemas accesibles a la náutica de recreo. El primero en ofrecer el sistema fue Humminbird bajo el nombre Side Imaging, a él le siguió Lowrance con el Structure Scan y posteriormente Garmin con el SideVü.

Captura de pantalla deStructureScan HD con dos imágenes de grandes molas de peces. A la izquierda la imagen DownScan y a la derecha la imagen SideScan HD (imagen Lowrance).

Captura de pantalla deStructureScan HD con dos imágenes de grandes molas de peces. A la izquierda la imagen DownScan y a la derecha la imagen SideScan HD (imagen Lowrance).

 

 

LA SONDA MULTIHAZ
Hasta los años 60 las sondas solo usaban uno o dos haces acústicos y solo efectuaban una medida de profundidad a la vez. Para cubrir una zona grande, las sondas emitían la señal con un gran ángulo pero al precio de una menor resolución en los detalles. Aunque más precisas, las sondas con un ángulo de emisión estrecho solo analizaban una pequeña zona y eran muy susceptibles al balanceo y al cabeceo, lo que modificaba continuamente el ángulo del haz, que idealmente debe ser de 90° respecto a la superficie.

Utilizada en batimetría, la tecnología multihaz ofrece una imagen del relieve del fondo de una precisión sin igual.

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Utilizada en batimetría, la tecnología multihaz ofrece una imagen del relieve del fondo de una precisión sin igual.

Utilizada en batimetría, la tecnología multihaz ofrece una imagen del relieve del fondo de una precisión sin igual.

Agrupando un centenar de transductores a 1° en una misma base, la US Navy fue la primera en usar sistemas multihaz que permitían en un solo desplazamiento del barco analizar grandes superficies de fondo y levantar una carta batimétrica muy precisa del relieve.
Extremadamente costosos, los modelos profesionales de 150 haces o más pueden analizar una banda (swath) de fondo de ¡10 km de largo por dos de ancho! En su versión asumible para un particular, el sistema se parece al de los scanners usados en medicina, que corta el cuerpo en “lonchas” sucesivas. Las señales las emite una sola sonda, pero bajo la forma de un tren de impulsos que simularan la presencia de múltiples haces. La potencia de cálculo de los microprocesadores hace el resto: pueden reconstruir una imagen realista del fondo, aunque al precio de un cierto difuminado en los detalles y una profundidad limitada a unas decenas de metros. Esta tecnología no permite identificar los ecos de los peces, a menos que sea un banco grande, pero su aspecto fotográfico ofrece una comprensión intuitivas y natural del fondo (rocas, grutas, paredes, cañones…) de la naturaleza del fondoola presencia de pecios.

 

LA SONDA FRONTAL
Como su nombre indica las sondas frontales han sido concebidas para analizar el fondo a proa del barco a fin de detectar un obstáculo, seguir un canal o un cañón o detectar un paso.
Excepto el fabricante británico Echopilot, que desarrolla desde hace tiempo sondas de este tipo asequibles, la oferta del sector se sitúa todavía en lo más alto de la gama. Pero Simrad acaba de anunciar un nuevo modelo de sonda frontal. No hay novedades en este terreno en Garmin, pero la compra en 2013 de la empresa americana especializada en este tipo de sondas Interphase puede dar sorpresas muy pronto.

En equipos básicos, las sondas frontales no superan los 100 metros, pero este sistema evoluciona rápidamente (imagen B&G).

En equipos básicos, las sondas frontales no superan los 100 metros, pero este sistema evoluciona rápidamente (imagen B&G).

Simple en su concepto, ya que se trata simplemente de orientar el haz de forma diferente, esta tecnología exige un gran dominio del tratamiento de la señal para compensar los efectos de superficie, el movimiento del barco, el alcance útil de la señal y el análisis fino de los ecos.
Sea cual sea el fabricante, la sonda frontal se basa en un mismo principio: más que analizar los fondos bajo el barco, el aparato envía las señales hacia adelante. Este sistema es en principio el único que evitaría, por ejemplo, identificar objetos entre dos aguas, colisionar contra un contenedor flotante, o navegar por un canal sin balizar. Pero su efectividad está limitada por la capacidad de análisis a larga distancia y por la velocidad del barco.

Funcionamiento de la tecnología de sonda frontal (imagen Simrad).

Funcionamiento de la tecnología de sonda frontal (imagen Simrad).

En equipos básicos, el alcance no supera los 100 metros efectivos, lo que a 16 nudos solo deja unas decenas de segundo para reaccionar. En gama alta encontramos alcances de una milla pero los precios se aproximan a los de los equipos profesionales. Por otra parte, el tamaño de la sonda solo se adapta a grandes esloras, al igual que los recursos informáticos para tratar y mostrar los ecos.

Simrad acaba de desarrollar su próximo ForwardScan, compatible con sus equipos multifunción NSS y NSO Evo2.

Simrad acaba de desarrollar su próximo ForwardScan, compatible con sus equipos multifunción NSS y NSO Evo2.

 

LA SONDA CIRCULAR
Humminbird es a día de hoy la única marca que ha desarrollado un sistema de sonda circular que permite, como lo hace un radar, obtener una vista submarina detallada y en 3D de 360° alrededor del barco. El círculo de exploración puede ser total o reducido a un arco, regulable de 10 a 360º y orientable en cualquier dirección. Si se trabaja en un sector reducido es posible aumentar la frecuencia de refresco de la pantalla. El equipo utiliza una sonda específica acoplada en el espejo del barco, desplegándose verticalmente, con la ayuda de un motor eléctrico, lo que no deja de ser engorroso. El análisis del fondo solo es posible a barco parado o a velocidad lenta.

 

Hummin3603

La sonda Humminbird 360 permite explorar el fondo en un círculo completo o reducirlo a un sector determinado alrededor del barc

¿Cómo funciona una sonda?

El sonar emite una señal de corta duración y recibe el eco reflejado por los objetos situados en las proximidades del barco. El emisor y el receptor de la señal se instalan en una misma caja, que es a lo que llamamos sonda o transductor, instalado en el fondo del casco o en la popa del barco.

Esta captura de pantalla permite visualizar las diferencias en el tratamiento de los ecos de un puente sumergido, en la visión clásica a la izquierda y DownVü a la derecha (imagen Garmin).

Esta captura de pantalla permite visualizar las diferencias en el tratamiento de los ecos de un puente sumergido, en la visión clásica a la izquierda y DownVü a la derecha (imagen Garmin).

La frecuencia de la señal se mide en kHz y su velocidad es de aproximadamente 1.500 m/s,que es la velocidad de propagación de los ultrasonidos en el agua. La señal se envíaen una o más frecuencias concretas (50 kHz para para grandes profundidades y 200 kHzpara fondos próximos) que se dispersan por la columna de agua situada bajo el barco. La señal acústica que “ilumina” el fondo vuelve en forma de eco, tanto más débil cuanto mayor es la profundidad, el fondo blando y la frecuencia elevada; una señal de 12 kHz pierde la mitad de su energía a 3.000 metros de profundidad mientras que una señal de muy baja frecuencia puede recorrer centenares de kilómetros. Conociendo la velocidad del sonido y el tiempo que tarda la señal en ir y volver, el microprocesador del equipo calcula la distancia entre el transductor y el fondo.
Hay que saber que la arena o el fangoabsorben la mayor parte de la energía de la señal, mientras que los fondos de roca o un pecio de hierrodevolverán la mayor parte.El ruido de fondo se filtra o se anula mediante algoritmos especiales para dejar una señal en pantalla nítida.

sonar-chirp

Sonar Chirp

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Sonar tradicional

El sonar funciona según el principio del eco: la señal se envía al fondo y la fuerza del eco devuelto indica la profundidad.

 

Equipos básicos pero potentes

FURUNO
Furuno pone su tecnología profesional de reconocimiento automático del fondo al alcance del particular con la serie FCV. La función AccuFish permite identificar con precisión la talla y la profundidad a qué se encuentran los peces.
Precio: a partir de 850 euros. Furuno España. www.furuno.es

Furuno FCV627

Furuno FCV627

RAYMARINE
Con su tecnología ClearPulse de sonda de alta definición, Raymarine adapta el Chirp DownVision de visualización fotográfica a un modelo de entrada de gama, el Dragonfly. El precio obliga, y el equipo se basta a sí mismo y no dispone de ninguna interface de comunicación externa.
Precio: a partir de 700 euros (con sonda). Azimut Marine.www.azimutmarine.es

Dragonfly Dual-Sonar

Dragonfly Dual-Sonar

 

GARMIN
En la gran familia de los equipos multifunción de Garmin, el modelo táctil GPSMAP721 XS contiene un módulo de sonda de 1 kW Chirpy DownVü. Puede completarse con la función SideVü vía la caja negra GCV10, compatible también con la serie EchoMap.
Precio: a partir de 1.000 euros. Garmin Iberia. www.garmin.com/es

GPSMAP721xs_HR_0020.10

GPSMAP721xs

 

LOWRANCE-SIMRAD
A través de sus marcas Lowrance y Simrad, la oferta del grupo Navico es muy extensa, ya que va de la caja negra Structure Scan de barrido lateral, compatible con los grandes equipos multifunción, al pequeño Lowrance Elite 4X HDI, que integra de serie un módulo sonda Down Scan Imaging.La novedad es el escaneado de fondos de sonda frontal, recientemente presentado en EE.UU.
Precio: a partir de 257 euros (con sonda).Navico Marine Electronics. www.navico.es

Elite-4x-HDI

Elite-4x-HDI

HUMMINBIRD
Pionero de las nuevas tecnologías de sonda, Humminbird las ha adaptado a la casi totalidad de su gama. El Helix 5 SI, con frecuencias de 200/83/455 kHz puede alcanzar los 1.500 pies y ofrece Down y Side Imaging a 100 pies.
Precio: a partir de 690 euros. Disvent Ingenieros. www.disventingenieros.es

HELIX5 Sonar-GPS

HELIX5 Sonar-GPS

ECHOPILOT
Especialista en sondas de proa, la empresa británica Echopilot propone muchas soluciones 3D o 2D económicas, como el modelo FLS con pantalla de siete pulgadas. Sus dos haces, horizontal y vertical, poseen una capacidad de análisis de 200 y 100 metros respectivamente.Precio: a partir de 870 euros. Videoacustic. www.videoacustic.com

sonda fls-2d1 Echopilot forward 2D

fls-2d1 Echopilot forward 2D

SAMYUNG
De reciente introducción en el mercado español de la mano de Sportnav, el fabricante coreano ha presentado recientemente las tres versiones de su serie N500, una de las cuales, la NF500 equipa GPS-ploter y sonda clásica de doble frecuencia, 50 y 200 kHz, 600 W de potencia, destinado a los pescadores deportivos, y con un rendimiento próximo a los 400 metros reales, ganancia automática y selección de 16 colores.
Precio: 459 euros. Sportnav. info@sportnav.com

NF500-J-E

NF500-J-E