Un estudio submarino es un estudio realizado en un entorno submarino o realizado de forma remota en un objeto o región submarino. Encuesta puede tener varios significados. La palabra se origina en el latín medieval y significa revisar y estudiar detalladamente un tema . [1] Un significado es la medición precisa de una región geográfica, generalmente con la intención de trazar las posiciones de las características como un mapa a escala de la región. Este significado se utiliza a menudo en contextos científicos, y también en ingeniería civil y extracción de minerales. Otro significado, utilizado a menudo en un contexto de ingeniería civil , estructural o marina , es la inspección de una estructura o embarcación para comparar la condición real con la condición nominal especificada, generalmente con el propósito de informar sobre la condición real y el cumplimiento o desviaciones. desde, la condición nominal, para control de calidad, evaluación de daños, valoración, seguro, mantenimiento y fines similares. En otros contextos, puede significar la inspección de una región para establecer la presencia y distribución de un contenido específico, como organismos vivos, ya sea para establecer una línea de base o para comparar con una línea de base.
Estos tipos de estudios pueden realizarse en o sobre el entorno submarino, en cuyo caso pueden denominarse estudios submarinos, que pueden incluir estudios batimétricos , hidrográficos y geológicos , estudios arqueológicos , estudios ecológicos y estudios estructurales o de seguridad de embarcaciones . En algunos casos se pueden realizar mediante detección remota , utilizando una variedad de herramientas y, a veces, mediante intervención humana directa, generalmente por parte de un buzo profesional . Los estudios submarinos son una parte esencial de la planificación, y a menudo del control y seguimiento de calidad, de la construcción , el dragado , la extracción de minerales , el seguimiento ecológico y las investigaciones arqueológicas submarinas. A menudo se requieren como parte de un estudio de impacto ecológico . [2]
Los tipos de estudios submarinos incluyen, entre otros, estudios arqueológicos, batimétricos e hidrográficos, ecológicos, geológicos y de sitios de construcción, y estudios de inspección de estructuras y embarcaciones marinas y costeras a flote. También se realizaría un estudio de la condición estructural de la embarcación y del sitio adyacente y de las condiciones hidrográficas al evaluar las operaciones de salvamento marítimo propuestas .
Tradicionalmente, los estudios arqueológicos de sitios submarinos han sido realizados por buzos, pero en sitios donde la profundidad es demasiado grande, se han realizado estudios con sonar desde vehículos de superficie y sumergibles , y se han realizado técnicas de fotomosaicos utilizando ROUV . Los métodos tradicionales incluyen la medición directa desde una línea de base o cuadrícula establecida en el sitio, y la triangulación mediante medición directa a partir de marcas de posición conocida instaladas en el sitio, de la misma manera que se usarían en un sitio terrestre. La precisión puede verse comprometida por las condiciones del agua.
Este trabajo suele ser realizado por arqueólogos que son buzos científicos cualificados .
Los levantamientos batimétricos se realizan tradicionalmente desde la superficie, midiendo la profundidad (sondeos) en posiciones medidas a lo largo de líneas transversales y luego trazando los datos en una carta batimétrica, en la que se pueden dibujar líneas de profundidad constante (isobatas) mediante interpolación de sondeos. También es convencional proporcionar un conjunto representativo de profundidades de puntos en la carta. Originalmente, los sondeos se hacían manualmente midiendo la longitud de una línea lastrada bajada hasta el fondo, pero después del desarrollo de equipos de sondeo precisos y fiables se convirtió en el método estándar. El registro de datos se automatizó cuando el equipo estuvo disponible y posteriormente se integraron datos de posición precisos en los conjuntos de datos. El sonar multihaz con datos de posición GPS corregidos según el movimiento de la embarcación y combinados en tiempo real es lo último en tecnología a principios del siglo XXI.
Los estudios batimétricos de algunas masas de agua han requerido procedimientos diferentes, particularmente en el caso de sumideros, cavernas y cuevas donde una parte importante de las paredes del fondo, y en algunos casos los techos, no son visibles para el equipo de sondeo desde la superficie, y ha sido necesario utilizar vehículos submarinos operados a distancia o buzos para recopilar los datos. Una de las complicaciones de este tipo de estudio submarino es la relativa dificultad de establecer una línea de base o una posición precisa para el ROUV, ya que las señales de GPS no se propagan a través del agua. En algunos casos se ha utilizado una línea física, pero a veces se puede establecer una línea de base utilizando transductores de sonar instalados en posiciones estudiadas con precisión y midiendo las compensaciones relativas.
Se han utilizado diversas técnicas para los estudios ecológicos subacuáticos. Con frecuencia se utilizan buzos para recopilar datos, ya sea mediante observación y registro directos, o mediante registro fotográfico en ubicaciones registradas, que pueden especificarse con una precisión determinada según los requisitos del proyecto y la tecnología de ubicación disponible.
Un método consiste en que los buzos utilicen fotografías geolocalizadas tomadas por buzos siguiendo una ruta registrada por un receptor GPS de superficie remolcado en un flotador mantenido sobre la cámara mediante tensión de línea. La cámara y la unidad GPS registran simultáneamente los datos de fecha y hora, lo que permite extraer los datos de posición de cada fotografía mediante posprocesamiento o inspección. La precisión del GPS puede aumentarse mediante el Sistema de aumento de área amplia (WAAS). Los datos de profundidad pueden capturarse en la cámara desde computadoras de buceo o profundímetros que llevan los buzos o montados a la vista de la cámara. Las fotografías se pueden ver en un mapa o mediante un sistema de información geográfica (SIG) para su análisis. [3] Este método también se puede utilizar para estudios espaciales de áreas pequeñas, particularmente en lugares donde un barco de reconocimiento no puede llegar. Para mapear un área, el buzo arrastra el flotador a lo largo de los contornos del fondo y la pista GPS se usa para crear un mapa usando software de dibujo o SIG. También se pueden tomar profundidades puntuales, utilizando una cámara digital para registrar el tiempo y la profundidad desde un profundímetro o una computadora de buceo para sincronizarla con los datos del seguimiento. Este procedimiento se puede combinar con el registro fotográfico de las comunidades bentónicas a intervalos a lo largo del contorno o perímetro.
Los estudios realizados por buceadores profesionales tienden a ser relativamente costosos, y algunos programas de monitoreo ecológico y programas de recolección de datos han contado con la ayuda de buceadores recreativos voluntarios para llevar a cabo la recolección de datos apropiada para su certificación y, en algunos casos, capacitación adicional, como el caso de Reef, con sede en Australia. Encuesta de Vida . [4] Otros, como iNaturalist , han utilizado el sistema de crowdsourcing de registros fotográficos digitales de observaciones cargados, con datos de ubicación según cualquier estándar disponible, que puede variar considerablemente, aprovechando así los miles de fotógrafos aficionados que registran su entorno submarino. de todos modos. De esta forma se han acumulado millones de observaciones procedentes de sitios de buceo de todo el mundo. [5]
Tipos de estudio ecológico:
A veces se combinan más de un tipo de observaciones en una encuesta. Por ejemplo, el procedimiento de Reef Life Survey incluye tres componentes a lo largo del mismo transecto: recuento visual de peces, recuento visual de fauna bentónica y fotografías del fondo a intervalos regulares. [4]
Un estudio geológico es la investigación sistemática de la geología debajo de un terreno determinado con el fin de crear un mapa o modelo geológico . Los estudios geológicos submarinos emplean técnicas que van desde el equivalente submarino de un estudio tradicional, estudiando afloramientos y accidentes geográficos , hasta métodos intrusivos, como perforaciones , y el uso de técnicas geofísicas y métodos de detección remota . Un mapa de estudio geológico submarino normalmente superpone la extensión y los límites estudiados de las unidades geológicas en un mapa batimétrico, junto con información en puntos (como mediciones de la orientación de los planos de lecho) y líneas (como la intersección de fallas con la superficie del fondo marino). El mapa puede incluir secciones transversales para ilustrar la interpretación tridimensional. Gran parte de este trabajo se realiza desde embarcaciones de superficie mediante teledetección, pero en algunos casos, como en cuevas inundadas, la medición y el muestreo requieren vehículos submarinos operados a distancia o la intervención directa de buzos.
Las técnicas de sismología de reflexión se utilizan para la teledetección del subsuelo a bordo de barcos. Las fuentes sísmicas incluyen pistolas de aire comprimido , chispas y boomers .
Los métodos geofísicos aéreos incluyen mediciones magnéticas, electromagnéticas y de gravedad.
Los estudios de sitio son inspecciones de un área donde se propone trabajo, para recopilar información para un diseño. Puede determinar una ubicación precisa, el acceso, la mejor orientación del sitio y la ubicación de obstáculos. El tipo de estudio del sitio y las mejores prácticas requeridas dependen de la naturaleza del proyecto. [6] En la exploración de hidrocarburos , por ejemplo, se realizan estudios de sitio sobre las ubicaciones propuestas para la exploración o los pozos de evaluación en alta mar. [7] Consisten típicamente en una estrecha cuadrícula de perfiles sismológicos de reflexión de alta resolución (alta frecuencia) para buscar posibles peligros de gas en la sección poco profunda debajo del lecho marino y datos batimétricos detallados para buscar posibles obstáculos en el fondo marino (por ejemplo, naufragios, tuberías) utilizando ecosondas multihaz .
Se realiza un tipo de estudio del sitio durante las operaciones de salvamento marítimo, para evaluar la condición estructural de una embarcación varada e identificar aspectos de la embarcación, el sitio y el medio ambiente que pueden afectar la operación. Dicho estudio puede incluir la investigación de la integridad estructural y estanca del casco, el alcance de las inundaciones, la batimetría y la geología de las inmediaciones, las corrientes y los efectos de las mareas, los peligros y el posible impacto ambiental de los trabajos de salvamento. [8]
Inspecciones de integridad estructural de estructuras submarinas terrestres, costeras y marinas, incluidos puentes, presas, calzadas, puertos, rompeolas, embarcaderos, terraplenes, diques, plataformas e infraestructura de producción de petróleo y gas, tuberías, bocas de pozo y amarres.
Los reconocimientos de seguridad de buques son inspecciones de la estructura y equipamiento de un buque para evaluar el estado de los elementos inspeccionados y comprobar que cumplen con los requisitos legales o de sociedades de clasificación en materia de seguro y matriculación. Pueden ocurrir en cualquier momento cuando haya motivos para sospechar que la condición ha cambiado significativamente desde el estudio anterior, o como condición de compra, y el primer estudio generalmente se realiza durante la construcción (construido bajo estudio) o antes del primer registro. Los criterios de aceptación los define la autoridad de concesión de licencias o registro para una variedad de equipos vitales para la operación segura de la embarcación, como la estructura del casco, la estabilidad estática, la maquinaria de propulsión, la maquinaria auxiliar, el equipo de seguridad, el equipo de elevación, los aparejos y los aparejos de tierra. , etc.
Algunos estudios deben realizarse en dique seco, pero esto es costoso y, en algunos casos, para estudios intermedios, la parte submarina del estudio externo se puede realizar a flote utilizando buzos o ROUV para realizar la inspección, generalmente proporcionando video en vivo al topógrafo, o posiblemente grabación de vídeo para su posterior análisis. El vídeo en vivo tiene la ventaja de que el topógrafo puede indicarle al buceador que investigue más a fondo o proporcionar vistas desde otros ángulos. Normalmente, también se grabaría vídeo en directo para los registros. [9]
Los sistemas de posicionamiento acústico submarino [14] [15] son sistemas para el seguimiento, navegación y localización de vehículos submarinos o buzos mediante mediciones acústicas de distancia y/o dirección, y posterior triangulación de posición. Se utilizan comúnmente en una amplia variedad de trabajos submarinos, incluida la exploración de petróleo y gas, ciencias oceánicas , operaciones de salvamento, arqueología marina , aplicación de la ley y actividades militares.
Los sistemas de posicionamiento acústico de línea de base larga [16] (sistemas LBL) utilizan redes de transpondedores de línea de base montados en el fondo marino como puntos de referencia para la navegación. Generalmente se despliegan alrededor del perímetro de un lugar de trabajo. La técnica LBL da como resultado una precisión de posicionamiento muy alta y una estabilidad de posición independiente de la profundidad del agua. Generalmente es mejor que 1 metro y puede alcanzar una precisión de unos pocos centímetros. [17] Los sistemas LBL se utilizan generalmente para trabajos de reconocimiento submarino de precisión donde la precisión o estabilidad de la posición de los sistemas de posicionamiento de línea de base corta o ultracorta basados en barcos no es suficiente.
Sistema de posicionamiento acústico de línea de base corta (sistemas de posicionamiento acústico SBL) [18] Los sistemas SBL no requieren ningún transpondedor o equipo montado en el fondo marino y, por lo tanto, son adecuados para rastrear objetivos submarinos desde embarcaciones o barcos que están anclados o en navegación. Sin embargo, a diferencia de los sistemas USBL, que ofrecen una precisión fija, la precisión del posicionamiento SBL mejora con el espaciado de los transductores. [19] Por lo tanto, cuando el espacio lo permite, como cuando se opera desde embarcaciones más grandes o un muelle, el sistema SBL puede lograr una precisión y robustez de posición similar a la de los sistemas LBL montados en el fondo marino, lo que hace que el sistema sea adecuado para aplicaciones de alta precisión. trabajo de encuesta. Cuando se opera desde un recipiente más pequeño donde el espacio entre los transductores es limitado (es decir, cuando la línea base es corta), el sistema SBL mostrará una precisión reducida.
El sistema de posicionamiento acústico de línea de base ultracorta (USBL), también conocido como línea de base súper corta (SSBL), consta de un transceptor , que se monta debajo de un barco, y un transpondedor o respondedor en el fondo marino, en un pez remolcador o en un ROV . Se utiliza una computadora para calcular una posición a partir de los rangos y rumbos medidos por el transceptor. Los USBL también se utilizan en configuraciones "invertidas" (iUSBL), con el transceptor montado en un vehículo submarino autónomo , y el transpondedor en la instalación que lo lanza. En este caso, el procesamiento de la señal ocurre dentro del vehículo para permitirle localizar el transpondedor para aplicaciones como acoplamiento automático y seguimiento de objetivos .
Medición de longitud en otras direcciones:
Se pueden recolectar muestras de sedimentos y rocas del fondo marino utilizando cucharas, dispositivos de extracción de muestras, ROUV y buzos. Los dispositivos de extracción de núcleos incluyen perforadoras y penetradores de impacto. [20] Los buzos y los operadores de ROUV son más exigentes en la selección de muestras que los dispositivos de extracción de muestras operados a distancia. Las muestras biológicas se pueden recolectar mediante dragas, cucharas, trampas o redes, pero un muestreo más dirigido generalmente requiere información visual e intervención humana, y comúnmente lo realizan buzos, ROUV y sumergibles con tripulación equipados para la recolección.
Los resultados de los estudios submarinos se pueden presentar de varias maneras, según el grupo demográfico objetivo y el uso previsto de los datos. Un formato de presentación común es un mapa que indica la distribución espacial o la topografía general, que a menudo incluye una dimensión de profundidad. También se pueden utilizar dibujos, imágenes fotográficas, gráficos, tablas y descripciones de texto, a menudo junto con uno o más mapas. Los mapas también se pueden utilizar para indicar variaciones a lo largo del tiempo en comparación con una línea de base.
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