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Una solución hidrográfica rápida y revolucionaria utilizada en el estudio de canales

Una solución hidrográfica rápida y revolucionaria utilizada en el estudio de canales

Una solución hidrográfica rápida y revolucionaria utilizada en el estudio de canales
RESUMEN
En el mundo existen muchos lugares inaccesibles, peligrosos o inconvenientes que requieren estudios hidrográficos, como estanques de relaves, canales estrechos, estanques de aguas ultraprofundas y lagos de barrera, entre otros. Sin embargo, la pregunta constante en el mundo moderno es cómo realizar estudios hidrográficos de forma más segura y rápida. El USV (Vehículo de Superficie No Tripulado) es una plataforma revolucionaria que puede transportar todo tipo de sensores para estudios hidrográficos. En este artículo, se comparten y analizan dos aplicaciones específicas del USV.
1. ANTECEDENTES Y LEVANTAMIENTO HIDROGRÁFICO MARINO TRADICIONAL
El agua es un elemento básico, pero asombroso, para todas las criaturas de la Tierra. Para los humanos, alimenta y sustenta la civilización. En toda gran civilización antigua e histórica, se encuentra al menos un río importante que nutre la tierra y sustenta la sociedad. Hoy en día, más del 95% de las residencias humanas (ciudades, pueblos y aldeas) se basan en ríos, arroyos y pozos. Con la revolución industrial que surgió entre los siglos I y IV, la interacción entre los seres humanos y el agua es cada vez mayor; se construyen más puentes que cruzan el río; se construyen más puertos y dársenas con fines económicos y sociales.

Mientras tanto, las nuevas tecnologías de levantamiento hidrográfico aplicado a la ingeniería civil, tales como la ecosonda multihaz, el sonar de barrido lateral, el perfilador del subsuelo e incluso el LiDAR para fines topográficos e hidrográficos, contribuyen en gran medida al trabajo de las autoridades públicas y los sectores privados en todo el mundo.

Sin embargo, muchos departamentos administrativos y autoridades del agua y del tráfico se enfrentan a grandes desafíos a la hora de diseñar o implementar el diseño de la ciudad, ya que la urbanización y la renovación urbana avanzan a gran velocidad.

Antiguamente, cuando los topógrafos evaluaban la profundidad del agua, lo primero que debían hacer era encontrar y alquilar embarcaciones locales, lo cual siempre era costoso. Luego, se instalaba la ecosonda pesada y otros accesorios en la embarcación, buscando la posición adecuada para montar el transductor, evitando así la interferencia de las olas y las hélices del motor. Además, los topógrafos debían tener en cuenta la profundidad real, ya que el agua podía ser demasiado baja para que la embarcación flotara. En caso de quedar varados, algunos topógrafos intentaban alquilar una balsa de bambú o un pequeño sampan (embarcación pequeña y ligera), que funcionaban perfectamente en aguas poco profundas, pero carecían de instalaciones para proteger la vida del personal y eran fáciles de volcar por las olas de grandes barcos o torrentes. En ocasiones, los topógrafos necesitaban inspeccionar lagos de barrera después de un terremoto, aguas contaminadas o incluso monitorear el nivel de agua de los estanques de relaves.

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Se requieren soluciones más flexibles para la topografía del lago en la isla, donde no es fácil transportar una embarcación. Las tareas de topografía en los arroyos también exigen requisitos similares, ya que pueden contener bancos de arena y presas desde la parte alta hasta la baja del curso. Por lo tanto, en estas situaciones, los topógrafos se enfrentan a retos de seguridad, precisión y eficiencia.

En este artículo se proporcionan algunos proyectos de China como ejemplos de solución como referencia.

2. LEVANTAMIENTO DE CANALES DE TRÁFICO PESADO
2.1 Antecedentes del proyecto
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El Delta del Río Perla, entrelazado con la red fluvial y rico en productos, se ha convertido en uno de los principales motores económicos e industriales de China desde 1979. Más de 301 TP3T de productos "hechos en China" se producen o ensamblan allí y se exportan a todo el mundo. La red fluvial y cientos de puertos han desempeñado un papel fundamental en la exportación de bienes y la importación de materias primas. Se planeó construir más tuberías para electricidad, gas y agua municipal a través de algunos canales. Antes de instalar las tuberías, el constructor debe inspeccionar los canales para conocer la situación actual del lecho fluvial. Uno de los canales principales que cruzarán las tuberías se denomina "Canal Puerta Modao". Con 89,5 km de longitud, más de 30 puertos y miles de fábricas, un volumen de carga de 45 millones y 70.000 barcos, este canal de 3.000 toneladas, a nivel de buques, ha permitido que más de 800 embarcaciones naveguen diariamente. Por lo tanto, sería bastante difícil para la seguridad de los topógrafos, ya que tendrían que navegar en barco o embarcación a través del río para hacer el estudio de la sección transversal y no hay semáforo en el canal para ordenar el tráfico pesado.

Objetivos de la tarea:
-Finalizar un levantamiento hidrográfico con una precisión de 20 cm.
-5 canales por donde van a pasar los ductos
Desafíos:
-El estudio transversal permite ralentizar fácilmente el tráfico pesado e incluso provocar accidentes.
-Imposible inspeccionar la zona poco profunda.
-Alto costo por encuesta periódica de canales
Sistema USV 2.2, una solución ideal para el proyecto
2.2.1 USV iBoat BM1

El vehículo de superficie no tripulado, también conocido como USV, es una solución ideal para que los topógrafos terminen el trabajo a tiempo sin amenazas a su seguridad.

Este USV, llamado iBoat BM1, puede operar durante más de 12 horas continuas. Gracias a la función de piloto automático, que proporciona un levantamiento preciso, se puede optimizar la distancia entre cada línea de levantamiento (con una separación de 10 cm). Además, el barco puede regresar fácilmente y automáticamente cuando se pierde la señal o la batería es insuficiente para el próximo trabajo, según los múltiples puntos de inicio preconfigurados. La transmisión de datos de la cámara en tiempo real permite a los topógrafos en la orilla monitorear el barco.

Este sistema avanzado y autónomo consta del cuerpo del buque, un excelente módulo de ecosonda y un módulo de posicionamiento. Por supuesto, incluye el sistema de comunicación de datos y el sistema de control.

2.2.2 Planificación del proyecto

En primer lugar, se diseñaron los carriles de topografía con imágenes satelitales de Google en el software USV Pilot. El intervalo y la longitud de cada carril transversal se pueden implementar fácilmente. El vehículo de superficie no tripulado (USV) es una solución ideal para que los topógrafos finalicen el trabajo a tiempo sin comprometer su seguridad.

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2.2.3 Piloto automático y control manual

Al comenzar a operar, el USV puede navegar de forma automática o manual, y los usuarios pueden cambiar de modo en tiempo real. En esta tarea de topografía, el USV giró para evitar fácilmente los buques pesados en cuanto el controlador envió la orden de interceptación al modo manual. Su flexibilidad y rapidez garantizan la seguridad y eficiencia de esta embarcación ligera, lo que ofrece un trabajo con menor riesgo que la topografía humana.

2.2.4 Transmisión de datos topográficos en tiempo real

Los datos se transmitirán desde la embarcación al software portátil donde el usuario puede monitorear fácilmente la posición, el rumbo, la profundidad y controlar la configuración de los parámetros del sistema de sondeo en el área del banco seguro.

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2.2.5 Resultado de la encuesta
Los datos se transmitirán desde la embarcación al software portátil donde el usuario puede monitorear fácilmente la posición, el rumbo, la profundidad y controlar la configuración de los parámetros del sistema de sondeo en el área del banco seguro.
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2.2.6 Despliegue y envío de embarcaciones
Los datos se transmitirán desde la embarcación al software portátil donde el usuario puede monitorear fácilmente la posición, el rumbo, la profundidad y controlar la configuración de los parámetros del sistema de sondeo en el área del banco seguro.
3. RÍO LARGO DONDE EL TIEMPO Y LAS AGUAS POCO PROFUNDAS IMPORTABAN
Aunque no es lo suficientemente profundo para transportar grandes barcos, el río Hun, conocido como el "Río Madre", sigue siendo importante para la ciudad de Shenyang, capital de la provincia de Liaoning, debido a su vital recurso para el suministro de agua municipal, que la rodea como un cinturón y la reverdece con parques costeros artificiales. Anual y mensualmente, la Autoridad de Recursos Hídricos de Shenyang debe monitorear el estado hidrográfico estacionalmente para la seguridad civil, el mantenimiento de la zona costera y el estudio del desarrollo sostenible. Sin embargo, esto no se puede implementar mediante un estudio hidrográfico tradicional debido a la existencia de varias presas y la gran cantidad de bancos de arena que se extienden desde el nacimiento del río (un gran embalse) hasta la zona aguas abajo, la ciudad de Shenyang, lo que podría causar graves problemas para la organización, el transporte y la seguridad de las embarcaciones. Por lo tanto, el USV se ha convertido en una solución ideal para el estudio.
Requisito de la tarea:
Para finalizar un levantamiento hidrográfico con intervalo de sección de 20 m
La longitud total del tramo topográfico del río es de 80 km, por lo que el tramo topográfico puede alcanzar los 1000 km.
Terminar el proyecto lo antes posible dentro de un mes.
Con la ayuda del USV iBoat BM1, el trabajo se realizó en 14 días, lo que supone una mejora espectacular en comparación con el método tradicional.
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4. CONCLUSIÓN
El vehículo de superficie no tripulado es una plataforma inteligente que puede ayudar a las personas a finalizar el proyecto de forma segura y rápida, ampliamente utilizado para ríos, canales concurridos, aguas poco profundas, lagos y embalses debido a su diseño de carrocería liviano y resistente y sus sistemas autónomos.
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