Embed Size (px)
DESCRIPTION
analisis batimetrico
Citation preview
ANÁLISIS BATIMÉTRICO DEL CANAL DEL DIQUE Y DEL RÍO MAGDALENA, AGUAS ABAJO DE LA POBLACIÓN DE CALAMAR.
David Herrera Rodríguez, Cristian Pineda Cortes, Julián Parada Bejarano,
Carlos Ortiz Oliveros, Andrés Moreno Bello.
UNIVERSIDAD DE LA SALLÉ
RESUMEN: La Hidrografía, como ciencia, presupone el arte de la representación
cartográfica de las profundidades marinas. Durante los procesos de confección de
las cartas, genéricamente hablando, se realiza un conjunto de trabajos entre los
que se incluyen las mediciones y trabajos de levantamiento de los objetos y
características del terreno para su posterior representación. El presente
documento está dirigido a analizar e interpretar las mediciones y trabajos de
levantamiento de las profundidades que caracterizan el fondo de marino o en este
caso el canal del dique para posteriormente representarlo gráficamente.
En el siguiente documento se dará a conocer el análisis batimétrico, es decir un
estudio de las profundidades del canal del dique que se encuentra ubicado en a lo
largo del rio magdalena, uno de los ríos más caudalosos del mundo, el cual sirve
como barrera de protección para todas las zonas habitadas que cruza el rio
Magdalena, el cual presenta un riesgo inminente de desborde de su cauce en
épocas de lluvias, y que en caso de que sucediera, como ya ha ocurrido en varias
ocasiones, causaría grandes pérdidas materiales, como cosechas, casas y demás,
así como también pérdidas de vidas humanas, de igual forma animales por la alta
presencia de ganadería en la zona, por esta razón, la pérdida económica seria
casi incalculable.
Palabras claves: batimetría, profundidad, puntos de muestreo o de medición,
canal del dique y sedimentos
INTRODUCCIÓN
La población de Calamar cuenta con dos arterias fluviales: el río Grande del
Magdalena y el canal del Dique. Por medio del río Magdalena se establece
contacto con los departamentos del Magdalena y del Atlántico, con poblaciones
como Cerro de San Antonio, Pedraza, Concordia, Puerto Niño, Suan, Campo de la
Cruz, Santa Lucía, la bahía de Cartagena y el puerto de Barranquilla. Hacen parte
del sistema hídrico las corrientes, ciénagas y humedales que corresponden a la
cuenca del río Grande de la Magdalena y el canal del Dique y sus cuerpos de
aguas de influencia, que irrigan sectores apreciables de su parte este y norte.
(aremca)
El canal del Dique se considera una subregión de la Costa Caribe, con una gran
influencia sobre los recursos naturales y actividades económicas, comprendidas
desde la pesca, hasta el abastecimiento de agua a acueductos regionales,
además de ser parte del distrito de riego. (Vélez, 2013)
La finalidad del Dique fue desde un principio prestar un servicio de amortiguación
del flujo del canal, siendo a su vez un complejo de humedales, que provee la
característica básica de poseer suelos inundables con una considerable cantidad
de vegetación acuática, y variedad de especies terrestres y piscícolas. (Aguilera
Díaz, 2006)
El río Magdalena presenta dos características muy particulares, las cuales han
generado una serie de inconvenientes a lo largo del tiempo, en su desembocadura
en Bocas de Ceniza; una de ellas hace referencia al fuerte caudal y la otra a la alta
acumulación de sedimentos. En cuanto a la acumulación de sedimentaciones que
el río presenta, se encuentra que el transporte total de sedimentos llega a 200
millones ton/año, lo cual al relacionarlo con el caudal del río se obtiene que el
Magdalena arrastra en promedio 0,9 km de sedimentos por cada metro cúbico de
agua, lo que ubica al río como el octavo del mundo en mayor transporte de
sedimentos. La gran presencia de sedimentos es la razón por la que se presentan
la mayoría de los problemas de navegación, dado que la acumulación de estos
residuos reduce el calado del río en ciertos puntos obstruyendo el paso de
embarcaciones, y en algunos casos, interfiriendo en el funcionamiento regular del
canal de acceso al puerto de Barranquilla. (Cormagdalena, 2002)
La batimetría es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar
cómo es el fondo del mar. Tres aspectos son importantes en estas medidas:
• Profundidad
• Posición
• Reflectividad
Las dos primeras permitirán trazar un plano de isobaras mientras que la tercera
nos informará de la composición del mismo, (algas, barros, arenas, piedras etc)
siendo esta característica especialmente útil en operaciones de búsqueda de
barcos hundidos, yacimientos petrolíferos, etc. Para ello se aprovecha la retro
dispersión acústica o backscatter, que consiste en el análisis de la energía (o
intensidad) sonora que es devuelta al receptor y comparada con la energía
emitida. Así se puede estimar fácilmente de que clase son los materiales que
conforman el fondo en función de la absorción sonora que tengan. (Sandwell)
En topografía se entiende por batimetría el levantamiento del relieve de superficies
subacuáticas; levantamientos del fondo de mar, del fondo de cursos de agua, de
embalses etc. Estos trabajos son denominados también topografía hidrográfica, la
labor del topógrafo consiste en realizar el levantamiento de los fondos, como si de
un terreno seco se tratase. Al igual que en levantamientos convencionales, en las
batimetrías la finalidad será la obtención de las coordenadas (x,y,z) de todos estos
puntos. La parte más compleja y que caracteriza a los diversos métodos de
levantamientos batimétricos es la determinación de la profundidad. Esta tarea se
denomina operación de sondeo o sondar. La profundidad de un punto se obtendrá
midiendo la distancia vertical entre el nivel del agua y la superficie del fondo. Para
poder obtener la verdadera cota del punto levantado se deben tener en cuenta una
serie de correcciones entre las que se incluye la corrección por marea, ya que las
mareas son las variaciones periódicas en la altura del cuerpo de agua. (Farjas)
Para los cuerpos de agua, se deben establecer recorridos sinusoidales con
espaciamientos promedio entre 20 y 200 metros dependiendo de la extensión del
cuerpo de agua. Asegurando por lo menos 10 secciones. (IDEAM, 2000)
Para los tramos de ríos principales se debe proveer múltiples recorridos de orilla a
orilla (mínimo 4 por cada sección) de esta manera poder obtener un perfil
promedio. En este caso el espaciamiento promedio de las secciones es mínimo de
100 metros. Esto debe ajustarse para tramos con curvas donde se recomienda un
espaciamiento menor y para tramos rectos donde puede ser hasta de 200 metros.
Se debe incluir un alineamiento en planta georreferenciado según Magda Sirgas
para la localización de las secciones con abcisado en km. Las secciones deberán
tener valores en elevación mínimo cada 0.50 m o menor según especificación de
equipos. Se deben incluir puntos de referencia de verificación que deben estar
previstos en la planeación, las especificaciones de cada punto geodésico de
amarre de la red Magna Sirgas, debe ser solicitada al Instituto Geográfico Agustín
Codazzi (IGAC), con esta información se deben amarrar todos los datos
levantados en campo a cotas reales sobre el nivel del mar que sirvan de referencia
para validar tanto la cota del nivel de agua del cuerpo de agua como puntos
relevantes de interés, edificaciones cercanas al cuerpo de agua que puedan
referirse para validar puntos de inundación. (IDEAM, 2000)
MATERIALES Y MÉTODOS
MÉTODOS
Bisección
En tierra se estacionan dos teodolitos sobre dos puntos de coordenadas
conocidas y se orientan los equipos visando a puntos también conocidos, por
intersección directa simple se determina la posición del punto visado en la
embarcación. El instante de toma de datos de los tres operadores (profundidad del
operador en el barco, y los datos angulares de los operadores en tierra) han de ser
simultaneo. Antiguamente se utilizaba la brújula topográfica desde puntos
terrestre, con observaciones angulares.
Radiobalizadas
Consiste en la medición de distancias entre el buque y dos puntos de coordenadas
conocidas, por medio de ondas electromagnéticas comparando diferencias de fase
o de tiempos. Este método tiene un alcance de 1200 Km con ondas de 80 Km con
microondas. (Farjas)
Sondas eléctricas
Se usa un cilindro vertical lleno de mercurio hasta cierta altura, va sujeto a una
cuerda que contiene tejido un doble conductor flexible y asilado, los dos extremos
de los hilos son los reóforos de una pila que se halla en el buque y terminan en
una caja cilíndrica, en el circuito cerca a la pila va a un timbre, el cilindro se halla
completamente cerrado. Mientras desciende el escandallo, el mercurio ocupa la
parte baja del cilindro, no hay contacto y el circuito está abierto, pero en el
momento en que el cilindro ha tocado fondo se inclina y el mercurio cubre los
reóforos los une eléctricamente y cierra el circuito haciendo sonar el timbré, lo cual
pone en movimiento a un contador que señala la profundidad. (Copyright)
MÉTODO SELECCIONADO DE ESTUDIO
Sondas acústicas
El principio fundamental consiste simplemente en registrar el tiempo que
transcurre desde que un impulso sonoro es emitido desde el bote y recogido
nuevamente en el, tras reflejar en el fondo del cuerpo de agua, se basa en el
principio de que todo sonido producido cerca de la superficie del agua se refleja en
el fondo y vuelve a la superficie como un eco. Como la velocidad del sonido en el
agua es conocida, el problema se reduce a medir el tiempo empleado en el doble
recorrido.
Los sondadores acústicos constan en esencia de las siguientes partes:
Aparato registrador, que a la vez es el órgano de control de todo el
instrumento
Generador de alta tensión que a su vez tiene un condensador cuya
descarga actúa sobre el transmisor de la onda sonora
Transmisor
Receptor, recibe la onda reflejada en el fondo del mar que después de ser
amplificada por medio del amplificador se registra gráficamente en el
aparato registrador
Amplificador
Aparato registrador
Este método es importante ya que ayuda a facilitar los siguientes procesos:
Caracterizar las velocidades y direcciones de corrientes marinas, en ríos y
lagos respecto de profundidad.
Generar perfiles de velocidad y dirección de las corrientes respecto de la
profundidad.
Mapear la circulación de corrientes de agua.
Estimar el nivel del mar y alturas significantes de olas.
EQUIPOS
ADCP perfilador acústico
Es un perfilador de corrientes y de oleaje; instrumento capaz de obtener
información del perfil de corrientes por capas de 1 metro, desde una profundidad
de 25 metros hasta la superficie. Su principio de funcionamiento es el efecto
Doppler, mediante el cual mide la velocidad de la corriente por la transmisión de
un pulso corto de sonido, escuchando su eco y midiendo el cambio en la
frecuencia del eco. Su sistema está conformado por 4 haces acústicos de
frecuencia 1 MHz (uno vertical y 3 inclinados 25°) como se observa en la
ilustración 1. Es un instrumento pequeño y robusto, diseñado para medir largos
períodos en condiciones duras de oleaje y corrientes. Tiene capacidad de
almacenamiento interno de 2 MB ampliable y su alimentación es entrada de 9-16
voltios.
Ilustración 1 ADCP perfilador acústico
Fuente: IDEAM
RESULTADOS
El estudio realizado por Cormagdalena, se realizo en tres puntos distintos en el
cual se realizaron batimetrías con el ADCP perfilador acústico, con el cual se pudo
realizar un perfil topográfico del rio, obteniendo también velocidades y pudiendo
determinar caudales en cada una de las secciones, donde se trabaja la sección 4
a la altura de la población del Calamar, y las secciones 5 y 6 aguas debajo de la
población del Calamar como se observa en la ilustración 2.
Ilustración 2 ubicación de puntos de muestreo o de secciones
Fuente:(Cormagdalena, cormagdalena)
La ilustración 3 nos muestra la escala por colores por al cual están determinadas
las velocidades tomadas por el equipo ADCP perfilador acústico, el cual están
representadas en cada unas de las secciones trabajadas.
Ilustración 3 escala de velocidades
Fuente:(Cormagdalena, cormagdalena)
La sección 4 a la altura de la población del Calamar, se encuentra una batimetría
con una mayor profundidad en el medio del cauce de aproximadamente 12,5 m y
mayores velocidades en el mismo punto como lo muestra la ilustración 4. Por
donde según el estudio fluye el 91 % de agua del total de rio.
Ilustración 4 batimetría sección 4
Fuente:(Cormagdalena, cormagdalena)
La sección 5 que sigue aguas abajo del rio Magdalena, muestra mayor
profundidad en el lado izquierdo del rio con 12,5 m y una acumulación
representativa de sedimentos o perdida de profundidad en el medio, reduciendo
velocidades en este tramo como se ve en la ilustración 5. Por donde transcurre el
94% de agua del rio.
Ilustración 5 batimetría sección 5
Fuente:(Cormagdalena, cormagdalena)
La sección 6 que es aguas debajo de la población del Calamar, que fluye por el
canal del dique por donde va un 6% del agua, pierde significativamente
profundidades y velocidades como lo muestra la ilustración 6.
Ilustración 6 batimetría sección 6
Fuente:(Cormagdalena, cormagdalena)
DISCUSIÓN
Como se puede observar en las tres secciones que se relacionaron en el estudio
batimétrico se puede observar una relación directa entre la profundidad y la
velocidad que lleva el rio, a su vez una relación entre la velocidad del rio y el
arrastre y asentamiento de sedimentos que lleva el rio, en este orden de ideas se
logra observar en la sección 4 de estudio que es donde se encuentra la mayor
profundidad del rio según el estudio y una mayor velocidad, logrando comprender
que al tener una mayor velocidad de flujo en esta sección se lograra un menor
asentamiento de sedimentos ya que la velocidad ayuda a realizar un arrastre de
estos sedimentos y no deja que se asienten en esta zona, esto es benéfico para la
población ya que las embarcaciones que crucen o lleguen a esta zona no tendrán
interferencias a la hora de la navegación fluvial en el rio, sin embargo se puede
comprender que el desgaste del lecho en los bordes del rio es fuerte, debido a que
las velocidades en los bordes son muy altas gracias a la profundidad que tienen.
En este orden de ideas si observamos en la sección 5 en el cual el ancho del rio
ha aumentado, se logró observar que la velocidad en este tramo del rio ha
disminuido y consecuentemente se disminuyó la profundidad del mismo, esto se
debe a que el arrastre de los sedimentos que trae el rio se asentaron en esta zona
debido a la disminución de la velocidad lo cual a ocasionado que la profundidad en
el centro del rio se reduzca y por lo tanto la viabilidad de navegación en la zona
sea perjudicada adicionalmente a esto se logra observar que al tener velocidades
de flujo del agua pequeñas con relación a la sección 4 el desgaste del lecho en los
bordes del rio es menor.
Siguiendo con la sección 6 el cual es el canal del dique es comprensible que tenga
un caudal mayor a las otras dos secciones debido a su ancho tan pequeño, sin
embargo al tener un flujo de agua menor al 6% los sedimentos que vienen de la
sección 4 comienzan a asentarse en esta zona debido a que no se logra aumentar
la velocidad lo suficiente como para que el arrastre de sedimentos sea mayor en
este punto y así se logre aumentar la profundidad del canal para mejorar la
navegabilidad del mismo, por lo tanto teniendo en cuenta estas velocidades
pequeñas y una pequeña profundidad a comparación de las otras dos secciones
se logra comprender que el desgaste del lecho en esta zona sea menor en
comparación de la sección 4 y 5.
CONCLUSIONES
La precisión de los trabajos de batimetría tiene una gran trascendencia cuando se
logra aplicar la metodología apropiada y la manipulación correcta de los equipos, a
través de la técnica correcta y un seguimiento a los niveles de error.
La ejecución de trabajos batimétricos puede abordarse en estos momentos
mediante una gran variedad de métodos. Los sistemas de adquisición de datos y,
en consecuencia, los métodos de trabajo, han registrado recientemente
importantes cambios, sobre todo derivados de cuanto se refiere al equipamiento
electrónico. En función de los objetivos perseguidos, determinados sistemas
resultan más adecuados, sobre todo por cuanto la precisión y fiabilidad requeridas
varían de unos a otros. La evolución y desarrollo del equipamiento electrónico está
llevando a la integración de equipos, con la consiguiente simplificación de
operaciones y reducción de costes económicos.
Los perfiles batimétricos son fundamentales en el estudio de cuerpos de agua en
especial por que la profundidad en un punto es una variable mucho más difícil de
medir, ya que está sujeta a la existencia de irregularidades, particularidades de la
medición, variaciones del nivel del mar, etc. Para batimetrías de precisión, a fin de
evitar algunos de los problemas en la medición de la profundidad, se recurre a los
métodos con nivelación trigonométrica. Las batimetrías mediante sensores
remotos se han desarrollado a gran velocidad y han alcanzado niveles de
precisión comparables a los anteriores.
El equipo ADCP utilizado por Cormagdalena resulto ser el más apropiado para
determinar el perfil batimétrico del rio Magdalena, aguas debajo de la población de
calamar y en el canal del Dique, hallando así las velocidades y caudales de cada
una de las secciones, determinando las características de cada una de las
secciones, dando así a la sección numero 4 la mayor profundidad, a la sección
numero 5 la de menor velocidad y la sección numero 6 la de mayor caudal. Estas
características es posible determinarlas, debido a la precisión y buena
manipulación y utilización del equipo acústico.
BIBLIOGRAFÍA
Aguilera Díaz, M. (2006). EL CANAL DEL DIQUE Y SU SUBREGION: UNA
ECONOMÍA BASADA EN LA RIQUEZA HIDRICA. Banco de la republica.
aremca. (s.f.). asociacion regional de municpios del caribe . Recuperado el 10 de
octubre de 2014, de http://www.aremca.gov.co/bolivar/calamar
Copyright, H. (s.f.). hercules control. Recuperado el 11 de octubre de 2014, de
http://www.herculescontrol.com/index.php?option=com_content&view=article&id=6
5&Itemid=8
Cormagdalena. (s.f.). cormagdalena. Recuperado el 11 de octubre de 2014, de
http://www.cormagdalena.com.co/idehacor/indes.jsp?sector=4
Cormagdalena. (2002). Documento Final de Síntesis de Caracterización de la
Cuenca del Rio Grande de la Magdalena.
Farjas, M. L. (s.f.). Universidad Politécnica de Madrid. Recuperado el 11 de
octubre de 2014, de http://ocw.upm.es/ingenieria-cartografica-geodesica-y-
fotogrametria/topografia-i/Teoria_Batimetria_Tema_13.pdf
IDEAM. (2000). especificaciones batimetricas .
Sandwell, D. D. (s.f.). shoa. Recuperado el 11 de octubre de 2014, de
http://www.shoa.cl/n_cendhoc/base_datos/hidro/index.htm
Vélez, J. V. (2013). El Canal del Dique. Historia de un desastre ambiental. bogota:
El Áncora Editores.
![La discusion salarial_en_la_argentina_actual_definitivo_050313[1]](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/559874bc1a28ab48478b46ef/la-discusion-salarialenlaargentinaactualdefinitivo0503131.jpg)
