¿Qué es una batimetría?

Uno de los conceptos más usados en el mundo de la topografía es el de la batimetría. Por ello hoy vamos a tratar de explicar que es, para que sirve y como se realizan, de una forma sencilla y con el objetivo de que lo pueda comprender no sólo una persona que por ejemplo ejerza como topógrafo, sino en general cualquier persona con un mínimo conocimiento sobre términos o técnicas topográficas.

La batimetría estudia las profundidades marinas y se podría decir que es el equivalente, debajo del agua, a la altimetría. No solo estudia la profundidad de los fondos marinos, sino que también se encarga del estudio de los lagos, ríos y en general de toda la superficie que se encuentra cubierta de agua.

Podríamos definir de forma precisa una batimetría como la ciencia que estudia la topografía de las zonas cubiertas por aguas marinas o continentales.

Aunque el trabajo batimétrico en sí trata de representar la forma y profundidad de las zonas cubiertas por agua, su campo de actuación es muy amplio, y algunos proyectos de aplicación pueden ser;

• Cartas de navegación
• Investigación para hidrocarburos
• Puertos marinos
• Embalses
• Cuencas de ríos
• Zonas de inundación
• Zonas de pesca
• Proyectos de energía hidráulica
• Dragados
• Drenajes

Métodos batimétricos

Las primeras técnicas utilizadas para llevar a cabo una batimetría se basaban en medir mediante un peso unido a un cable o cuerda graduada (sonda) la profundidad que tenia el fondo marino en un punto determinado y situando ese punto de medida sobre la superficie del mar utilizando puntos de referencia en tierra. Evidentemente este método de medir la profundidad quedó rápidamente en desuso por la lentitud del trabajo, las limitaciones que existían a la hora de medir grandes profundidades y la imprecisión en la verticalidad de la sonda provocada por ejemplo por las corrientes y otros muchos factores.

Hoy en día para realizar una batimetría se emplea un sonar, también denominado ecosonda, montado en un buque para medir las profundidades. El concepto se basa en la transmisión del ruido a través del agua; si conocemos la velocidad en el medio, podemos emitir un ruido y calcular la distancia a un objeto midiendo el tiempo que tarda en rebotar en el objeto y ser recibido de nuevo.

La celeridad del ruido en el agua depende principalmente de tres factores;

• Temperatura
• Salinidad
• Presión

Los tres varían en el recorrido de la onda de ruido, por lo que se han obtenido diferentes fórmulas empíricas que nos relacionan la celeridad con la temperatura, la profundidad (presión) y la salinidad.

Los sonar modernos utilizan ultrasonidos que son imperceptibles para el oído humano. Además estos sonar o ecosondas pueden ser activos o pasivos. Los activos emiten un ruido mediante un emisor y reciben el eco producido al rebotar sobre el objeto. En cambio el pasivo se limita a escuchar el sonido que proviene de los objetos que están sumergidos. Son los que activos los que tienen aplicación en batimetría, descartando el uso de los pasivos.

Tipos de sonar

A continuación os mostramos los principales tipos de sonar que existen y que se usan en la actualidad para realizar una batimetría;

Monohaz

Este tipo de sonar emite un único haz acústico y es el que se utilizó hasta principios de los años sesenta. Dado que solo emite un haz acústico, abarca una zona muy pequeña del fondo y se necesita de mucho tiempo para poder estudiar una zona amplia. Hoy en día su uso es muy limitado y tan solo se puede ver en casos muy determinados y especiales.

Multihaz

En este tipo de sonar nos encontramos con la misión de varios haces acústicos simultáneos, en distintas direcciones formando un abanico que barre el fondo marino y permitiendo el estudio de zonas muy amplias.

Las frecuencias a las que trabajan las ecosondas multihaz depende de la profundidad en la que se quiera operar. Por norma general a mayor profundidad menor será la frecuencia emitida.

Laterales (Side Scan Sonar)

Se basa en una sonda que emite lateralmente ecos en una banda de anchura constante, que se desplaza con el avance del barco. La emisión de este eco caracteriza las irregularidades del terreno permitiendo crear una batimetría de precisión. La imagen obtenida nos da una visión muy fiel de como es el fondo marino.

Mediante las sondas laterales también se miden la reflectividad del fondo, permitiendo conocer la textura o tipo de roca midiendo la relación entre la energía emitida y la devuelta.

La construcción conjunta de sonar de barrido lateral y multihaz favorece la interpretación, dado que permite identificar si los cambios en la reflectividad del fondo son debidos a variaciones de relieve o de textura. Las sondas laterales por normal general van sumergidas y arrastradas por un barco, evitando de esta forma que se le transmitan los movimientos de la nave.

¿Qué es una carta batimétrica?

Una vez conocida la definición de batimetría, debemos de pararnos en conocer que es una carta batimétrica, otro de los conceptos fundamentales para entender que es una batimetría.

Una carta batimétrica representa en un plano la forma que tiene el fondo cubierto de agua. Para ello se apoya en líneas que tienen la misma profundidad y a las cuales se la denomina isobatas. Estas serían las equivalentes a las líneas de nivel en altimetría.

Aunque el trabajo batimétrico se usa para representar la forma y profundidad de las zonas que se encuentran cubiertas por agua, su campo de actuación es bastante más amplio. Algunas de las aplicaciones de las batimetrías son las cartas de navegación, investigación de puertos marinos, embalsas, cuencas de ríos, zonas de inundación, proyectos relacionados con la energía hidráulica y otras muchas más aplicaciones relacionadas, claro está con el agua.

Como se realiza una batimetría

Para realizar una batimetría o estudio batimétrico, al igual que para realizar un levantamiento topográfico convencional sobre la superficie terrestre el primer paso para realizar una batimetría será la de hallar las coordenadas (X,Y,Z) con lo que podremos saber la forma del fondo marina y plasmarlo sobre un mapa en el que también podríamos ver por ejemplo las anomalías que pueda tener esta superficie cubierta de agua.

Las batimetrías tienen su origen hace cientos de años cuando los egipcios arrojaban al fondo piedras atadas a una cuerda para comprobar la profundidad existente. Hoy en día la topografía es algo muy exacto y este tipo de levantamientos se realizan mediante el uso del sistema de posicionamiento global (GPS) y técnicas sónicas que nos ofrecen una precisión excelente.

Hoy en día existen métodos muchos más preciosos y que ya hemos visto para los que se utiliza un SONAR, también llamado ECOSONDA, montado en un barco, lo cual nos permite realizar mediciones exactas de las profundidades. Explicado de forma un poco más detallada, este método se basa en la transmisión del ruido a través del agua. Conociendo la velocidad en el medio, es decir el agua, podemos emitir un ruido para después calcular la distancia a un objeto midiendo el tiempo que este tarda en rebotar en el objeto, situado en las profundidades, y ser recibido de nuevo en la superficie.

Entre las piedras de los egipcios y el sonar han existido muchas formas de llevar a cabo batimetrías, pero hoy en día salvo casos muy excepcionales no tienen demasiado sentido. En la actualidad existen los siguientes métodos de batimetría; batimetría fotogramétrica, batimetría por procedimientos fotográficos, batimetría mediante Láser y batimetría mediante Teledetección.

Batimetría mediante satélites

El uso de los satélites en estudios batimétricos se basa en el estudio y medición del geoide. Este es la superficie de igual potencial gravitatorio que representa la superficie del mar en ausencia de mareas, corrientes y vientos. Mediante la medida de la posición altimétrica de la superficie del mar podemos obtener la forma y profundidad que tiene el fondo interpretando las diferencias de alturas relativas.

Debido a la atracción de masas, si el fondo del mar está a una misma profundidad y en una zona en concreto hay una montaña sumergida, esta masa influirá sobre el agua que la rodea atrayéndola hacia sí, de tal forma que en el la superficie del agua se ve representada por una zona más hundida donde está la montaña. Resumiendo, las diferencias de altura de la superficie del mar en reposo, nos dan información de la profundidad de este. Por ejemplo, una diferencia de profundidad de 2 kilómetros puede representar del orden de 3 metros de diferencia de la altura del mar.

Esta herramienta es de mucha utilidad, ya que la diferencia de alturas de la superficie del mar se puede llegar a medir con un margen de error de 3 centímetros y que la información de los satélites puede unirse a las batimetrías desde barcos para su interpretación conjunta.

El satélite GEOSAT midió en los años 1985 y 1986 las diferencias de altura de la superficie del mar, aunque con una muy baja resolución. El satélite ERS1 de la Agencia Espacial Europea midió también con fines batimétricos la superficie del mar durante los años 1994 y 1995.

En la actualidad existen bases de datos gratuitas que proporcionan información batimétrica procesada y filtrada de cualquier parte del mundo uniendo la información recogida por satélites con otros que se han obtenido desde barcos.

¿Has entendido y comprendido que es una batimetría?, recuerda que puedes preguntarnos cualquier duda que te haya podido quedar.