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La hidrometría es la ciencia que mide los niveles de agua, los caudales y el flujo en ríos, lagos, arroyos y otros cuerpos de agua.
Sensores especializados como el radar de penetración terrestre, la ecosonda y el radar Doppler permiten recopilar datos precisos sobre la cantidad y el movimiento del agua. Esta información facilita la toma de decisiones informadas para la gestión de recursos hídricos, la predicción de inundaciones, la planificación del riego y la realización de estudios ambientales.
Los métodos tradicionales de hidrometría fluvial dependen de estaciones de medición fijas equipadas con herramientas como limnímetros o correntímetros mecánicos. Aunque estas estaciones proporcionan datos precisos a largo plazo, su instalación y mantenimiento son costosos y se limitan a lugares con infraestructura existente, como puentes o presas. Incluso las herramientas modernas, como los perfiladores de corriente acústicos Doppler (ADCP), que utilizan ondas sonoras para medir el flujo de agua, requieren operadores capacitados, embarcaciones y condiciones favorables para funcionar correctamente. Esto dificulta la recolección rápida de datos en áreas remotas o de difícil acceso.
Las soluciones de drones hidrométricos de SPH permiten realizar estudios hidrométricos con rapidez, incluso en cuerpos de agua extensos o de difícil acceso en ubicaciones remotas.
Te explicaremos cómo implementar una solución de hidrometría basada en drones para tu proyecto
En un levantamiento de elevación de la superficie del agua (WSE) con drones, un dron equipado con GPS RTK vuela a lo largo del eje central del río. El sensor de nivel de agua montado en el dron mide la distancia a la superficie del agua. A partir de estos datos recopilados, se puede extraer el perfil de elevación de la superficie del agua. La altura de vuelo típica para este levantamiento es de unos 35 metros.
Geolux LX-80 montado en un estabilizador de 3 ejes
Limnímetros / transductores de presión, levantamientos en embarcación con RTK-GPS. Medidores de nivel de agua por radar estacionarios.
Datos brutos del sensor de radar, datos GNSS del dron y de la estación base (para levantamientos en modo PPK).
Resolución espacial <1 m a lo largo del eje central del río con una precisión de 3 cm o superior.
1,5 - 4,5 km/hora.
Mayor facilidad para acceder a zonas remotas o de difícil acceso.
Predicción y gestión de inundaciones, planificación de riego, gestión de recursos hídricos.
Archivo CSV con datos de elevación de la superficie del agua a lo largo del encadenamiento de un río.
Los levantamientos de elevación del lecho fluvial constan de dos partes: el mapeo de la parte seca del río mediante LiDAR y el mapeo de la parte sumergida mediante GPR o ecosonda (dependiendo de las condiciones, uno u otro puede ser más adecuado).
Los métodos tradicionales implican desplegar equipos a ambos lados del río y mover un sensor batimétrico de un lado a otro, o realizar estudios mediante embarcaciones, lo cual suele ser impreciso, costoso o inviable en ríos poco profundos.
Nube de puntos LiDAR, datos de GPR/ecosonda, datos GNSS del dron y de la estación base (para estudios en modo PPK)
10 cm o mejor
Menor costo en comparación con los estudios tripulados. Despliegue rápido en campo, incluso en zonas de difícil acceso y ríos poco profundos.
Creación de modelos hidráulicos para la previsión de inundaciones y la planificación de infraestructuras. Insumo para el monitoreo del caudal de los ríos.
Conjunto de datos combinado con mediciones de LiDAR y GPR/ecosonda
El estudio aéreo de la velocidad del río requiere cubrir cada sección transversal seleccionada siguiendo una trayectoria de vuelo planificada con un desplazamiento aguas arriba de dicha sección. El método de estudio consiste en mantener el vuelo estacionario cada dos metros durante al menos 20 segundos con el radar Doppler orientado hacia la sección transversal.
Vadeo manual a través del agua utilizando sondas/sensores o levantamientos en embarcaciones. Sensores de radar Doppler estacionarios desplegados en puentes o estaciones de monitoreo. También existe un nuevo método: la velocimetría visual, pero depende del seguimiento de trazadores visibles o patrones superficiales en grabaciones de video. Está limitado por la mala iluminación, el resplandor de la superficie y la falta de elementos rastreables en el agua.
10 cm/s o mejor
0,75-1,5 secciones transversales por hora
Funciona incluso sin elementos rastreables en la superficie del agua, no requiere iluminación ni estabilización de video y permite procesar estimaciones de velocidad en tiempo real (se requiere posprocesamiento para el informe preciso de datos).
Creación de modelos hidráulicos para la previsión de inundaciones y la planificación de infraestructuras. Insumo para el monitoreo del caudal fluvial.
Radargrama Doppler procesado de una sección transversal.
Al combinar los resultados de los métodos hidrométricos SPH anteriores, que permiten calcular la elevación de la superficie del agua, la elevación del lecho del río y la velocimetría fluvial, es posible calcular el caudal del río en metros cúbicos por segundo.
La medición manual implica medir simultáneamente la velocidad del flujo y la profundidad en múltiples puntos a lo largo de la sección transversal del río. Se requieren de 20 a 25 verticales por sección transversal. Alternativamente, se puede utilizar el perfilado de corriente Doppler acústico o la dilución de trazadores. Sin embargo, estos métodos requieren contacto con el agua.
Durante flujos extremos e inundaciones, puede resultar imposible, peligroso o muy lento medir las secciones transversales de los ríos.
Se espera que las mediciones aéreas del caudal de los ríos sean un 15% menos precisas, pero generalmente son más seguras y el margen de error disminuye en ríos más grandes.
Elevación de la superficie del agua, tamaño del lecho del río y puntos de velocimetría superficial.
15%
0,75-1,5 secciones transversales por hora
Los métodos no tripulados permiten realizar estimaciones del caudal de los ríos sin contacto, lo que permite llevarlas a cabo incluso en circunstancias extremas, como inundaciones o corrientes rápidas.
El monitoreo del caudal de los ríos se utiliza para la gestión de los recursos hídricos, la previsión y la evaluación del riesgo de inundaciones.
Tabla CSV con identificadores de sección transversal y estimaciones de caudal.
SPH Engineering forma parte del consorcio UAWOS, financiado por Horizonte Europa. El proyecto UAWOS (Sistema de Observación de Agua Aerotransportado no Tripulado) desarrolla tecnologías aéreas y sin contacto que permiten estudiar eventos hidrológicos en zonas remotas, de difícil acceso y en ríos con poca monitorización.
Descubra el proyecto UAWOS »»»
