El Ruido en la Ecosonda · Parte I
El siguiente artículo tiene como objetivo definir qué es el ruido en una ecosonda, diferenciar los orígenes del ruido, luego se propondrán una serie de pasos para mitigar o atenuar el ruido y, por último, comentamos cuáles son las herramientas para lidiar con la información no deseada en pantalla.
Compartimos con ustedes la parte uno esta serie artículos que realizamos a fin de unificar conceptos y mejorar la experiencia del capitán de pesca.
La ecosonda es un instrumento acústico de muy alta sensibilidad. Emite pulsos de ultrasonido, que viajan por el agua y rebotan contra distintos objetos en su camino, produciendo ecos, los cuales luego de regresar hacia la superficie, son recibidos y procesados, para ser transformados en imágenes en pantalla. Una ecosonda está diseñada para detectar ecos de muy baja intensidad.
Sucede que durante este proceso existen diferentes fenómenos físicos que pueden provocar efectos indeseados sobre la información que la ecosonda muestra en pantalla. La pantalla puede “ensuciarse” con ruido o información que no deseamos.
Para los efectos de este artículo llamaremos ruido a todo evento físico que produce una consecuencia acústica no deseada en nuestra ecosonda. El ruido puede, no solamente agregar información indeseada, sino también alterar los ecos detectados, induciendo a error en la interpretación o medición de los ecos.
A) El origen del ruido:
Los ruidos pueden tener diversos orígenes:
– La naturaleza:
o Lluvia: suele provocar la aparición de burbuja a profundidades cercanas a la superficie.
o Eventos volcánicos o sísmicos: pueden provocar ondas sonoras que se transmiten bajo el agua y son recibidas por el transductor, si se encuentran en el rango de frecuencias de operación.
o Oleaje: provoca turbulencia y aparición de burbujas de aire.
o Animales: emiten ondas acústicas, como por ejemplo los cetáceos, las cuales pueden interferir con el equipo.
o Algas y plancton: las algas y el plancton en altas concentraciones pueden causar un efecto indeseado en la pantalla obstaculizando la visualización de los ecos deseados, por lo general, peces.
o Hielo: al romperse o colisionar con el casco de la embarcación, provoca ondas sonoras muchas veces detectables por el equipo.
– La embarcación (la propia u otra cercana):
o Ruido de vibración: puede ser provocado por la hélice al girar, la actividad de motores o la línea de eje que se transmite al casco y luego al agua en forma de ondas sonoras, las cuales son recibidas por el transductor de la ecosonda.
o Ruido de flujo o desplazamiento: provocado por el flujo de agua que desplaza el casco de la embarcación, la cual causa la aparición de burbujas de aire que interrumpen la correcta transmisión del sonido causando cortes abruptos en la imagen.
o Ruido eléctrico: es el causado por la emisión de ondas electromagnéticas provenientes de distintos dispositivos eléctricos de a bordo. Mientras que los ruidos por vibración o flujo ingresan al equipo en forma de ondas sonoras captadas por el transductor, los eléctricos se inducen sobre los cables (de transductor, de alimentación, de red, etc.) o bien directamente sobre el equipo. Suelen ser frecuentes los ruidos generados por cargadores de baterías, convertidores, luces de led o motores eléctricos diversos. El ruido eléctrico también puede ser autogenerado por la propia ecosonda, ya que la misma electrónica del equipo por efecto de cambios térmicos en los componentes, puede producir ruidos que se inducen directamente en el receptor.
– Interferencia de otros instrumentos acústicos:
La transmisión de otros elementos acústicos puede producir interferencias en la recepción de ecos en nuestra ecosonda. Pueden ser causa de estas interferencias equipos tales como:
o Otras ecosondas
o Sonares
o Perfiladores Acústicos de Corrientes Doppler (ADCP)
o Correderas doppler
B) La solución para el problema del ruido:
Cuando la ecosonda presenta ruido en pantalla, el usuario intenta suprimirlo, muchas veces echando mano del control de ganancia, clutter (herramienta de supresión por color) o los diversos filtros inteligentes de post proceso con los que cuentan los equipos modernos. Sucede que en este proceso no solo se elimina o mitiga el ruido, sino que también se disminuye las chances de detectar ecos que se encuentren en el mismo nivel del ruido suprimido. Si el ruido es de muy bajo nivel y no afecta de manera significativa el normal uso del equipo, tal vez estará bien suprimirlo o filtrarlo. Algunas veces sucede que esto último no es suficiente y debemos atacar las causas que lo generan.
Las causas o fuentes de ruido en una ecosonda suelen ser múltiples y diversas, como hemos visto antes en este artículo. Siempre que sea posible, la mejor estrategia para lidiar con el ruido es atacar sus múltiples causas antes que sus consecuencias.
Para solucionar problemas de ruido, recomendamos seguir esta lista:
1) Verificar que la instalación del equipo se ajuste a los parámetros aconsejados por el fabricante. Se debe tener en cuenta, por ejemplo:
a. La correcta colocación del transductor en el casco.
b. El pasaje del cable de transductor por una tubería individual y aislada de cables eléctricos, conservando en todo momento el apantallado del cable íntegro.
c. La correcta conexión de las masas.
d. La correcta elección del suministro eléctrico del equipo.
e. La ubicación de la unidad transmisora/receptora lejos de elementos eléctricos.
f. Una correcta instalación involucra, de ser posible, la sincronización del equipo instalado con el resto de los instrumentos acústicos a bordo, a los efectos de eliminar posibles interferencias.
Si la instalación no es la correcta, debemos adecuar la misma como primer paso para eliminar la mayor cantidad de fuentes de ruido posibles.
2) Si la instalación es correcta y el ruido persiste, se debe realizar una búsqueda exhaustiva para determinar la fuente que lo origina. Una estrategia posible es realizar un “black out” completo del barco, en lo posible, fuera del puerto y alejado de otros barcos y en condición de completa detención, para comenzar luego a encender uno a uno los distintos dispositivos y máquinas de a bordo. Esta aproximación permite identificar muchas de las fuentes de ruido eléctrico y de vibración más comunes.
3) Si se sospecha que el ruido puede ser de desplazamiento es útil realizar una prueba de navegación a distintos regímenes de velocidad y provocando un desplazamiento sin propulsión. Puede ser necesario realizar esta prueba con distintos niveles de carga del buque, ya que esto puede alterar el desplazamiento del casco.
4) Si se ha identificado y eliminado exitosamente la causa del ruido, el problema estará resuelto por el momento. No obstante, por diversos factores, puede que la causa del ruido, aun cuando fuera identificada, fuese de dificultosa o imposible solución. Solo en estos casos es recomendable echar mano de las herramientas de las que dispone la ecosonda para mitigar o evitar los ruidos.
C) Estrategias para el tratamiento de los ruidos:
Las ecosondas disponen de diversas herramientas para lidiar con la información no deseada en pantalla:
a) Control de ganancia: mediante este control el usuario de la ecosonda decide a partir de qué nivel de intensidad de los ecos desea ver en pantalla, eliminando así ecos de muy baja intensidad que no desea ver pues los relaciona con ruido o elementos indeseados. Siempre es recomendable al ajustar la ganancia del equipo, partir del punto de saturación y comenzar a bajarla hasta lograr una imagen clara deseable. Sucede que esta solución también disminuye el tamaño de los ecos deseados en la imagen de la pantalla.
b) Control de clutter o supresión de colores: paralela o alternativamente al ajuste del nivel de ganancia, el usuario puede suprimir colores de la paleta representada en pantalla. Cada color representa un nivel de intensidad y suprimiendo los que se asocian con ecos de baja intensidad no deseados, el usuario puede concentrarse en los que considera relevantes en función de su experiencia.
c) Filtros de interferencia y de ruido: cuando por su intensidad, el ruido alcanza niveles que igualan al de los ecos deseados en pantalla, se debe recurrir a estrategias más inteligentes. Los filtros de post proceso se originan en modelos de comportamiento habitual de los ruidos.
d) Ajuste del rango de frecuencia de trabajo: cuando los filtros no puedan eliminar el ruido, existe una estrategia alternativa. Se trata de seleccionar una frecuencia o banda de frecuencias de trabajo en la que nuestro equipo no sea afectado por los ruidos presentes a bordo. Para esto, la ecosonda Seaman FMF posee una herramienta de detección de ruidos, que ayuda a identificar la frecuencia en la que están afectando nuestro equipo, de modo que el operario pueda elegir una o un rango libre. Por supuesto, para esto la ecosonda debe contar con un transductor.
En esta primera parte, se ha explorado en profundidad el desafío que representan identificar el ruido en las ecosondas utilizadas en la pesca profesional, y se han detallado las estrategias para mejorar la visualización. En una próxima entrega, se analizarán los ruidos en las ecosondas con pulso FM o CHIRP, en donde se brindarán más herramientas para mejorar la precisión y eficiencia del equipo.
El Ruido en la Ecosonda · Parte I
El siguiente artículo tiene como objetivo definir qué es el ruido en una ecosonda, diferenciar los orígenes del ruido, luego se propondrán una serie de pasos para mitigar o atenuar el ruido y, por último, comentamos cuáles son las herramientas para lidiar con la información no deseada en pantalla.
Compartimos con ustedes la parte uno esta serie artículos que realizamos a fin de unificar conceptos y mejorar la experiencia del capitán de pesca.
La ecosonda es un instrumento acústico de muy alta sensibilidad. Emite pulsos de ultrasonido, que viajan por el agua y rebotan contra distintos objetos en su camino, produciendo ecos, los cuales luego de regresar hacia la superficie, son recibidos y procesados, para ser transformados en imágenes en pantalla. Una ecosonda está diseñada para detectar ecos de muy baja intensidad.
Sucede que durante este proceso existen diferentes fenómenos físicos que pueden provocar efectos indeseados sobre la información que la ecosonda muestra en pantalla. La pantalla puede “ensuciarse” con ruido o información que no deseamos.
Para los efectos de este artículo llamaremos ruido a todo evento físico que produce una consecuencia acústica no deseada en nuestra ecosonda. El ruido puede, no solamente agregar información indeseada, sino también alterar los ecos detectados, induciendo a error en la interpretación o medición de los ecos.
A) El origen del ruido:
Los ruidos pueden tener diversos orígenes:
– La naturaleza:
o Lluvia: suele provocar la aparición de burbuja a profundidades cercanas a la superficie.
o Eventos volcánicos o sísmicos: pueden provocar ondas sonoras que se transmiten bajo el agua y son recibidas por el transductor, si se encuentran en el rango de frecuencias de operación.
o Oleaje: provoca turbulencia y aparición de burbujas de aire.
o Animales: emiten ondas acústicas, como por ejemplo los cetáceos, las cuales pueden interferir con el equipo.
o Algas y plancton: las algas y el plancton en altas concentraciones pueden causar un efecto indeseado en la pantalla obstaculizando la visualización de los ecos deseados, por lo general, peces.
o Hielo: al romperse o colisionar con el casco de la embarcación, provoca ondas sonoras muchas veces detectables por el equipo.
– La embarcación (la propia u otra cercana):
o Ruido de vibración: puede ser provocado por la hélice al girar, la actividad de motores o la línea de eje que se transmite al casco y luego al agua en forma de ondas sonoras, las cuales son recibidas por el transductor de la ecosonda.
o Ruido de flujo o desplazamiento: provocado por el flujo de agua que desplaza el casco de la embarcación, la cual causa la aparición de burbujas de aire que interrumpen la correcta transmisión del sonido causando cortes abruptos en la imagen.
o Ruido eléctrico: es el causado por la emisión de ondas electromagnéticas provenientes de distintos dispositivos eléctricos de a bordo. Mientras que los ruidos por vibración o flujo ingresan al equipo en forma de ondas sonoras captadas por el transductor, los eléctricos se inducen sobre los cables (de transductor, de alimentación, de red, etc.) o bien directamente sobre el equipo. Suelen ser frecuentes los ruidos generados por cargadores de baterías, convertidores, luces de led o motores eléctricos diversos. El ruido eléctrico también puede ser autogenerado por la propia ecosonda, ya que la misma electrónica del equipo por efecto de cambios térmicos en los componentes, puede producir ruidos que se inducen directamente en el receptor.
– Interferencia de otros instrumentos acústicos:
La transmisión de otros elementos acústicos puede producir interferencias en la recepción de ecos en nuestra ecosonda. Pueden ser causa de estas interferencias equipos tales como:
o Otras ecosondas
o Sonares
o Perfiladores Acústicos de Corrientes Doppler (ADCP)
o Correderas doppler
B) La solución para el problema del ruido:
Cuando la ecosonda presenta ruido en pantalla, el usuario intenta suprimirlo, muchas veces echando mano del control de ganancia, clutter (herramienta de supresión por color) o los diversos filtros inteligentes de post proceso con los que cuentan los equipos modernos. Sucede que en este proceso no solo se elimina o mitiga el ruido, sino que también se disminuye las chances de detectar ecos que se encuentren en el mismo nivel del ruido suprimido. Si el ruido es de muy bajo nivel y no afecta de manera significativa el normal uso del equipo, tal vez estará bien suprimirlo o filtrarlo. Algunas veces sucede que esto último no es suficiente y debemos atacar las causas que lo generan.
Las causas o fuentes de ruido en una ecosonda suelen ser múltiples y diversas, como hemos visto antes en este artículo. Siempre que sea posible, la mejor estrategia para lidiar con el ruido es atacar sus múltiples causas antes que sus consecuencias.
Para solucionar problemas de ruido, recomendamos seguir esta lista:
1) Verificar que la instalación del equipo se ajuste a los parámetros aconsejados por el fabricante. Se debe tener en cuenta, por ejemplo:
a. La correcta colocación del transductor en el casco.
b. El pasaje del cable de transductor por una tubería individual y aislada de cables eléctricos, conservando en todo momento el apantallado del cable íntegro.
c. La correcta conexión de las masas.
d. La correcta elección del suministro eléctrico del equipo.
e. La ubicación de la unidad transmisora/receptora lejos de elementos eléctricos.
f. Una correcta instalación involucra, de ser posible, la sincronización del equipo instalado con el resto de los instrumentos acústicos a bordo, a los efectos de eliminar posibles interferencias.
Si la instalación no es la correcta, debemos adecuar la misma como primer paso para eliminar la mayor cantidad de fuentes de ruido posibles.
2) Si la instalación es correcta y el ruido persiste, se debe realizar una búsqueda exhaustiva para determinar la fuente que lo origina. Una estrategia posible es realizar un “black out” completo del barco, en lo posible, fuera del puerto y alejado de otros barcos y en condición de completa detención, para comenzar luego a encender uno a uno los distintos dispositivos y máquinas de a bordo. Esta aproximación permite identificar muchas de las fuentes de ruido eléctrico y de vibración más comunes.
3) Si se sospecha que el ruido puede ser de desplazamiento es útil realizar una prueba de navegación a distintos regímenes de velocidad y provocando un desplazamiento sin propulsión. Puede ser necesario realizar esta prueba con distintos niveles de carga del buque, ya que esto puede alterar el desplazamiento del casco.
4) Si se ha identificado y eliminado exitosamente la causa del ruido, el problema estará resuelto por el momento. No obstante, por diversos factores, puede que la causa del ruido, aun cuando fuera identificada, fuese de dificultosa o imposible solución. Solo en estos casos es recomendable echar mano de las herramientas de las que dispone la ecosonda para mitigar o evitar los ruidos.
C) Estrategias para el tratamiento de los ruidos:
Las ecosondas disponen de diversas herramientas para lidiar con la información no deseada en pantalla:
a) Control de ganancia: mediante este control el usuario de la ecosonda decide a partir de qué nivel de intensidad de los ecos desea ver en pantalla, eliminando así ecos de muy baja intensidad que no desea ver pues los relaciona con ruido o elementos indeseados. Siempre es recomendable al ajustar la ganancia del equipo, partir del punto de saturación y comenzar a bajarla hasta lograr una imagen clara deseable. Sucede que esta solución también disminuye el tamaño de los ecos deseados en la imagen de la pantalla.
b) Control de clutter o supresión de colores: paralela o alternativamente al ajuste del nivel de ganancia, el usuario puede suprimir colores de la paleta representada en pantalla. Cada color representa un nivel de intensidad y suprimiendo los que se asocian con ecos de baja intensidad no deseados, el usuario puede concentrarse en los que considera relevantes en función de su experiencia.
c) Filtros de interferencia y de ruido: cuando por su intensidad, el ruido alcanza niveles que igualan al de los ecos deseados en pantalla, se debe recurrir a estrategias más inteligentes. Los filtros de post proceso se originan en modelos de comportamiento habitual de los ruidos.
d) Ajuste del rango de frecuencia de trabajo: cuando los filtros no puedan eliminar el ruido, existe una estrategia alternativa. Se trata de seleccionar una frecuencia o banda de frecuencias de trabajo en la que nuestro equipo no sea afectado por los ruidos presentes a bordo. Para esto, la ecosonda Seaman FMF posee una herramienta de detección de ruidos, que ayuda a identificar la frecuencia en la que están afectando nuestro equipo, de modo que el operario pueda elegir una o un rango libre. Por supuesto, para esto la ecosonda debe contar con un transductor.
En esta primera parte, se ha explorado en profundidad el desafío que representan identificar el ruido en las ecosondas utilizadas en la pesca profesional, y se han detallado las estrategias para mejorar la visualización. En una próxima entrega, se analizarán los ruidos en las ecosondas con pulso FM o CHIRP, en donde se brindarán más herramientas para mejorar la precisión y eficiencia del equipo.
