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La solución completa para la cartografía del subsuelo con tecnología GPR avanzada y versátil
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Tradicionalmente, se han utilizado varios métodos para evaluar los sistemas de raíces de árboles, pero muchos de ellos son lentos, laboriosos y potencialmente dañinos para la estructura de la raíz del árbol y el medio ambiente del suelo. Vea cómo puede ser hecho de manera eficiente y de forma no invasiva con el radar de penetración terrestre SFCW y un potente software.
Descripción de la tarjeta
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Muchos países de todo el mundo están plantando más árboles en las zonas urbanas por motivos estéticos, de salud pública y medioambientales; sin embargo, esto aumenta el riesgo de lesiones y muerte por la caída de árboles. Especialmente en el caso de árboles de gran tamaño, es muy importante inspeccionar todo el sistema de raíces del árbol para detectar cualquier daño en las raíces que pueda provocar la muerte o el colapso del árbol.
Lo ideal es vigilar las raíces de forma no invasiva para minimizar los gastos de tiempo y mano de obra, y para reducir la posibilidad de que se produzcan daños en la estructura radicular del árbol y en el entorno del suelo.
Tradicionalmente se han utilizado varios métodos para evaluar los sistemas radiculares de los árboles. Entre ellos se incluyen la toma de fotografías con una cámara en miniatura colocada dentro de un tubo transparente (minirizotrón) que se introduce en el suelo; palas de aire a alta presión y excavación física. Estos métodos llevan mucho tiempo, requieren mucha mano de obra y pueden dañar la estructura de las raíces de los árboles y el entorno del suelo. Tampoco son adecuados para el seguimiento continuo de las raíces durante largos periodos de tiempo.
El radar de penetración en el suelo (GPR) es un método END práctico, eficaz y adecuado para la inspección de raíces a gran escala. Su resolución es suficiente para detectar raíces gruesas de 2-3 cm de diámetro o más.
El objetivo de este estudio era realizar una investigación con GPR de varios árboles en dos ubicaciones para identificar las estructuras subterráneas de las raíces de los árboles (especialmente las raíces de anclaje; diámetros superiores a 2 o 3 cm), investigar las condiciones del suelo y comprender el entorno inferior.
En el pasado, las dificultades con la configuración del GPR y la baja calidad de los datos dificultaban mucho esta aplicación. Antes resultaba complicado recoger y visualizar los datos in situ y se apreciaban varias reflexiones espurias.
Para investigar con éxito las raíces de los árboles pueden utilizarse dos tipos de GPR: GPR monocanal y GPR multicanal. Proceq GS8000 es un sistema GPR monocanal de cartografía del subsuelo que utiliza tecnología de onda continua de frecuencia escalonada (SFCW) para mejorar la relación señal-ruido y el rango dinámico. El sistema integra la electrónica en un carro de 4 ruedas, así como dos codificadores en las ruedas traseras. Se pueden montar dos bancos de alimentación para un día completo de adquisición de datos. Proceq GS8000 se suministra con un receptor GNSS, MA8000, para el posicionamiento de datos con precisión (centimétrica) en tiempo real.
En la primera ubicación, se empujó el GS8000 alrededor del árbol en círculos concéntricos de diámetro decreciente. Los datos GPR se recogieron y visualizaron en tiempo real a través de un iPad (conectado de forma inalámbrica al GS8000), utilizando la aplicación GS. El procesamiento de los datos, como el filtrado de paso de banda, la eliminación del ruido de fondo, la migración y la calibración dieléctrica, se puede realizar en tiempo real en el propio iPad. Los datos de campo se almacenaron localmente en la tableta y se sincronizaron con una plataforma de gestión de datos basada en la nube.
Proceq GS9000 es un GPR multicanal (MCGPR) con arrays intercambiables. La tecnología MCGPR, proporciona suficiente densidad de trazas en todas las direcciones y emparejada con sistemas de posicionamiento de alta precisión, puede ofrecer cortes horizontales de alta resolución y fáciles de interpretar del subsuelo poco profundo, incluyendo objetivos curvilíneos y puntuales. Con hasta 50 canales a una separación de 2,5 cm, la excepcional calidad de los datos permite descubrir fácilmente detalles como las raíces de los árboles.
En la ubicación 2, el GS9000 fue empujado a lo largo de un gran tramo de carretera para identificar tuberías subterráneas y raíces de árboles con imágenes 3D de resolución completa y visualización de datos en directo en el iPad.
Los datos acabados de ambos sistemas GPR se sincronizaron instantáneamente con Workspace para su visualización en un navegador web en cualquier ubicación. Mediante la visualización de cortes horizontales a diferentes profundidades, se puede estudiar la arquitectura del sistema radicular del árbol.
El post-procesamiento de datos se puede realizar directamente en el campo utilizando el iPad o más tarde volviendo a la oficina con GPR Insights, (se accede en línea a través de Workspace en cualquier navegador web, o como una versión independiente instalada en su ordenador).
Gracias a su procesamiento automático y a su capacidad de computación en la nube, el radargrama 2D y la vista en corte 3D se generaron automáticamente en menos de unos minutos.
Dado que los datos del GS8000 se recogieron con GNSS de precisión centimétrica, los resultados de los cortes de profundidad pudieron superponerse a un mapa por satélite. Podemos comprender fácilmente la distribución del sistema de raíces de los árboles dentro de la cobertura de medición. Haciendo doble clic en cualquier posición podemos localizar el aspecto de la arquitectura de las raíces de los árboles a la profundidad real.
Para un análisis aún más profundo de los datos GPR de un solo canal, los datos GS8000 también se procesaron utilizando el software GPR-Slice para un procesamiento y visualización 3D avanzados. Se obtiene un cilindro de datos en 3D, con un agujero en el centro que representa el tronco del árbol. Los datos se rebanaron y cuadricularon para obtener 40 perfiles. Es posible determinar fácilmente la ubicación exacta de las raíces y cualquier anomalía. Por ejemplo, la imagen en 3D muestra claramente las raíces del árbol muy distribuidas hacia un lado, desde una profundidad aproximada de 12 cm hasta 60 cm, lo que no es ideal.
2D results of one tree displayed in GPR SLICE. A depth or time-slice view is shown. This is a cross-section parallel to the ground surface.
3D results displayed in GPR-SLICE. The 3D orange shapes are areas of higher reflection amplitude and they represent the architectures of tree roots, in particular the anchorage roots.
GNSS positions around the two trees, overlaid on Google Earth image. Green colour indicates an excellent GNSS correction status and yellow indicates a less good status.
Los datos multicanal del GS9000 cuentan una historia diferente en la ubicación 2, donde se detectan tanto tuberías como raíces de árboles a lo largo de la carretera. Con los filtros fáciles de usar de GPR Insights, es posible resaltar realmente las raíces de los árboles de diferentes maneras.
Arriba está el ejemplo de las capacidades de imágenes 3D de resolución completa del GS9000 en el software GPR Insights mapeando raíces de árboles y tuberías en la ubicación 2.
Tanto el sistema GPR GS8000 como el GS9000 han demostrado ser ideales para la inspección no invasiva y fiable de las raíces de los árboles. El método es rápido, seguro para el operador y no daña las raíces ni el suelo. Si es necesario, puede repetirse a intervalos frecuentes para vigilar de cerca las raíces de los árboles.
De este estudio se desprende que la combinación de sistemas de posicionamiento precisos con datos GPR densos es fundamental para cartografiar la compleja estructura de las raíces de los árboles. Consulte más estudios de casos y aplicaciones de GPR subsuperficial en nuestro Tech Hub.
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