Sonar de varredura lateral: imageamento acústico do fundo marinho

O transdutor do sonar forma dois feixes estreitos no plano horizontal e largos no vertical, um para bombordo e outro para boreste. A cada pulso, o sistema grava o retorno acústico ao longo do tempo, que corresponde à distância transversal em relação ao sensor. Com o avanço da embarcação, as linhas sucessivas formam a imagem do fundo, chamada de sonograma.

A intensidade do eco depende do retroespalhamento: superfícies duras, rugosas ou inclinadas em direção ao sonar devolvem mais energia e aparecem claras; lama fina e áreas planas devolvem pouco e aparecem escuras. Um objeto elevado bloqueia o pulso e cria uma sombra acústica atrás de si. A extensão dessa sombra, combinada com a altura do sensor sobre o fundo, permite estimar a altura do objeto.

A frequência de operação define o compromisso entre alcance e resolução. Frequências mais baixas alcançam faixas laterais mais largas, mas com menos detalhe; frequências mais altas mostram alvos menores com nitidez, cobrindo uma faixa mais estreita por linha. A escolha depende do que se procura e da profundidade da área.

A varredura lateral é o método padrão para localizar objetos e obstruções no fundo: âncoras perdidas, blocos, destroços, restos de estruturas e escombros que ameaçam a navegação ou a operação de equipamentos. Em canais e bacias portuárias, o levantamento é feito antes e depois da dragagem para confirmar que a área está livre.

Em dutos e cabos submarinos, o sonograma mostra a posição da linha sobre o fundo, trechos em vão livre, pontos de enterramento e objetos próximos à faixa de servidão. Para projetos de engenharia costeira e ambiental, o método mapeia a morfologia do leito e os tipos de fundo, base para a classificação de habitats e o acompanhamento de mudanças no tempo.

Em arqueologia subaquática, o sonar de varredura lateral é a primeira ferramenta de prospecção de naufrágios e sítios submersos, porque cobre áreas grandes sem contato com o fundo. Os alvos identificados são depois verificados por ROV ou mergulho.

• · Busca de objetos e obstruções em canais, berços e áreas de fundeio
• · Inspeção de dutos e cabos submarinos: rota, vãos livres, cruzamentos
• · Mapeamento de morfologia e tipos de fundo para estudos ambientais
• · Levantamento pré e pós dragagem para liberação de área
• · Prospecção em arqueologia subaquática
• · Apoio a site survey para estruturas offshore

O EdgeTech 4205 é um sonar de varredura lateral de dupla frequência. As duas frequências operam ao mesmo tempo, o que permite gravar em uma única passagem uma imagem de maior alcance e outra de maior detalhe, sem repetir linhas. O sistema é rebocado a partir de embarcação tripulada em levantamentos convencionais.

A altura do sonar sobre o fundo é ajustada pelo comprimento do cabo e pela velocidade da embarcação, conforme a profundidade e a ordem de levantamento. A posição do sensor rebocado é calculada por layback e integrada ao posicionamento GNSS da embarcação no processamento.

Quando o alvo pode estar enterrado, o levantamento inclui magnetometria com o Geometrics G-882TVG, operado pela equipe da WAMS. O sonar e o magnetômetro são processados em conjunto no levantamento geofísico combinado.

Os dados brutos passam por correção de posicionamento do sensor (layback, quando rebocado), correção de ganho ao longo da faixa e remoção da coluna d'água. As linhas corrigidas são georreferenciadas e unidas em um mosaico contínuo, exportado em GeoTIFF para uso direto em ambiente GIS ou CAD.

A interpretação é feita sobre o mosaico e sobre os sonogramas individuais. Cada alvo relevante recebe coordenadas, dimensões estimadas a partir da sombra acústica, descrição e classificação (objeto isolado, feição geológica, duto, detrito). Alvos que aparecem em mais de uma linha são cruzados para confirmar posição.

Quando o levantamento inclui batimetria multifeixe, o mosaico é sobreposto ao modelo digital de terreno. A imagem acústica ganha contexto de relevo e a lista de alvos pode ser conferida contra a superfície batimétrica, o que reduz falsos positivos.

Levantamentos em águas brasileiras seguem a NORMAM-501 da DHN, que define os requisitos para execução e apresentação de levantamentos hidrográficos, e a IHO S-44, que estabelece as ordens de levantamento (Ordem Especial, 1a, 1b e 2) e os critérios de detecção de feições no fundo. A ordem exigida pelo projeto orienta a frequência do sonar, a altura do sensor e o espaçamento das linhas.

O plano de linhas é desenhado para que a faixa de cada linha se sobreponha à vizinha e para que cada ponto do fundo seja imageado de mais de uma direção, quando a ordem exige detecção de objetos. O nadir, faixa logo abaixo do sensor com pouca informação, é coberto pela linha adjacente. A velocidade de navegação é limitada para manter a densidade de pulsos ao longo da linha.

Antes da campanha, a WAMS define com o cliente a área, a ordem de levantamento aplicável, os alvos de interesse e o formato dos produtos. O relatório técnico documenta os equipamentos, a calibração, os parâmetros de aquisição e os critérios de interpretação.

O sonar de varredura lateral produz imagem acústica de alta resolução, com sombras que destacam objetos pequenos sobre o fundo. Ele não mede profundidade de forma direta. O ecobatímetro multifeixe mede profundidade em uma faixa de pontos e gera o modelo digital de terreno, mas a textura do fundo aparece com menos detalhe.

Para busca de objetos, inspeção de rota de dutos e caracterização de tipo de fundo, o sonar de varredura lateral é o sensor principal. Para cálculo de volumes, cartas batimétricas e verificação de profundidade em canais, o multifeixe é obrigatório. Na maioria dos projetos de engenharia os dois são adquiridos na mesma campanha. Veja a página de varredura multifeixe para os detalhes do método batimétrico.