Investigación de Enmacosa dentro del proyecto "APLICACIÓN DE SENSORES RADAR PARA DETECTAR Y EVALUAR EL ESTADO DEL PAVIMENTO Y LA RED DE TUBERÍAS Y SERVICIOS EN EL SUBSUELO URBANO", cofinanciado por la Xunta de Galicia (2001-2004).
Capítulo 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 Leyes de Maxwell
1.2 Parámetros electromagnéticos de un medio
1.2.1 Conductividad (σ)
1.2.2 Permitividad dieléctrica (ε)
1.2.3 Permeabilidad magnética ( μ )
1.3 Propagación de una onda electromagnética
1.4 Parámetros efectivos
1.5 Impedancia de un medio
1.6 Profundidad nominal de penetración (skin depth)
1.7 Reflexión y transmisión de ondas electromagnéticas
1.8 Pérdidas de energía por procesos internos al medio
1.8.1 Dispersión geométrica del frente de ondas
1.8.2 Absorción
1.8.3 Dispersión de la energía (“scattering”)
1.9 Capacidad de penetración. Ecuación radar
1.10 Capacidad de resolución y zona de influencia
Capítulo 2: CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS GPR
2.1 Origen y desarrollo del GPR
2.2 Características de los equipos
2.2.1 Unidad de control
2.2.2 Parámetros de un registro
2.2.3 Antenas
2.2.4 Accesorios
2.2.5 Equipos complementarios
2.4 Equipos del mercado
2.4.1 Equipos de propósito general
2.4.2 Equipos adaptados al estudio de carreteras
2.4.3 Equipos exclusivamente destinados a la detección de tubos y tuberías
2.5 Presentación de resultados
Capítulo 3: DETECCIÓN DE REDES DE SERVICIOS EN ENTORNOS URBANOS
3.1 Consideraciones sobre tipos de servicios, tipos de suelos y antenas utilizadas
3.2 Aparición de eventos hiperbólicos en los registros
3.3 Otros factores relacionados con la naturaleza y tamaño de los reflectores
3.4 Consideraciones sobre la polaridad de la señal recibida
3.5 Determinación de la velocidad de propagación de la onda
3.6 Ejemplos de estudios realizados
Capítulo 4: EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS
4.1 Aplicaciones
4.1.1 Medición del espesor del pavimento
4.1.2 Control de calidad en nuevas construcciones
4.1.3 Estudio de daños
4.2 Diseño del remolque
4.2.1 Introducción
4.2.2 Descripción técnica
4.3 Ejemplos de registros obtenidos
Conclusiones
Bibliografía
Capítulo 3: DETECCIÓN DE REDES DE SERVICIOS EN ENTORNOS URBANOS
Nunca como en nuestros días ha habido
tantas presiones sobre las compañías de servicios y contratistas para una
rápida ejecución de proyectos que además causen unos perjuicios mínimos. Cuando
es necesaria una excavación, como la creación de una nueva zanja, un sondeo
preliminar en estos casos es vital, debido al elevado número de obstáculos
potenciales bajo el suelo de los cuales se podría tener poca información: desde
conductos de gas y de abastecimiento de agua hasta cables de corriente o
comunicaciones. La falta de regulaciones en suministros y especialmente la
explosión en la demanda de cableado de fibra óptica, ha llevado a una carencia
de información de lo que realmente se encuentra bajo un suelo cuya congestión
esta alcanzando niveles críticos. Los planos que contemplan el trazado inicial
de los servicios, en el caso de estar disponibles, pueden no contemplar
posibles problemas que surgieron durante la instalación y que obligaron a variar
su trazado, además, cambios en las zonas peatonales y de transporte pueden
haber alterado drásticamente el entorno.
Never like today has been so many pressures on service companies and contractors for fast execution of projects, further, causing minimal damage. When an excavation is required (such as creating a new ditch or poll) is vital, due to the high number of potential obstacles on the ground of which may have little information. (from gas lines and water supply to power or communications cables.) The lack of regulations on supply and especially the explosion in demand for fiber optic cabling, has led to a deficiency information about what really is under a floor whose congestion is reaching critical levels. The plans provide for the initial layout of the services, in the case where available, can not see any problems encountered during installation and forced to change its layout also changes in pedestrian and transport areas may have drastically altered environment.
3.1. CONSIDERACIONES SOBRE TIPOS DE SERVICIOS, TIPOS DE SUELOS Y ANTENAS UTILIZADAS.
3.1. CONSIDERATIONS ON TYPES OF SERVICES, AND SOIL TYPES AND ANTENNAS USED.
Tipos de Suelo
Soil types.
Como primer contacto es habitual encontrarse
un tipo de capa asfáltica (mezcla bituminosa). Presentan la ventaja de que son muy resistivas, con lo que la profundidad de
penetración se moverá en unas condiciones favorables. Son habituales también
zonas cementadas, tales como suelos o losas. La velocidad de propagación en
estos suelos suele ser algo menor. En este caso, se podría tener problemas si el suelo se encuentra mojado, ya que
podría volverse un conductor de suficiente relevancia como para producir una
atenuación importante de la onda. Aun así, tanto el asfalto como el cemento
presentan la ventaja de que suelen actuar como un paraguas, evitando que el
suelo, en general, se encharque.
As first contact is common to find a type of asphalt layer (bituminous mix). They have the advantage that they are highly resistive, so that the depth of penetration will move in a favorable environment. The propagation speed in these soils is usually somewhat lower. In this case, you might have problems if the soil is wet, as this could become a conductor of sufficient importance to produce a significant attenuation of the wave. However, the asphalt and concrete have the advantage that they tend to act as an umbrella, preventing soil generally puddle.
Ambos
materiales presentan un pequeño rango de variación de sus parámetros
electromagnéticos mientras que otros, como el hormigón, pueden presentar
grandes variaciones, tal como observa Reynolds
(1997). Este autor indica que la permitividad dieléctrica del hormigón puede
variar, dentro de la misma mezcla, hasta más de un 50% en una distancia próxima
a 0.1 metros. Esto quiere decir que la variación de la velocidad de la onda
electromagnética es de un 35% aproximadamente, lo que puede introducir cierto
error en el cálculo de espesores y profundidades para los que se suele
considerar constante la velocidad de propagación en el medio.
Both materials have a small range of variation of the electromagnetic parameters while others, such as concrete, may be large variations, as observed Reynolds (1997). This author indicates that the dielectric permittivity of the concrete may vary within the same mixture, to over 50% in a near distance to 0.1 meters. This means that the speed variation of the electromagnetic wave is approximately 35%, which may introduce some error in the calculation of the thicknesses and depths which are generally considered constant propagation velocity in the medium
Algunos trabajos
recientes, como los de Hayakawa y Kawanaka (1998), empiezan a considerar
velocidades no constantes (variables con la profundidad) dentro de un mismo
medio. A partir de las hipérbolas de difracción, migradas para diferentes
velocidades, construyen una matriz de datos espacio-tiempo-velocidad que
utilizan para estimar la velocidad de propagación en el ápex de cada una de las
hipérbolas de difracción. Interpolando en el eje de tiempos estos valores
discretos de la velocidad, obtenidos para cada una de las hipérbolas, llegan a
una distribución de velocidades con la profundidad (o con el tiempo de
propagación). Con estas distribuciones se construye un modelo que se acerca más
a las profundidades reales que los modelos obtenidos a partir de los métodos
más clásicos en los cuales se consideran velocidades discretas y constantes
para cada una de las capas.
Respecto a los suelos del subsuelo decir que
el principal problema serán las arcillas, sobre todo si estas presentan un alto
grado de humedad. Las características físico-químicas de la
arcilla hacen que esta presente un comportamiento electromagnético muy distinto
al de otros materiales del subsuelo (arenas, limos, gravas, etc.). La
composición química de las arcillas es uno de los factores importantes, ya que
pueden contener elementos conductores. Otros efectos, se relacionan con la
porosidad de los medios y con el tamaño del grano. Por otra parte, con suelos
arenosos (muy comunes en Galicia) las perspectivas son muy buenas, gracias a su
comportamiento dieléctrico.
Recent studies, such as Hayakawa and Kawanaka (1998), begin to consider not constant speeds (varying with depth) within the same medium. From diffraction hyperbolas, migrated to different speeds, construct a matrix of space-time-velocity used to estimate the propagation speed in the apex of each of the diffraction hyperbolas data. Interpolating in the time axis these discrete speed values obtained for each of the hyperbolas, reach a velocity distribution with depth (or propagation time). A model that is closer to the real depths obtained models are constructed.
Además hay que tener en cuenta que,
frecuentemente, bajo una capa cementada o asfaltada se podrá también encontrar
mezclas habituales en obras civiles, donde no suele haber suelos arcillosos,
sino mas bien zahorras, gravas, etc. Estos valores han sido tabulados por distintos autores, y de ellos se
puede obtener una primera aproximación de los parámetros electromagnéticos
reales del medio. La característica a destacar en estos entornos es la
composición de los elementos del subsuelo que suelen proporcionar, en conjunto,
unos valores bajos de la conductividad. Por lo que nos encontramos a priori en
un entorno idóneo para la utilización de esta técnica.
Tipos de servicios presentes
Los diámetros y características de las tuberías, tubos y
distintos servicios que se pueden encontrar típicamente en un entorno urbano
son muy variados, pudiendo ser tuberías de PVC, hormigón, fibrocemento,
metálicas, cableado eléctrico, fibra óptica,… entre otros.
The diameters and characteristics of pipes, tubes and various services can typically be found in an urban environment are varied and can be PVC, concrete, cement, metal, electrical wiring, fiber optics, ... among others.
Son habituales tuberías de hormigón entre 500 y 1.000 mm de diámetro pertenecientes a la
red de saneamiento, estas se encuentran típicamente a profundidades alrededor
de 1,5 m bajo la superficie. A estas profundidades (1,5 m), también se sitúan
habitualmente las conducciones de abastecimiento, tanto de fundición (500 mm),
como de fibrocemento (700-800mm), mientras que las típicas de PVC (150-400 mm),
actualmente muy utilizadas, suelen situarse más superficialmente, a
profundidades cercanas a los 50 cm. En cuanto a los cables de alumbrado y tuberías de gas de PVC (150-300 mm), suelen
localizarse también a una distancia de unos 50 cm con respecto a la superficie.
Are common concrete pipes from 500 to 1,000 mm in diameter belonging to the sewage system, these are typically found at depths of about 1.5 m below the surface. At these depths (1.5 m), are also commonly positioned supply lines, both of iron (500 mm) and cement (700-800mm), while typical of PVC (150-400 mm), currently widely used, often located more superficially, at depths near 50 cm. Regarding lighting cables and gas lines PVC (150-300 mm), generally also located at a distance of about 50 cm from the surface.
Decir
además que, a parte de las conducciones relativas a servicios, es habitual la
presencia en el subsuelo de galerías visitables de saneamiento, frecuentemente
situadas a profundidades cercanas a los
2,5 m.
Besides that, some of the lines relating to services are usually the presence of visitable underground galleries sanitation, often situated at depths near 2.5 m.
Tipos de antena
Antenna types
Una
antena de frecuencias comprendidas entre los 400 y 600 MHz supone un buen
compromiso entre la resolución y profundidad necesarias para mapear cualquier
tipo de tubería o tubo en el subsuelo. Este tipo de antenas proporcionan unas
profundidades máximas de penetración entre 3 y 10 m, alcanzando resoluciones
alrededor de 5 cm. Por lo general, este es el tipo de antenas que se
comercializan como estándar en los equipos GPR orientados a la detección de
servicios.
An antenna for frequencies between 400 and 600 MHz is a good compromise between resolution and depth necessary to map any type of pipe or tube underground. This type of antenna provides a maximum depth of penetration between 3 and 10 m, reaching resolutions about 5 cm. Usually, this is the type of antennas that are marketed as standard equipment in the GPR-oriented service discovery.
Particularizando para la detección de
tuberías en entornos urbanos, antenas entre 700 y 900 MHz, proporcionarían una
mayor resolución (aproximadamente de 2
cm), y una profundidad que en la mayoría de estos casos será más que suficiente
(2-4 m), dadas las características y profundidades típicas de estas tuberías o
tubos. Antenas con frecuencias de 1 GHz y superiores, a pesar de su alta resolución,
no son de conveniente aplicación en estos casos, debido a la rápida atenuación
que sufre el pulso emitido. Profundidades típicas para estas antenas
difícilmente alcanzan el metro o metro y medio, siendo muy apropiadas entre
otras cosas para la detección de cables de pequeño diámetro en paredes o bien
mallazos en el hormigón.
For detection of pipelines in urban environments, antennas 700 and 900 MHz, provide higher resolution (approximately 2 cm) and a depth that in most of these cases will be more than enough (2-4 m), given the characteristics and typical depths of these pipes or tubes. Antennas with frequencies of 1 GHz and higher, despite its high resolution, are not suitable application in these cases, because of the rapid attenuation undergone by the emitted pulse. Typical depths for these antennas hardly reach the meter or meter and a half, being very suitable inter alia for the detection of small diameter cables in walls or meshes in the concrete.
Las
antenas de frecuencias por debajo de los 400 MHz, no son muy apropiadas para la
detección de tuberías en entornos urbanos debido a que su resolución puede no ser suficiente para detectar
conductos de pequeño y mediano diámetro.
Antennas frequencies below 400 MHz, are not well suited for detecting pipes in urban environments because its resolution may not be sufficient to detect ducts small and medium diameter.
3.2 APARICIÓN DE EVENTOS HIPERBÓLICOS EN LOS REGISTROS
3.2 EMERGENCE OF EVENTS IN HYPERBOLIC RECORDS
Cuando se realiza una prospección con radar
de subsuelo, los eventos hiperbólicos que se registran son debidos a la
reflexión de la onda emitida en objetos de tamaño finito. La forma que
presentan estas reflexiones es debida al ancho de haz de la antena, de manera
que esta, detecta el objeto antes de quedar situada sobre su vertical,
ocasionando que estas reflexiones se observen en el registro como hipérbolas.
En la Figura 3.1 se
esquematiza este efecto suponiendo un medio homogéneo con un único elemento
anómalo finito. En el caso de un medio no homogéneo las hipérbolas presentaran
una cierta distorsión debido a cambios de velocidad de la onda.
When a ground radar survey is done, the hyperbolic events recorded are due to reflection of the wave transmitted into objects of finite size. The way you present these reflections is due to the beam width of the antenna, so this detects the object before being placed on the vertical, causing these reflections are observed in the log as hyperbolas. Figure 3.1 outlines the effect assuming a homogeneous medium with a single anomalous finite element. In the case of an inhomogeneous medium hyperbolas submit some distortion due to changes in wave velocity.
When a ground radar survey is done, the hyperbolic events recorded are due to reflection of the wave transmitted into objects of finite size. The way you present these reflections is due to the beam width of the antenna, so this detects the object before being placed on the vertical, causing these reflections are observed in the log as hyperbolas. Figure 3.1 outlines the effect assuming a homogeneous medium with a single anomalous finite element. In the case of an inhomogeneous medium hyperbolas submit some distortion due to changes in wave velocity.
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| Figura 1: Se observa como durante la
adquisición de datos la antena registra el elemento anómalo antes de estar
situada sobre él. La coordenada vertical de las trazas es el tiempo doble de
propagación (Pérez-Gracia, 2001). Figure 1: Seen as during data acquisition antenna element anomalous records before being placed on him. The vertical coordinate of the traces is twice the propagation time (Pérez-Gracia, 2001). |
La coordenada vertical de las trazas se corresponde con el tiempo doble de propagación. Los tiempos registrados para la reflexión en el elemento anómalo son mayores conforme la antena se aleja de su mínima distancia al elemento reflector, (es decir, su vertical). La primera reflexión que se puede observar en todas las trazas del registro denota el contacto de la onda con la superficie del terreno.
Una
tubería o tubo constituye un elemento finito a partir del cual se pueden
obtener unas hipérbolas de reflexión muy bien definidas en los registros
obtenidos, sobre todo en el caso de perfiles que discurran perpendiculares a su
eje.
El mayor porcentaje de la energía radiada por la antena se puede aproximar
mediante un haz aproximadamente cónico cuyo ángulo con la normal a la antena
depende en gran medida de esta última y de los materiales en contacto. Si la
emisión de los pulsos fuese totalmente vertical, se obtendría un registro que
se correspondería con la forma del reflector que lo hubiera producido. Aquí conviene
señalar que el sistema 1000B de la compañía
americana GeoRadar obtiene registros que se aproximarían a esta representación.
Este modelo de GPR de onda continua posee antenas en forma de espira
logarítmica que emiten un haz muy estrecho con polarización circular. Un
ejemplo de los registros que se podría obtener con este radar queda
representado en la siguiente figura. En estos registros se pierde la forma hiperbólica característica
de las anomalías de tamaño finito.
The vertical coordinate of the trace corresponds to twice the propagation time. The times recorded for reflection on the anomalous element are greater as the antenna moves away from its minimum distance to the reflector element (ie vertical). The first reflection that can be observed in all traces log denotes the wave contact with the ground surface.
A pipe or tube is a finite element from which can obtain a well defined hyperbolas reflection on recordings, particularly in the case of profiles that discurran perpendicular to its axis.
The higher percentage of the energy radiated by the antenna can be approximated by an approximately conical beam whose angle with the normal to the antenna largely depends on the latter and contact materials. If the emission of pulses were completely vertical, a record that would correspond with the shape of the reflector that would have produced would be obtained. Here it should be noted that the 1000B system retrieves records GeoRadar American company that would approach this representation. This model has continuous wave GPR antennas on a logarithmic spiral which emit a narrow beam of circular polarization. An example of records that could be obtained with this radar is shown in the following figure. These records form the hyperbolic characteristic abnormalities finite size is lost.
 |
| Figura 2: Ejemplo
de registro con GeoRadar 1000B. Aquí se
pierde la forma hiperbólica característica de las anomalías de tamaño finito.
El registro obtenido es similar a la aplicación de una migración a los
registros de un GPR pulsado. La imagen
de la derecha representa el tipo y posicionamiento de los objetos. A la
izquierda se observa el registro obtenido. (GeoRadar Inc.
<www.georadar.com>) Figure 2: Example of registration GeoRadar 1000B. Here the characteristic hyperbolic anomalies finite size is lost. The record obtained is similar to the implementation of a migration to a GPR records pressed. The image on the right represents the type and positioning of objects. To the left of the record obtained is observed. (GeoRadar Inc. <www.georadar.com>) |
La gran mayoría de los sistemas GPR son del
tipo pulsado, con lo que más frecuentemente, se obtienen registros como el de
la Figura
3 donde se pueden observar las
hipérbolas características de este tipo de registros. Los equipos GPR diseñados
específicamente para la detección de tuberías, como el Pathfinder de GSSI o el
Pipehawk, están basados en el uso de un radar pulsado.
Las ventajas que ofrece el GPR pulsado son
las debidas precisamente a la aparición de estas hipérbolas, que le otorgan una
mayor capacidad de resolución visual (como puede observarse al principio de la Figura 3, donde dos tuberías de agua pueden ser fácilmente discriminadas
a pesar de su proximidad y clara interferencia) y sobre todo le ayudan a
obtener una estimación de la permitividad efectiva del medio que rodea a la
tubería (el método será explicado con detalle un poco mas adelante).
The vast majority of GPR systems are down type, which more frequently, as the records of Figure 3 where you can watch the hyperbolas features such records are obtained. The GPR equipment designed specifically for the detection pipe as the Pathfinder Pipehawk GSSI or are based on the use of a pulse radar.
The advantages offered by the GPR down are due precisely to the onset of these hyperbolas, which give a higher capability of visual resolution (as can be seen initially in Figure 3, where two water pipes can be easily discriminated notwithstanding its proximity and clear interference) and especially help you get an estimate of the effective permittivity of the medium surrounding the pipe (the method will be explained in detail a little later).
 |
Figura 3: Registro obtenido con GPR donde se puede apreciar la
aparición de estas hipérbolas debidas a la presencia de distintos tipos de
tuberías y un cable bajo el suelo. (Mala Geoscience <www.malags.se>)
Figure 3: Record obtained with GPR where you can see the appearance of these hyperbolas due to the presence of different types of pipe and cable underground. (Mala Geoscience <www.malags.se>) |
-
Velocidad de desplazamiento de la antena /
Trazas por segundo.
-
Distancia entre trazas.
-
Distancia entre muestras.
-
Diagrama de radiación de la antena
(footprint).
-
Velocidad de propagación de las ondas en el
medio (permitividad).
-
Profundidad y tamaño de la tubería.
The factors that determine the shape and size of the hyperbolas obtained are:
- Travel speed antenna / Traces per second.
- Distance between traces.
- Distance between samples.
- Radiation pattern of the antenna (footprint).
- Speed of wave propagation in the medium (permittivity).
- Depth and size of the pipe.
La
distancia entre trazas o, dependiendo del equipo, la combinación: velocidad de desplazamiento /
trazas por segundo, que se haya determinado para el estudio deberá ser, por una
parte, suficiente para poder recoger las trazas necesarias que definan
correctamente la hipérbola en el registro y, por otra parte, tener en cuenta
que en ocasiones un exceso de trazas (por ejemplo sobre una tubería de gran
diámetro) puede hacer que la reflexión aparezca un poco distorsionada. Lorenzo
(1996) recoge la propuesta de otros autores en la que se indica que la
hipérbola debida a un reflector finito estará bien definida cuando queda
registrada en un número mínimo de 20 trazas consecutivas.
En la figura 4 se
observan las variaciones en la respuesta del GPR cuando se modifica: la
profundidad de un objeto para una misma velocidad del terreno (1) ó la velocidad del terreno para un objeto situado a la misma
profundidad (2).
Figure 4 shows the variations observed in the GPR response when modified: the depth of an object for a given velocity field (1) or the speed of the ground for an object at the same depth (2).
 |
Figura 4 Variación de la respuesta del GPR frente a cambios de
profundidad en el objeto para una misma velocidad del medio (1) o cambios de velocidad para una misma
profundidad del objeto (2). (Annan,A.P. 2001)
Figure 4 variation GPR response to changes in the object depth for a given speed of the medium (1) or changes in speed for the same depth of the object (2). (Annan, A.P., 2001) |
En la primera figura (Figura 4 - 1), los vértices de las hipérbolas, que sitúan al objeto en profundidad, aumentan su tiempo doble de propagación a medida que el objeto se encuentre a profundidades mayores. Sin embargo, sus ramas hiperbólicas siguen siendo aproximadamente tangentes a las mismas asíntotas. Esto ocurrirá mientras la variación de la profundidad no sea demasiado elevada, ya que hay que tener en cuenta que la huella de la antena será mayor a mayores profundidades (haz aproximadamente cónico de sección elíptica) por lo que el objeto será detectado antes si la atenuación sufrida por la señal no es lo suficientemente fuerte como para que esta no quede registrada en la traza.
En la segunda figura (Figura 4 - 2), los vértices de las hipérbolas se sitúan en tiempos de propagación mayores debido a un incremento de la permitividad, que hace que la velocidad de la onda sea menor. El estrechamiento de sus ramas hiperbólicas es debido a que este incremento de la permitividad reduce el ancho de haz (huella) de la antena, por lo que el objeto se empieza a detectar a una menor distancia de su vertical.
En la segunda figura (Figura 4 - 2), los vértices de las hipérbolas se sitúan en tiempos de propagación mayores debido a un incremento de la permitividad, que hace que la velocidad de la onda sea menor. El estrechamiento de sus ramas hiperbólicas es debido a que este incremento de la permitividad reduce el ancho de haz (huella) de la antena, por lo que el objeto se empieza a detectar a una menor distancia de su vertical.
En
la figura 5, se representan
varias formas de realizar un perfil radar sobre una tubería. La forma idónea,
queda representada en la figura 5-1, donde la dirección del perfil es perpendicular al eje de la tubería.
De esta forma se obtiene una clara hipérbola de reflexión (debido a la
geometría de la tubería) que nos ayudará a identificar claramente su presencia
en un registro. Estas hipérbolas presentan la ventaja adicional de que permiten
hacer una estimación de la permitividad dieléctrica, como se verá más adelante.
In the first figure (Figure 4-1), the vertices of the hyperbolas, which place the subject in depth, increase their spread twice as long as the object is located at greater depths. However, his hyperbolic tangent branches remain approximately the same asymptotes. This will occur as the depth variation is not too high, because you have to keep in mind that the footprint of the antenna will be higher at greater depths (beam roughly conical elliptical section) so that the object will be detected earlier if the attenuation he suffered by the signal is not strong enough for this not be recorded in the trace.
In the second figure (Figure 4-2), the tops of the hyperbolas are at higher propagation times due to an increase of the permittivity, which causes the wave velocity is lower. The narrowing of the hyperbolic branches is due to the increase of the permittivity reduces the beam width (footprint) of the antenna, so that the object begins to be detected at a distance less than the vertical.
In Figure 5, various ways of making a radar profile are shown on a pipeline. The ideal form, is shown in Figure 5-1, wherein the profile direction is perpendicular to the axis of the pipe. Thus, a clear reflection hyperbola (due to the geometry of the pipe) that will help us clearly identify its presence in a registration is obtained. These hyperbolas have the additional advantage of allowing to estimate the dielectric permittivity, as discussed below.
 |
Figura 5. Se representan distintas formas de
registrar la presencia de una tubería. (1) Mediante perfiles perpendiculares a
su eje, (2) siguiendo un ángulo oblicuo, (3) perfil paralelo a su eje.
Figure 5 different ways of registering the presence of a pipe are shown. (1) By profiles perpendicular to the axis (2) along an oblique angle, (3) parallel to its axis profile. |
En
el caso de querer posicionar, tanto en tamaño como en orientación, una tubería,
resulta muy apropiada la realización de una serie de perfiles paralelos que
permita una posterior representación tridimensional de la misma y del área de
estudio.
Un perfil siguiendo una dirección
con respecto a la tubería como el que se muestra en la figura 5-2 (diagonal) producirá reflexiones distorsionadas que
pueden llevar a no detectar con claridad
la presencia de la tubería o tubo en el registro.
En la figura 6, se visualiza un posible registro obtenido siguiendo un trazado como el que se indica en la figura 5-3. En él se puede apreciar la presencia de una tubería durante la mayor parte del registro a una profundidad de 25 ns. Su reflexión puede ser fácilmente confundida con un cambio de medio.
En la figura 6, se visualiza un posible registro obtenido siguiendo un trazado como el que se indica en la figura 5-3. En él se puede apreciar la presencia de una tubería durante la mayor parte del registro a una profundidad de 25 ns. Su reflexión puede ser fácilmente confundida con un cambio de medio.
In case you want to position, both in size and orientation, a pipe, it is only appropriate to conduct a series of parallel profiles to allow a subsequent three-dimensional representation of the same and the study area.
A profile in a direction relative to the pipe as shown in Figure 5-2 (diagonally) will produce distorted reflections that can lead to not clearly detect the presence of the pipe or tube in the register.
In Figure 6, a possible record is displayed as obtained by following a path which is indicated in Figure 5-3. It can be seen the presence of a pipe during the greater part of the record to a depth of 25 ns. Its reflection can be easily confused with a media change.
 |
Figura 6 Registro llevado a cabo sobre una tubería en la dirección de su eje. Se
observa la presencia de la tubería en la mayor parte del registro a unos 25 ns
de tiempo doble de propagación.
Figure 6 Mapping carried out on a pipe in the direction of its axis. The presence of the pipe shown in most of about 25 register double ns propagation time. |
Por
lo general, en el caso de evaluar la presencia de tuberías ó tubos en un área
de estudio desconocida, lo mejor es realizar inicialmente una serie de perfiles
de prueba que nos ayuden a determinar su posición, para posteriormente realizar
una malla de perfiles paralelos que sean perpendiculares al eje de las mismas.
Usually, in the case of assessing the presence of pipes or tubes in an area of study unknown, it is best to initially perform a series of test profiles to help us determine your position, later to make a grid of parallel profiles they are perpendicular to the axis thereof
Continúa en: Continue on: GPR (Geo-radar). Discovering pipes / Descubriendo tuberías (IX)
3.3 OTROS FACTORES RELACIONADOS CON LA NATURALEZA Y TAMAÑO DE LOS REFLECTORES.
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