Multibeam sonar: de complete gids

Een multibeam sonar zendt tientallen tot honderden akoestische signalen tegelijk uit, verspreid over een brede waaier dwars op de vaarrichting. Elk signaal raakt de bodem op een iets andere plek en stuurt een echo terug. Op basis van de reistijd van elk signaal en de geluidsnelheid in het water berekent het systeem de diepte per bundel. Het eindresultaat is een volledig, aaneengesloten driedimensionaal bodemmodel.

Naast de transducerarray — die zowel zendt als ontvangt — bestaat een volledige multibeam opstelling uit een motion sensor voor scheepsbewegingen, een gyrocompas voor koersbepaling en een GNSS-positioneringssysteem. De geluidsnelheid in het water wordt aan het begin van elke survey en bij veranderlijke omstandigheden opnieuw gemeten, omdat temperatuur, zoutgehalte en waterdruk de meting direct beïnvloeden.

Singlebeam echolood meet de diepte op één punt tegelijk, recht onder het schip. Multibeam meet honderden punten tegelijk over een brede strook — in ondiep water tot 80 meter breed per vaartlijn. Het voordeel zit niet alleen in snelheid: multibeam geeft een volledig aaneengesloten bodemmodel waarmee kleine objecten en bodemonregelmatigheden zichtbaar worden die tussen singlebeam-lijnen verborgen zouden blijven.

Singlebeam is nog steeds zinvol voor eenvoudige lijnmetingen in smalle vaarwegen of wanneer kosten en eenvoud zwaarder wegen dan volledige dekking. De keuze hangt altijd af van de projecteisen.

Multibeam sonar wordt ingezet overal waar een volledig, nauwkeurig bodemmodel vereist is. De meest voorkomende toepassingen bij Noord-Survey zijn: havens en vaarwegen (periodieke controlemetingen), baggerprojecten (nulmeting, voortgang en acceptatie), offshore pijplijn- en kabelsurveys (tracékartering en free span controle), windmolenparken (scour monitoring en kabelinspectie), objectdetectie (wrakken, munitie, verloren objecten) en wetenschappelijk bodemonderzoek (sedimenttransport en habitatkartering).

De kwaliteit van multibeam data hangt af van vier samenhangende factoren. Kalibratie via een patch test bepaalt vier systematische fouten: roll bias, pitch bias, yaw bias en timing delay. Een correct geluidssnelheidsprofiel voorkomt straalbuiging in de buitenste bundels. Een goed functionerende motion sensor corrigeert voor scheepsbewegingen. Zorgvuldige dataverwerking filtert valse diepten zonder echte objecten te verwijderen.

Noord-Survey werkt conform IHO Special Publication 44, de internationale norm voor hydrografische surveys. Special Order — de strengste klasse voor drukbevaren havens — is het hoogst haalbare kwaliteitsniveau.

De kosten van een multibeam survey bestaan uit vier componenten: acquisitie (dagtarief voor schip, apparatuur en bemanning), mobilisatie, dataverwerking en rapportage. Voor inshore surveys op binnenwateren liggen dagtarieven globaal in de range van enkele duizenden euro per dag. Offshore surveys zijn duurder door grotere schepen en langere mobilisatie.

Grote aaneengesloten gebieden zijn goedkoper per vierkante meter dan een serie losse kleine locaties. Multibeam is voor eenvoudige lijnmetingen duurder dan singlebeam, maar voor projecten met volledige dekkingseis al snel de meest kosteneffectieve keuze.