Mapeo de raíces de árboles con GPR
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Mapeo de raíces de árboles con GPR

GPR es una herramienta eficaz para mapear raíces de árboles enterradas y es una herramienta útil para urbanistas, arboristas y científicos del cambio climático.

Mucha gente está interesada en obtener imágenes de las raíces de los árboles. Una aplicación común que escuchamos es que los arboricultores utilizan GPR para tratar de salvar un árbol urbano cuyas raíces interfieren con la infraestructura de la ciudad, como tuberías y cables subterráneos. Las ciudades están interesadas en salvar árboles donde sea posible y conocer la estructura fundamental de la raíz ayuda con esa decisión. (Figura 1). Más recientemente, los investigadores del cambio climático están interesados ​​en las raíces de los árboles como un componente de la biomasa subterránea. Necesitan una mejor comprensión de la estructura de los sistemas de raíces y medir los volúmenes de raíces para estimar cuánto carbono se secuestra en los árboles.

Figura 1 y XNUMX
Las raíces de los árboles a menudo interrumpen la infraestructura urbana.

GPR es una de las pocas tecnologías que pueden detectar raíces de árboles in situ con alta resolución. Sorprendentemente, las propiedades de las raíces de los árboles no son tan diferentes de otros objetos para los que el GPR se usa típicamente para detectar: ​​utilidades no metálicas. Específicamente, detectar la raíz de un árbol es muy similar a detectar una tubería de plástico llena de agua. En ambos casos, el material que proporciona el contraste que necesita el GPR para reflejar la señal es el agua (Figura 2 y XNUMX).

Figura 2 y XNUMX
La reflectividad de la señal GPR de las raíces de los árboles varía según el contraste del contenido de agua entre el suelo circundante y la raíz. En algunas situaciones, la señal reflejada puede acercarse al 50% de la señal incidente, lo que significa que mucha energía GPR se refleja de regreso al receptor GPR situado en la superficie, lo que da como resultado una buena imagen GPR.

Dependiendo de qué tan seco esté el suelo, la reflectividad de la raíz de un árbol puede estar cerca del 50%, lo cual es muy alto para GPR. Esta es la razón por la cual las raíces de los árboles pueden aparecer como reflectores muy fuertes en las secciones transversales de GPR (Figura 3 y XNUMX).

Figura 3 y XNUMX
Una línea GPR de 1000 MHz de diez metros de largo a través de un área boscosa. Las raíces de los árboles a menudo producen fuertes hipérbolas porque son poco profundas y tienen una alta reflectividad debido a su contenido de agua.

Cuando los datos GPR se recopilan en una cuadrícula o una pseudo-cuadrícula sobre un área, los datos se pueden procesar en imágenes de mapa denominadas cortes de profundidad. Figura 4 y XNUMX es un corte de profundidad de datos GPR de 500 MHz que muestra raíces de árboles maduros en un parque. El objetivo de este sondeo GPR no era obtener imágenes de las raíces de los árboles; eso fue solo una casualidad afortunada. Los objetivos previstos eran tumbas ubicadas más profundas que las raíces de los árboles. Los datos de esta encuesta se presentaron en nuestro boletín de julio de 2022 aquí: https://www.sensoft.ca/blog/historic-graves-located-in-a-modern-city-park/

Figura 4 y XNUMX
El corte de profundidad a 35 cm revela los sistemas de raíces de varios árboles maduros en el área de estudio. Algunas respuestas de las raíces se indican con flechas, pero todas las respuestas similares en el corte de profundidad se interpretan como raíces de árboles. La respuesta semicircular es desde la base de un sendero que atraviesa el parque. Datos cortesía de Ohio Valley Archaeology, Inc.

 
 
Los mismos datos de cuadrícula y pseudo-cuadrícula también se pueden mostrar en 3 dimensiones para mostrar raíces que varían en profundidad (Figura 5).

Figura 5 y XNUMX
Datos GPR de raíz de árbol representados en tres dimensiones. Los datos se recopilaron utilizando un sistema Noggin de frecuencia central de 500 MHz con un espacio entre líneas de 25 cm.

La clave para generar cortes profundos claros e interpretables de las raíces de los árboles es un espacio entre líneas muy estrecho. Las personas a menudo cometen el error de recopilar datos GPR con un espacio entre líneas grueso. Esto deja vacíos en los datos y, dado que las raíces de los árboles no suelen crecer en línea recta como las empresas de servicios públicos, dificulta la interpolación de datos para llenar los vacíos y mostrar las rutas reales de las raíces. Por lo tanto, es mejor pasar más tiempo en el campo recopilando más datos, aumentando la densidad de datos, que pasar horas en la oficina tratando de interpretar datos GPR de baja densidad.

Idealmente, las líneas GPR deben estar espaciadas no más que la longitud de la antena GPR. Por ejemplo, una antena de frecuencia central de 1000 MHz tiene 7 cm de largo, por lo que un espacio entre líneas de 10 cm proporciona un detalle excelente. Para los GPR de frecuencia central de 500 MHz, lo ideal es un espacio entre líneas de 15 a 20 cm. Si no está seguro de la longitud de la antena, utilice el ancho del sensor GPR, la dimensión perpendicular a la dirección de la línea topográfica.

Por ejemplo, los datos de la raíz del árbol que se muestran en Figuras 4 y 5, se recolectó con un sistema GPR de 500 MHz y un espacio entre líneas de 25 cm. Las imágenes se habrían beneficiado enormemente de un espacio entre líneas más estrecho de 15 cm.

Si tiene datos de raíces de árboles que le gustaría compartir con nosotros, especialmente datos que posteriormente se verificaron en tierra al excavar las raíces, comuníquese con senssoft_training@spx.com

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