Conozca los drones oceánicos propulsados por el viento y la energía solar que van audazmente donde los humanos rara vez se aventuran, incluida la dura e implacable Antártida.
El 19 de enero de 2019, un vehículo marino no tripulado con el nombre de ‘SD 1020’ salió de Bluff, Nueva Zelanda. El vehículo cubrio 22,000 kilómetros (11,879 millas náuticas) alrededor del Océano Antártico (Sur), donde las olas colosales ocasionalmente se elevan a casi 24 metros, los vientos de ráfaga superan los 65 nudos y los icebergs de titanio emergen de la nada. La Antártida es la manta más helada de la historia: la masa de agua más fría, remota y hostil de la Tierra. El SD 1020 mostró una gran resolución. El 3 de agosto de 2019, regresó a Bluff Safe y se convirtió en el primer buque en completar una circunnavegación autónoma en la Antártida.
SD 1020 es un miembro de la familia más amplia de saildrones, drones oceánicos propulsados por viento y energía solar que pueden navegar en promedio 100 kilómetros por día, y que consisten en un casco estrecho de siete metros de largo, cinco metros ala alta y una quilla con un calado de 2.5 metros. Estos saildrones pueden desplegarse y recuperarse desde cualquier muelle costero y pueden caber en un contenedor de envío que permita el tránsito a cualquier sitio de lanzamiento. Cuando se despliegan desde un muelle, pueden navegar hacia el área de estudio y regresar una vez que se complete la misión.
«Los Saildrones son autónomos», dice Richard Jenkins, ingeniero, fundador y CEO de Saildrone, la compañía que diseña, produce y administra estos USV. Una persona les da una ruta para navegar y puntos de ruta, y los vehículos van de un punto de ruta al siguiente de forma autónoma. Y lo hacen sin poner en riesgo el mar o cualquier vida marina que se cruce en su camino.
Figura 1. Generación 4 saildrone desplegado desde San Francisco en la misión White Shark Cafe 2018.
La tecnología que permite esta autonomía es saludable: cada USV lleva un sistema de identificación automática, luces de navegación, un reflector de radar, colores de ala de alta visibilidad, cuatro cámaras a bordo, perfiladores de corriente Doppler acústicos (sistemas de sonar para medir las velocidades de las corrientes de agua), registradores acústicos pasivos para estudios de mamíferos marinos y una serie de 20 sensores, diferentes para cada saildrone (los sensores se reclutan en alineación con las tareas que el operador humano desea completar).
Vinculados a las computadoras a bordo y transmitiendo sus datos a través de comunicaciones satelitales al centro de control de la misión Saildrone en Alameda, California, estos sensores pueden medir cualquier cosa, ya sea temperatura del aire, mar y agua, irradiancia, presión barométrica, velocidad y dirección del viento, altura y período de las olas, niveles de salinidad y acidez, biomasa y la lista continúa.
Cuando se lanzó SD 1020 desde Bluff, se le «ordenó» que cumpliera una serie de objetivos científicos. La mayoría de ellos se centraron en investigar la abundancia de kril, las relaciones directas e indirectas entre los depredadores y presas marinas, y la absorción oceánica de dióxido de carbono y la acidificación general, objetivos desarrollados en colaboración con importantes agencias de investigación de los Estados Unidos, Europa y Australia. Pero SD 1020 no dejó solo las costas de Nueva Zelanda.
Ese mismo día de enero, SD 1022 y SD 1023, dos saildrones más, se lanzaron junto con SD 1020, pero sufrieron daños en el camino y tuvieron que regresar a Bluff poco después. (Los dos drones se relanzaron en mayo pasado y actualmente se encuentran en el Océano Atlántico Sur, recolectando datos sobre el kril). Lo que hizo exitoso el SD 1020 fue su ala. SD 1022 y SD 1023 tenían un ala alta y delgada, incapaz de soportar vientos de más de 60 nudos y las olas masivas posteriores; Al contrario, el USV triunfante tenía un «equipo cuadrado» robusto y de nuevo diseño capaz de resistir las enormes fuerzas de ser rodado y sumergido por olas de 15 metros. Fue el resultado de 10 años de investigación que curiosamente abarcan el intento exitoso anterior de Jenkins de romper el récord de velocidad en tierra para un vehículo eólico.
Figura 2. SD 1020 se acerca a Point Bluff, Nueva Zelanda, en condiciones tormentosas después de terminar la Primera Circunnavegación Antártica. Saildrone, navego 22,000 kilómetros alrededor del Océano Antártico en 196 días.
«El Océano Austral es una de las áreas más no examinadas de nuestro planeta», dice Jenkins. «La supervivencia de la saildrone en el mar durante [tanto] es una evolución de ingeniería muy sólida», dice Jenkins.
Aunque los científicos aún no han concluido sus encuestas, Jenkins confía en que los datos saildrone SD 1020 llevados a la costa después de circunnavegar el océano más joven del mundo durante 196 días tendrán un tremendo impacto en nuestra comprensión del medio ambiente y el clima, ayudando de esa manera, a los sectores de navegación, pesca y sectores de exploración de petróleo y gas.
«No podemos hacer ninguna afirmación general antes de que los científicos digieran los datos, pero es seguro decir que ya tenemos datos nuevos importantes, particularmente con referencia a las tasas de absorción de carbono en el Océano Austral», dice Jenkins. El conocimiento científico previo sobre el Océano Austral basado principalmente en observaciones hechas desde barcos que evitaban las condiciones climáticas extremas del invierno en la región suponía que la Antártida era un gran sumidero de carbono. Pero ante los hallazgos recientes, los científicos podrían querer reconsiderarlo.
«El avance de las tecnologías autónomas y no tripuladas realmente puede mejorar la comprensión de nuestro océano»
“El trabajo realizado a través del proyecto de Modelización y Observaciones del Carbono y el Clima del Océano Austral [un programa multiinstitucional destinado a desentrañar los misterios del Océano Austral y determinar su impacto en el clima] implicó el despliegue de sensores de pH en flotadores autónomos en el océano, una manguera desarrollado por Team Durafet, uno de los equipos ganadores del Wendy Schmidt Ocean Health XPRIZE», dice Jyotika Virmani, oceanógrafo físico, científico atmosférico y director ejecutivo de planeta y medio ambiente en XPRIZE.
«Los datos mostraron que el Océano Austral puede no acumular tanto carbono como se pensaba hasta ahora, sin embargo, hubo cierta incertidumbre en estos datos», continúa Virmani. Obviamente, considera que la misión Saildrone es un gran logro: “Los fuertes vientos y las olas gigantes y las condiciones extremadamente duras del Océano Antártico en invierno hacen que sea extremadamente difícil muestrear con precisión con buques tripulados. La reciente y sorprendente misión Saildrone ha demostrado que el avance de las tecnologías autónomas y no tripuladas realmente puede mejorar la comprensión de nuestro océano».
Figura 3. Foto tomada de la cámara a bordo del SD 1020 durante la circunvalación antártica de 2019.
Petros Ioannou, profesor de sistemas de ingeniería eléctrica en la Universidad del Sur de California, también está seguro de que tales grandes avances en la exploración oceánica son una expresión natural de hacia dónde se dirige la tecnología.
«Es genial tener todos estos vehículos no tripulados», dice Ioannou. «Estamos hablando de un entorno muy hostil donde sería riesgoso para los humanos estar a bordo».
Entonces estos drones se vuelven muy potentes. Pueden descubrir cosas que antes eran imposibles de descubrir. Dicho esto, Ioannou se apresura a emitir una nota más escéptica sobre la seguridad de los USV.
«¿Qué sucede si los piratas interfieren con las señales provenientes de los centros de control del comandante y dirigen el avión no tripulado a otra parte?», Pregunta. «¿Y si pierde contacto con el vehículo? ¿Cómo se recupera? ¿Qué tipo de protocolos seguirá? ¿Qué hay de sus modos de falla? ¿Puedes hundirlo por ejemplo? ¿Cómo eliminas el riesgo de causar accidentes épicos?” Dice Ioannou.
Cuando se le preguntó si los saildrones tienen modos de falla, Jenkins dice que no hay necesidad de una capacidad de autodestrucción en los drones porque sus datos están encriptados.
Ioannou también parece inseguro de quién se va a beneficiar de tales tecnologías.
“Digamos que mapeas el océano, como mapeamos el espacio. ¿Quién pagará por esto? ¿Quién se beneficiaría del conocimiento del océano profundo? Sabemos que hay minerales en el fondo del océano. ¿Probablemente compañías mineras de petróleo?”, Dice. (Se cree que el Océano Antártico alberga enormes depósitos de campos de petróleo y gas en el margen continental y minerales valiosos como el oro).
Figura 4. SD 1023 regresa a Nueva Zelanda para reparaciones después de daños en el ala durante una tormenta en el Océano Antártico.
Mientras tanto, en agosto pasado, otro miembro de la familia Saildrone, SD 1021, completó el cruce atlántico no tripulado más rápido. El SD 1021 se lanzó desde Bermudas en el Océano Atlántico Norte el 25 de mayo, con la misión de navegar hacia el Solent, el estrecho que separa la Isla de Wight del continente de Inglaterra, y cubrir 3,000 millas náuticas (5,550 km) en 75 días en el proceso. Fue una carrera más que estableció un récord para Saildrone, que, según su sitio web, recopila los datos de todas sus misiones para evaluaciones de poblaciones de peces, rastreo de mamíferos marinos, mapeo batimétrico, monitoreo de cambios en el ecosistema oceánico y mejor pronóstico del clima.
Solo al momento de hablar, la compañía despliega 30 drones en todo el mundo, con el objetivo de lanzar bolas de nieve del tamaño de la flota. «Estamos haciendo 100 drones este año y tenemos la intención de hacer 200 el próximo año», dice Jenkins. «El año que viene nuevamente, queremos tener de 10 a 20 vehículos que circunnaveguen permanentemente el Océano Austral».
Se estima que 1,000 drones deambularan por el planeta. Será el último juego final del CEO de Saildrone; él quiere llenar la Tierra con saildrones.
«Hemos recopilado datos de donde nunca antes se habían recopilado datos y hemos demostrado que somos capaces de navegar en cualquier parte del mundo, durante todo el año», dice Jenkins. «Esto abre la puerta a un capítulo completamente nuevo para comprender el clima».
Noticia de: Popular Mechanics / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade
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