Los trabajos de prospección en alta mar han sido desde hace mucho tiempo exigentes desde el punto de vista económico y medioambiental. En busca de una solución moderna para sus propios estudios oceanográficos, el Centro Nacional de Oceanografía (NOC) ha desarrollado una gama revolucionaria de vehículos submarinos autónomos (AUV) conocidos como vehículos "NOC Autosub". Estos AUV tienen la capacidad de operar en algunas de las partes más profundas y remotas del océano. Una variante en particular, el vehículo NOC Autosub Long Range, puede operar sin la necesidad de equipo de lanzamiento y recuperación especializado y, para lugares menos remotos, sin la necesidad de un buque de apoyo en absoluto. Esta tecnología transformadora está abriendo nuevas posibilidades para el trabajo en alta mar que tradicionalmente se realiza con buques tripulados.

Las primeras misiones de los vehículos submarinos autónomos NOC tuvieron lugar en 1997. Desde entonces, los vehículos submarinos autónomos NOC Autosub se han utilizado ampliamente para la investigación oceánica en entornos remotos y hostiles donde la resistencia, la fiabilidad y la capacidad de funcionar de forma independiente con poco o ningún apoyo de los buques son requisitos esenciales. Para adaptarse a las demandas de investigación en constante cambio, los vehículos submarinos autónomos NOC Autosub se han diseñado para proporcionar una excelente potencia y flexibilidad para diferentes cargas útiles de sensores químicos y equipos de obtención de imágenes.

El NOC Autosub Long Range es un vehículo submarino propulsado eléctricamente que opera a profundidades de hasta 1.500 m o 6.000 m (según la variante del vehículo) y puede llevar un paquete de sensores con diferentes opciones, como multihaz de barrido lateral, perfilador de subsuelo o un sistema de cámara. El AUV también puede equiparse con un paquete flexible de sensores químicos adicionales independientes de sus propios sensores y equipos de navegación. El vehículo en sí está diseñado para tener un peso en seco de menos de una tonelada y una longitud máxima de 4,2 m, lo que garantiza que se pueda manipular fácilmente con un solo punto de elevación.

Dado que la precisión de navegación del vehículo es crucial en muchas aplicaciones, el NOC Autosub 5 cuenta con un sistema de navegación subacuática que, cuando está en modo de estudio y logra un bloqueo del fondo, tiene una precisión de hasta un 0,05 % de error para la distancia recorrida. Cuando el vehículo sale a la superficie, cualquier desviación se corrige mediante GPS. Cuando se requiere una mayor precisión de navegación, un módem acústico en el vehículo funciona con tecnología acústica de línea de base ultracorta (USBL), que ofrece el mayor rendimiento en precisión de posicionamiento para aplicaciones como el estudio de tuberías o cables.

 

¿Qué tan probada y madura es la tecnología?

El NOC Autosub se ha utilizado ampliamente para la investigación científica y la comprensión del océano en todo el mundo durante varios años, incluidas operaciones exitosas bajo el hielo. Una misión reciente que comprendió la inspección de una instalación petrolera fuera de servicio en el Mar del Norte demostró el éxito del uso de las capacidades de monitoreo de bajo impacto y alta tecnología del NOC Autosub para detectar impactos ambientales en los sitios. Durante estas inspecciones, el vehículo fue lanzado a tierra y recuperado, realizando un viaje total de 400 km y marcando un hito importante en la ambición de apoyar la transición de la industria hacia objetivos de cero emisiones netas.

NOC Autosub también ha realizado trabajos de investigación en áreas marinas protegidas, capturando más de 40.000 imágenes del fondo marino utilizando un sistema de cámara de alta especificación. El vehículo pudo generar imágenes fijas convencionales georreferenciadas y con corrección de color, así como mapas de textura y los correspondientes mapas microtopográficos del fondo marino. Esta fue una demostración triunfal de la capacidad del vehículo para operar muy cerca del fondo marino, proporcionando datos de cartografía del fondo marino de mayor calidad que los sistemas comparables que se suelen desplegar por cable desde un barco de investigación. Estas misiones demostraron claramente la viabilidad comercial del vehículo y justificaron claramente que NOC invirtiera en la construcción de vehículos adicionales para su uso en investigación científica.

Una solución para los desafíos actuales

Los vehículos que tienen la resistencia del NOC Autosub se prestan a una amplia gama de aplicaciones, tales como estudios geofísicos de aguas profundas, apoyo a la construcción, arqueología marina, oceanografía y búsqueda y recuperación.

Para muchos, el principal beneficio de esta tecnología es el hecho de que a menudo se puede lanzar a tierra y recuperar sin necesidad de un buque, lo que significa que puede proporcionar una solución más rentable y respetuosa con el medio ambiente que la alternativa tradicional de un buque tripulado con equipo submarino o de prospección operado a distancia. Además, con su capacidad de permanecer cerca del fondo marino, el NOC Autosub está bien aislado de las condiciones climáticas adversas que podrían interrumpir las soluciones de prospección alternativas.

Si bien el Autosub NOC ha completado operaciones continuas durante largos períodos, la duración de la misión depende en última instancia de los requisitos de energía del paquete de sensores final; el rango típico para aplicaciones de estudio normales es de dos a tres semanas. El vehículo generalmente emergerá a la superficie todos los días para enviar datos y también puede recibir nuevas instrucciones de pilotaje cuando salga a la superficie, si es necesario.

Desafíos para la adopción de la tecnología AUV

Si bien los AUV pueden no ser una solución viable para todas las aplicaciones, muchos de los desafíos actuales de la tecnología son perceptivos. En primer lugar, puede haber inquietudes sobre la falta de procesamiento de datos casi en tiempo real. Cuando los datos de la prospección se recopilan tradicionalmente a bordo de un buque, las imágenes se pueden procesar y revisar sobre la marcha y realizar pequeños ajustes para garantizar que tanto la calidad como la cobertura de los datos sean suficientes. Es cierto que con un vehículo como el NOC Autosub Long Range, gran parte de los datos de sus sensores solo se pueden descargar para procesarlos cuando se recuperan al final de su misión. Sin embargo, en la práctica, la capacidad del vehículo para volar con precisión en el curso y cerca del lecho marino tiende a garantizar resultados de muy alta calidad.

En segundo lugar, existe la percepción de que los vehículos autónomos tanto de superficie como submarinos podrían verse más afectados por las condiciones meteorológicas adversas que los métodos tradicionales. En el caso del NOC Autosub Long Range, esto es una preocupación menor, ya que el vehículo puede funcionar en modo de bajo consumo o utilizar su propio sistema de anclaje recientemente desarrollado para esperar a que pasen las condiciones meteorológicas extremas si es necesario.

Por último, los operadores y clientes de las encuestas son reacios a pasar de las soluciones tradicionales y establecidas que utilizan embarcaciones convencionales a probar nuevos equipos autónomos. Cambiar la mentalidad es un obstáculo difícil de superar, pero con cualquier tecnología habrá quienes la adopten antes y quienes decidan adoptarla más tarde. Sin embargo, en paralelo a esto existe una demanda incesante de soluciones más respetuosas con el medio ambiente. Esto se está volviendo cada vez más frecuente a medida que el trabajo de encuestas que apoya las iniciativas ecológicas continúa creciendo y es probable que estos clientes favorezcan soluciones de encuestas más ecológicas.

 

El mercado submarino autónomo más amplio

Como hay una amplia gama de AUV disponibles en diferentes tamaños y rangos de precios, es importante tener un conocimiento amplio de cómo considerar y categorizar las diferentes ofertas. Los vehículos submarinos autónomos se pueden dividir en categorías en función de su tamaño, carga útil, clasificación de profundidad y resistencia. Cualquier diseño de AUV será un compromiso de estos factores. Ignorando por ahora los vehículos submarinos autónomos de gran tamaño utilizados predominantemente para aplicaciones de defensa, a menor escala, los micro AUV y luego los AUV portátiles están diseñados para misiones de corto alcance con sensores de bajo consumo de corriente. A continuación en tamaño están los AUV de largo alcance, como el NOC Autosub Long Range, y finalmente están los AUV de clase laboral: vehículos grandes y de alta potencia como el NOC Autosub 5. Los AUV de clase laboral son capaces de alimentar múltiples sensores de alta resolución que demandan una potencia considerable.

El NOC Autosub 5, un "hermano mayor" del Autosub Long Range, fue desarrollado durante el mismo período y ha demostrado ser eficaz en operaciones que requieren sensores de mayor potencia y operaciones más rápidas (velocidad de crucero típicamente 1,4 m/s). Su objetivo principal es ser lanzado desde un barco para obtener imágenes del fondo marino en alta resolución mediante el funcionamiento de multihaces utilizados para el mapeo topográfico, sonares de barrido lateral utilizados para la obtención de imágenes acústicas del fondo marino, perfiladores del subsuelo utilizados para ver lo que hay en los primeros metros bajo el fondo marino y sistemas de cámara. El vehículo de seis metros y dos toneladas puede explorar profundidades de hasta 6.000 m con un alcance de 300 km y una autonomía de 72 horas. Se lanza y se recupera utilizando el sistema de lanzamiento y recuperación con pescante de NOC, que permite la operación en mar abierto, hasta el estado del mar 4.

Es importante reconocer esta enorme diferencia en tamaño, carga útil, clasificación de profundidad y resistencia al considerar qué AUV se adapta mejor a aplicaciones de estudio específicas.

Conclusión

La tecnología AUV ofrece ahora nuevas oportunidades para realizar estudios en todo tipo de aplicaciones, incluidos estudios batimétricos, hidrográficos, arqueológicos y ecológicos. Los vehículos proporcionan una ruta segura y fiable para inspeccionar y evaluar estructuras de ingeniería, sitios de construcción, tuberías y cables. Dado que hay muchos tipos y opciones de vehículos autónomos disponibles en un mercado "ruidoso", se requiere una investigación cuidadosa para que los operadores elijan los vehículos que mejor se adapten a sus necesidades. Es probable que haya diferentes tasas de adopción del uso de tecnología tanto submarina como de superficie autónoma en comparación con los enfoques de estudio más convencionales, y esto puede resultar un diferenciador importante y una ventaja competitiva tanto desde la perspectiva de la reducción de carbono como de la capacidad operativa.

En última instancia, estos vehículos revolucionarios representan una oportunidad de oro para modernizar el trabajo de investigación en alta mar y aumentar la calidad y cantidad de datos que se recopilan en el océano.