Científicos completan una misión acústica autónoma de 1700km

Cefas 'Wave Glider Lyra navegando lejos en el inicio de la misión de 41 días después de ser desplegado desde RV Cefas Endeavor. (Foto: Cefas)

Ecograma a 200 kHz que muestra tres días de datos acústicos desde la superficie del mar (arriba) hasta el fondo marino (línea roja ondulada en el fondo) registrados por Lyra. Tenga en cuenta el claro ciclo diurno (día-noche) del zooplancton que migra verticalmente. (Imagen: Cefas)

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Se ha probado una técnica de vanguardia para mapear y contar cardúmenes de peces en una plataforma marina autónoma en el Mar del Norte, que ofrece un nuevo método para recopilar datos sobre las poblaciones de peces.

El Centro de Medio Ambiente, Ciencias Pesqueras y Acuicultura (Cefas) y la empresa estadounidense Liquid Robotics, A Boeing Company, desplegaron, probaron y recuperaron un Wave Glider controlado remotamente, que fue adaptado para permitir a los científicos recolectar datos acústicos sobre la pesca de banda ancha de alta calidad.

Como parte de una misión de vehículos múltiples bajo el proyecto AlterEco financiado por NERC / Defra, el Wave Glider llamado Lyra fue desplegado en el centro del Mar del Norte a unos 270 km al noreste de Newcastle-upon-Tyne, Reino Unido por RV Cefas Endeavor. Pasó 41 días en el mar, cubriendo repetidamente un transecto de 64 km de largo en el que se recogieron datos valiosos bajo diferentes condiciones, antes de ser finalmente recuperado por RV Cefas Endeavour, a 20 km de Lowestoft. Mientras estaba desplegado, el Wave Glider fue piloteado remotamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana, por el Equipo de Operaciones de Liquid Robotics desde sus oficinas centrales en Silicon Valley, California, a casi 9,000 km de distancia y cubriendo más de 1,700 km en el mar.

Para esta misión, Cefas 'Lyra fue equipada con la nueva ecosonda de banda ancha Simrad EK80 con dos transductores (200kHz y 70kHz), utilizando una versión de la electrónica que ha sido específicamente diseñada para vehículos de superficie autónomos llamada WBT Mini. El sistema era autónomo con su propia batería dedicada y se utilizaba en modo independiente. Lyra recolectó datos acústicos de manera continua durante 23 días sobre los organismos en la columna de agua a muy alta resolución, que los científicos ahora están utilizando para aprender más sobre el zooplancton y las poblaciones de peces en todo el Reino Unido.

Tradicionalmente, tales técnicas han requerido el uso de buques de reconocimiento, pero los técnicos de Cefas han integrado el equipo en Wave Glider para explorar la posibilidad de utilizar nuevas plataformas para complementar el monitoreo basado en barcos. A largo plazo, esto podría ofrecer una buena relación calidad-precio y mediciones más completas para comprender el entorno marino.

Al igual que en misiones anteriores, Lyra también fue equipada con un registrador de datos Cefas ESM2, que recopiló información sobre las propiedades físicas de la superficie del mar, incluyendo datos de salinidad, temperatura, oxígeno, fluorescencia, turbidez e irradiación solar en intervalos de cinco minutos. Estos datos se usarán para estudiar las características oceanográficas de esta área dinámica. Lyra también estaba equipada con un sensor meteorológico que registraba la velocidad y dirección del viento, la temperatura del aire y la presión barométrica, que se utilizarán para estimar el estado del mar y, por lo tanto, el rendimiento del sistema acústico bajo diferentes condiciones climáticas.

Los resultados preliminares sugieren que se ha capturado evidencia de migraciones verticales diurnas (diurnas y nocturnas) de zooplancton y otros organismos en la columna de agua, así como de cardúmenes de peces. Al comienzo del despliegue, se recogieron muestras netas de zooplancton a bordo del RV Cefas Endeavour, que se utilizará para ayudar a identificar los organismos que se detectan acústicamente.

Está previsto que una segunda misión AlterEco comience a mediados de agosto. Para esto, los ingenieros de Cefas están evaluando la posibilidad de integrar la ecosonda en el sistema informático de Lyra para poder transmitir datos resumidos a través del enlace de comunicaciones por satélite y ofrecer la capacidad de cambiar las configuraciones de la misión planificadas cuando así lo requieran los científicos de Cefas.

El Dr. David Pearce, Jefe de Profesión de Cefas, Sistemas de Observaciones Marinas y al mando de esta misión, dijo: "Cuando Cefas compró Lyra, la aplicación acústica de pesquerías fue la que se destacó como muy desafiante técnicamente pero con potencial para recopilar datos importantes en una forma rentable ".

"Este exitoso resultado de la misión fue posible gracias al trabajo de desarrollo llevado a cabo por un equipo multidisciplinario de expertos en Cefas que incluye científicos, ingenieros mecánicos y electrónicos, desarrolladores de software y técnicos".

"Estos vehículos autónomos podrían eventualmente hacerse cargo de los elementos del monitoreo de la comunidad de peces y zooplancton desde la embarcación al poder identificar estos componentes de la cadena alimenticia a partir de los datos acústicos solamente y así ahorrar dinero al reducir la duración de las encuestas intensivas en buques. "

El Dr. Jeroen van der Kooij, científico de pesquerías pelágicas de Cefas, agregó: "Después de ver los datos preliminares que recopilamos, estoy extremadamente entusiasmado con el futuro de los vehículos autónomos, como el Wave Glider, por proporcionar información valiosa sobre zooplancton y pesquerías para ayudar a cumplir nuestros futuros requisitos científicos y de monitoreo ".

"Durante los últimos seis años, hemos tenido el privilegio de trabajar con CEFAS para avanzar en el monitoreo marino utilizando nuestros Wave Gliders, robots oceánicos no tripulados", dijo Daniel J. Middleton, vicepresidente ejecutivo de ventas globales y desarrollo comercial de Liquid Robotics. "Estamos entusiasmados de formar parte de su exitoso programa AlterEco para desplegar Wave Gliders en el turbulento Mar del Norte. La misión produjo datos de alta calidad que son fundamentales para comprender el cambiante ambiente oceánico y su "impacto en las poblaciones de peces y zooplancton".

"Estamos entusiasmados de ver cómo la adaptación de nuevas plataformas mejora la ciencia marina", dice Tonny Algroy, director de ventas de Underwater Science en Kongsberg Maritime. "Nuestro objetivo es optimizar el sistema de ecosonda científica EK80 para cualquier plataforma, con coherencia entre las mediciones realizadas desde buques de investigación y nuevas plataformas".

Los científicos de Cefas utilizarán la experiencia de esta y de la segunda misión de AlterEco para probar el sistema acústico de las pesquerías durante la prospección pelágica anual en el suroeste del Reino Unido (encuesta Peltic) en RV Cefas Endeavour en octubre. Esto ayudará a evaluar aún más las aplicaciones, incluidas las que se encuentran en áreas remotas. Lyra amplía las capacidades de investigación y monitoreo de Cefas en áreas como el monitoreo de la calidad del agua, evaluaciones de la pesca, la salud de la acuicultura y la medición del ruido ambiental.