LRAUV: Robot de cartografía de derrame de petróleo del Ártico puesto a prueba

Representación artística de LRAUV bajo el hielo marino. Usando sensores fotoquímicos, el robot escanea la densidad de una nube de aceite que se eleva desde un pozo oceánico. Los objetos rojos y amarillos son partes de un sistema de comunicación que consiste en antenas suspendidas bajo el hielo de una boya instalada en la parte superior del hielo. Gráfico de ADAC.

A bordo del barco de investigación, el robot de escaneo de aceite 3-D LRAUV está listo para probar su nueva configuración. Foto de US Coast Guard.

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A medida que el transporte comercial y las actividades energéticas se aceleran en la región ártica, la posibilidad de derrames accidentales de petróleo en este entorno prístino sigue siendo una preocupación. En respuesta, el Departamento de Seguridad Nacional (DHS) de EE. UU. Está tomando la iniciativa, a través de la Guardia Costera de EE. UU., Para desarrollar un sistema robótico submarino para mapear e informar sobre los derrames.

"Debido a la cobertura de hielo y la tiranía de la distancia, es difícil obtener recursos y activos en el Ártico de manera rápida", dijo Kirsten Trego, Directora Ejecutiva del Comité de Coordinación Interinstitucional de la Guardia Costera en Investigación de la Contaminación de Hidrocarburos. "Con mejores datos en tiempo real, se pueden desarrollar e implementar estrategias de respuesta más efectivas".

Para ayudar a la Guardia Costera a hacer un mapa de los derrames de petróleo bajo hielo, la Dirección de Ciencia y Tecnología (C&T) de DHS ha estado trabajando en un robot submarino durante los últimos cuatro años a través del Centro de Excelencia de DHS, el Centro de Conciencia del Dominio Ártico (ADAC) de la Universidad. Alaska Anchorage, en colaboración con el Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI) y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey.
El resultado de esta investigación es el vehículo submarino autónomo de largo alcance Tethys o LRAUV, un sistema portátil en helicóptero con forma de torpedo con sensores de aceite y capacidades de navegación. Este robot puede proporcionar datos en tiempo real para los primeros en responder produciendo y transmitiendo mapas 3D de derrames de petróleo crudo, diesel, gasolina y queroseno. ADAC probó recientemente esta tecnología en California y planea realizar más pruebas este año y el próximo, incluidas las pruebas bajo el hielo.

Conoce a LRAUV
El trabajo en LRAUV comenzó en enero de 2015, la idea surgió del estrés en torno al derrame de Deep Water Horizon en el Golfo de México en 2010, que se midió con "sensores limitados y plataformas de corta duración", dijo el Gerente del Programa S&T, Theo Gemelas.
Para ayudar a resolver el problema de la duración, LRAUV, que mide ocho largos, mide 12 pulgadas de ancho y pesa 240 libras, está diseñado para durar 15 días y 373 millas sin recargar las baterías, con el último prototipo capaz de viajar de 2 a 4 pies por segundo (1-3 millas por hora), comunicándose con boyas especialmente instaladas.
Como no hay cobertura celular en el vasto Ártico, las boyas, equipadas con antenas de muy alta frecuencia para transmitir datos a través de satélites, son un componente clave para el éxito de LRAUV. Cuando se desplieguen, las boyas proporcionarán energía solar o de onda para recargar las baterías del robot, una forma eficaz de mantenerla cargada en tales condiciones remotas.
“Este vehículo es el primero de su tipo. Anteriormente, no hemos podido caracterizar los derrames de petróleo con un vehículo submarino debajo de una bolsa de hielo sólida ", dijo el Director General retirado de ADAC, el Mayor General Randy" Church "Kee.
LRAUV Sometido a prueba: los investigadores simularon un derrame de petróleo mediante la liberación de un tinte biodegradable verde neón de un barco del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (izquierda), mientras que representantes de la Guardia Costera, ADAC, WHOI, S&T y otras organizaciones observaron desde otra barco a la derecha. Foto de US Coast Guard. LRAUV se pone a prueba
El 27 de septiembre de 2018, ADAC realizó una prueba en aguas abiertas de su prototipo LRAUV en la Bahía de Monterey, California, con el objetivo de caracterizar un derrame de petróleo y transmitir datos a la costa.
“Los investigadores nos mostraron cómo funciona LRAUV; Esta fue la primera prueba con los sensores de aceite y la transmisión de datos en acción ”, dijo Trego.
LRAUV estaba equipado con sensores químicos y simulaba un derrame de petróleo de un barco al "filtrar" un tinte de mar verde neón, no tóxico, en el agua. El tinte, al igual que el aceite, puede flotar en los 13 pies superiores de la columna de agua, pero se biodegrada a la luz del sol en cuestión de horas.
"Esta prueba de agua específica estaba destinada a verificar todo el trabajo previo en el vehículo recientemente fabricado para caracterizar un derrame de petróleo", dijo Kee.
El robot salió a la superficie cada pocos minutos para transmitir y recibir datos de la embarcación de control y verificar su ubicación mediante la conexión celular. Después de varias horas, LRAUV había escaneado con éxito toda el área y había transmitido los datos a tierra para su análisis.

¿Que sigue?
LRAUV se está preparando para el transporte a WHOI en Woods Hole, Massachusetts, donde se realizará la próxima prueba. Los investigadores procesarán los datos de rendimiento de navegación de la prueba y ajustarán los algoritmos de navegación de acuerdo con los resultados. Luego, el equipo creará tres boyas de comunicación y las probará con el robot bajo hielo. El equipo está apuntando a realizar la prueba bajo el hielo en un gran lago en New Hampshire, los Grandes Lagos del Este o Alaska durante la temporada de invierno.
ADAC planea completar todas las pruebas rigurosas, incluidas las pruebas bajo el hielo, y la construcción de boyas de relé de comunicación para fines de junio de 2019.