Cómo se utilizan los AUV para detectar penachos de petróleo después de un derrame
( The Conversation )- El 20 de abril de 2010, la plataforma petrolera en alta mar Deepwater Horizon explotó , se incendió, se hundió en el Golfo de México y aterrorizó al mundo. Este terrible accidente, registrado como el derrame de petróleo más grande de la historia, mató a 11 trabajadores y vertió 210 millones de galones de petróleo crudo en el océano.
Mientras que aproximadamente la mitad del petróleo subió a la superficie, la otra mitad formó una columna suspendida de muchas pequeñas gotas de petróleo a unos 1.000 metros por debajo de la superficie. Su extensión y paradero no se pudieron determinar desde arriba.
Los vehículos submarinos autónomos (AUV) son robots marinos sin ataduras que pueden explorar el mundo submarino. Los AUV se utilizaron por primera vez en misiones de sondeo de petróleo cuando la Institución Oceanográfica Woods Hole y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey los desplegaron rápidamente para evaluar la extensión de la pluma sumergida del derrame de Deepwater Horizon.
Desde entonces, los AUV se han desarrollado para adaptarse a una variedad de cargas útiles que son similares a los órganos de detección de los humanos, como cámaras subacuáticas, sonares y sensores químicos y de olfato que funcionan como nuestros ojos, oídos y narices. En nuestra investigación, equipamos el AUV con un sonar de exploración para encontrar columnas de petróleo distantes y otros sensores para tomar medidas, como el tamaño de las partículas y el tipo petroquímico, cuando entra en contacto con la columna.
Impactos de la contaminación marina por petróleo
Aunque se usaron AUV para identificar columnas de petróleo en el derrame de Deepwater Horizon, todavía no se usan con regularidad. También han sido operados con varias suposiciones sobre el comportamiento del petróleo en el océano después de un derrame. Esto significa que las operaciones de limpieza pueden pasar por alto grandes porciones del petróleo, lo que puede tener graves consecuencias para los hábitats marinos, los peces y las aves.
Incluso una pequeña cantidad de aceite puede ser fatal para un ave. Las plumas recubiertas de aceite imposibilitan volar y dañan el aislamiento de su cuerpo. Durante el derrame del Exxon Valdez frente a la costa de Alaska en 1989, 250.000 aves marinas murieron. El derrame de Deepwater Horizon mató a 82.000 aves de 102 especies, 6.165 tortugas marinas, 25.900 mamíferos marinos y una cantidad incalculable de peces.
Si podemos encontrar estos penachos y limpiarlos, podríamos salvar a algunos de los animales en caso de un derrame desastroso.
Hasta la fecha, al diseñar misiones AUV, los operadores han asumido que las columnas de petróleo submarinas son continuas con un gradiente de concentración suave. Sin embargo, los penachos de petróleo reales consisten en nubes irregulares formadas por gotas de petróleo.
Se necesita un mejor enfoque para realizar un seguimiento eficaz de los penachos de petróleo reales mediante la detección del penacho a distancia y el reconocimiento de su verdadera naturaleza irregular.
Una oreja en el mar
Desarrollamos un enfoque para buscar y detectar parches de gotas de petróleo en el océano utilizando un sonar. El sonar funciona bien para esto debido a la diferencia entre la densidad de las gotas de aceite y la del agua, y la fuerza de los reflejos de sonido de estas nubes de gotas de aceite.
La integración del sonar con el AUV permite que el vehículo detecte continuamente su entorno sin tener que hacer contacto con las gotas de aceite.
A medida que la computadora de a bordo recopila los datos y los procesa en tiempo real, saca conclusiones sobre la ubicación de una mancha de gotas de aceite y luego envía al AUV un conjunto actualizado de instrucciones para ayudarlo a construir un mapa tridimensional del penacho de aceite
La computadora a bordo actúa como un conductor en el asiento trasero, anulando y adaptando la misión preprogramada según sea necesario. Estas instrucciones de anulación permiten que el AUV rastree alrededor de una mancha de gotas de petróleo a una distancia de hasta 50 metros, registrando el tamaño y la posición de la mancha.
Una vez que se ha identificado y trazado un penacho de petróleo, el conductor del asiento trasero puede indicarle al AUV que ingrese al parche y tome lecturas usando sensores químicos adicionales, o recolectar una muestra de agua para comprender más sobre la composición del petróleo en sí.
en las profundidades
Hemos llevado a cabo varias misiones de búsqueda de contaminación marina por petróleo usando proxies para el petróleo en un entorno costero protegido en Holyrood Bay, NL. Una de ellas fue diseñar un patrón de búsqueda que maximizaba la cobertura espacial y reducía el tiempo total de búsqueda y la distancia recorrida necesaria. para encontrar un derrame de petróleo de interés. Otro probó la efectividad del control del conductor del asiento trasero para dirigir el AUV.
Las misiones de seguimiento se han probado con éxito en simulaciones por computadora y se desplegarán en aguas costeras donde se utilizarán microburbujas de aire para representar el petróleo. En 2023, planeamos probar estos AUV equipados con sonar cerca de Scott Inlet en Baffin Bay, donde hay varias filtraciones de petróleo naturales.
Si bien hemos desarrollado este enfoque para detectar parches de gotas de aceite en el agua de mar, el principio también podría usarse para otros objetivos en el océano, incluida la identificación de desechos plásticos y microplásticos, el estudio de bancos de peces, plancton u otra materia biológica o el mapeo. topografía del fondo marino y búsqueda de fumarolas hidrotermales.
Neil Bose , Vicepresidente (Investigación) y Profesor, Ingeniería Arquitectónica Naval y Oceánica, Memorial University of Newfoundland y Jimin Hwang , Investigador Postdoctoral, Universidad de Tasmania
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original
Fuente : Gcaptain
