El vehículo híbrido, “Nereus”, operado remotamente alcanza la parte mas profunda del Océano

El Nereus es el primer vehículo que permite investigación científica de rutina en las regiones mas profundas de los océanos a nivel mundial.
Pág. Web de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) 2 de Junio del 2009.




El Nereus y su barco nodriza


El vehículo híbrido, Nereus, operado remotamente alcanza la parte mas profunda del Océano-la fosa de la Mariana en el Océano Pacífico Occidental. La inmersión a 10,902 metros (6,8 millas) tuvo lugar el 31 de mayo del 2009.


Esta inmersión convierte al Nereus en el vehículo que haya bajado mas profundo en el mar y en el primer vehículo en explorar la fosa de las Marianas desde 1988.

Un nuevo tipo de vehículo robótico de gran profundidad denominado “Nereus” ha alcanzado con éxito la parte mas profunda del océano, según lo informa un grupo de ingenieros y científicos a bordo del navío de investigaciones “Kilo Moana”.

El Nereus a punto de ser botado al agua


La inmersión a 10.902 metros ocurrió el 31 de mayo del 2009 en la zona profunda denominada Challenger de la Fosa de las Marianas en el océano Pacífico Occidental.

Uno de los dos cascos del Nereus contiene aproximadamente 800 esferas huecas de 9 centímetros

Esta inmersión convierte al Nereus en el vehículo que haya bajado mas profundo en el mar y el primer vehículo en explorar la fosa de las Marianas desde 1988.

El diseño híbrido del Nereus lo convierte en un vehículo ideal para explorar la última gran frontera de los océanos.


La camara del Nereus

Este vehículo no tripulado es remotamente operado por pilotos a bordo del navío en la superficie a través de un cable ultraliviano y fino, que permite al Nereus sumergirse a profundidad y ser altamente maniobrable. El “Nereus” también puede ser convertido en un vehículo autónomo de se desplace libremente.

La Fosa de la Mariana” es la parte conocida mas profunda del océano.

Alcanzar esas profundidades extremas representa el pináculo de los desafíos técnicos y el equipo está muy satisfecho con que el “Nereus” haya sido exitoso en alcanzar el fondo y retornar imágenes y obtener muestras dentro de ese mundo tan hostil.

Con un robot como el Nereus podemos explorar virtualmente cualquier lugar del océano” dijo Andy Bowen, el Gerente del proyecto y el principal desarrollador del “Nereus, del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI).



La Fosa de la Mariana” es la parte conocida mas profunda del océano.

Las fosas están virtualmente inexploradas, y estoy seguro que el “Nereus” nos permitirá nuevos descubrimientos. El TristreCreo que marca el inicio de una nueva era en la exploración oceánica.”.


El "Triestre" marco en su momento una nueva era en la investigacion profunda del oceano

La mayor parte de la profundidad del océano permanece inexplorada. Los oceanógrafos disponen ahora de una herramienta que colecta imágenes, datos y muestras de cualquier lugar del océano, mas allá de lo 6500 metros (4 millas) “dijo Julie Morris, Director de la División de Ciencias del Océano de la National Science Foundation (NSF), que ha sido el principal sponsor del proyecto de 8 millones de dólares.

Con su tecnología innovadora, el “Nereus” permite estudiar y entender las partes mas profundas del océano, previamente inaccesibles Estamos muy contentos con el éxito de las primeras pruebas efectuadas en el mar “.

Además de la NSF, los fondos para el “Nereus” han sido provistos por la Oficina de Investigaciones Navales, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), la fundación de la Familia Russell y la WHOI. .

La Fosa de la Mariana constituye el límite entre dos placas tectónicas, donde la Placa del Pacífico se hunde por debajo de la pequeña Placa de la Mariana.

Forma parte del “Anillo de Fuego del Pacífico” un área de 40.000 Km. (25.000 millas) donde ocurre la mayor parte de las erupciones volcánicas y los terremotos. A 11.0000 metros, la profundidad es aproximadamente la misma que la altura de crucero de un avión comercial.

Para alcanzar la fosa, el “Nereus” se sumergió casi dos veces tan profundo como un submarino de investigación puede hacerlo, y tuvo que soportar presiones de hasta 1000 veces la que existe en la superficie de la Tierra, que son fuerzas aplastantes como la que existen en la superficie del planeta Venus.

Biòloga marina acargo de las investigaciones del nereus

Otros submarinos de exploraciòn

Sólo otros vehículos habían tenido éxito en alcanzar la fosa: el batíscafo “Triestre” operado por Jacques Piccard y Don Walsh allá por 1960 y el robot japonés “Kaiko” que llevó a cabo tres expediciones en la fosa entre los años 1995 y 1998.

Ninguno de ellos está ahora disponible, el Triestre fue retirado en 1966 y el Kaiko se perdió en el mar en el 2003.


Diseño único

El equipo de ingenieros del “Nereus” sabía que para alcanzar esas profundidades, un robot guiado por cable que usara las tecnologías tradicionales sería prohibitivamente costoso de construir y de operar.

Por lo tanto usaron una tecnología única y métodos innovativos que permitiera alcanzar un balance entre tamaño, peso, costo de materiales y funcionalidad.

Sobre la base de la experiencia previa en desarrollar robots controlados por cable y vehículos sumergibles autónomos (AUV´s) en WHOI y en otros lugares, el equipo fusionó dos formas de abordaje del problema para desarrollar un vehículo híbrido que pudiera volar como un hidroplano para explorar y mapear vastas áreas y luego ser convertido en mar abierto en un vehículo controlado por cable, operado en forma remota (ROV) que puede navegar como un helicóptero cerca del fondo y conducir experimentos o colectar muestras biológicas o rocosas bajo control humano en tiempo real.

Las pruebas presentes del “Nereus” están siendo conducidas bajo el control del cable, o sea bajo el modo de operación ROV.

El sistema del control por cable presenta unos de los mayores desafíos en el desarrollo de un ROC que sea efectivo desde el punto de vista del costo y capaz de alcanzar grandes profundidades.

Los sistemas robóticos tradicionales usan cables reforzados de acero que contienen alambres de cobre para llevarle energía al vehículo y fibras ópticas para permitir el pasaje de información entre el barco y el vehículo. Si se usara ese cable para llegar al fondo del mar en la Fosa de la Mariana, se cortaría por su propio peso.

Para resolver este desafío, el equipo del “Nereus” adaptó la tecnología de fibra óptica desarrollada por el Centro del Pacífico para Sistemas Bélicos Navales y el Espacio Naval (Navy’s Space and Naval Warfare Systems Center Pacific) (SSC Pacific) que permite trasmitir videos en tiempo real y otros datos entre el “Nereus” y la tripulación en la superficie.

Similar en el diámetro a un cabello humano y con una fuerza de ruptura de solo 4 kg. (8,8 libras) el cable está compuesto de un centro de fibra de vidrio con una camisa protectora muy fina de plástico.

El “Nereus” lleva aproximadamente 40 km. de cable en dos cilindros del tamaño de dos latas de café que liberan la fibra cuando se lo necesita.

Al usar este cable muy fino en vez de un gran cable, el equipo de ingenieros pudo disminuir el tamaño, el peso, la complejidad y el costo del vehículo.

Uno de los dos cascos del Nereus contiene aproximadamente 800 esferas huecas de 9 centímetros precisamente diseñadas y fabricadas para soportar presiones que podrían aplastarlas.

Los ingenieros del WHOI modificaron un brazo manipulador robótico operado hidráulicamente de modo tal que pueda operar bajo gran presión y hacer uso efectivo del poder limitado de la batería del vehiculo.

El Nereus pesa cerca de 3 Ton. en el aire y tiene cerca de 4,25 m. de largo y aproximadamente 2,3 m. de ancho.

Su fuente de energía esta constituida por 4.000 baterías de litio. Son similares a las usadas en las laptops y en los teléfonos celulares, y han sido cuidadosamente testeadas para poder ser usadas en forma segura y confiable a las grandes presiones de la profundidad del océano.


Alcanzando el fondo


La expedición dejó Guam el 24 de Mayo a bordo del RV Kilo Moana, operado por la Universidad de Hawai, y comenzó un crucero de pruebas de ingeniería de dos semanas de duración.

El 25 de Mayo, el equipo, que incluye a los investigadores co-principales Louis Whitcomb, un profesor de Ingeniería Mecánica de la Jonás Hopkins University, y Dana Yoerger del WHOI que fueron responsables del desarrollo de los sistemas de navegación y control del vehiculo, condujeron una secuencia sucesiva de inmersiones profundas para testear el Nereus, haciendo observaciones científicas y colectando muestras a gran profundidad en cada lugar profundo al que llegaba.

El testeo habría de durar por varios días y el equipo habría de retornar a puerto el 5 de Junio del 2009.

“Tenemos la esperanza que el Nereus ayude a los científicos a investigar los grandes problemas de nuestro tiempo-preguntas de vital importancia tal como la relación entre las dinámicas del suelo marino y el cambio climático mundial” dijo Whitcomb.

El co-director científico de la expedición , Tim Shank, un biólogo del WHOI y Patty Fryer, un geólogo de la University of Hawai, estaban a bordo para examinar las muestras recuperadas por el vehículo en cada inmersión del ROV.

Durante su inmersión a la gran profundidad del Challenger, Nereus se pasó 10 horas en el fondo marino, enviando un video al vivo a través de su cable nodriza de fibra óptica y colectando muestras biológicas y geológicas con su brazo manipulador y para dejar en el fondo del océano una placa con las firmas de aquellos que estaban a bordo del navío en la superficie.

“Las muestras colectadas por Nereus incluyeron sedimentos depositados sobre las placas tectónicas que se encuentran en la trinchera y por vez primera, rocas de gran profundidad expuestas de la costra del planeta cercanas al manto del Challenger Deep,”dijo Fryer.

"Sabremos la historia completa una vez que se completen los estudios en el laboratorio en tierra, este verano, y los integraremos con nuevos datos del mapeo para poder narrar una historia de la colisión de las placas con mayor detalle del que se haya logrado hasta ahora en los océanos del mundo.”

“Estos y futuros descubrimientos del Nereus serán el resultado de la versatilidad y agilidad -es un vehiculo de gran profundidad inigualable.-“dijo Shank

“Permite explorar vastas áreas con gran efectividad. Nuestro verdadero logro no es llegar a la profundidad máxima en el océano, sino liberar una capacidad de exploración profunda, que no este limitada por el peso del cable nodriza conectado al barco nodriza de la superficie, e investigar algunas de las áreas geológicamente mas dinámicas y ricas biológicamente de la Tierra

El diseño y construcción del Nereus ha sido documentado desde el año 2006 por el Science Channel (Canal de Ciencias). Sus cámaras estaban a bordo del Kilo Moana para esta expedición histórica a las aguas mas profundas de la Tierra, registrando la crónica de los tests realizados por el equipo y los hallazgos para la audiencia norteamericana Un documental de una hora de duración producido por el Discovery Estudios será puesto en el aire por el “Science Channel” y el “Science Channel HD “ al comienzo del otoño.

“No podríamos estar mas orgullosos de los resultados sorprendentes de este equipo talentoso y dedicado” dijo Susan Avery, Presidente y Director del WHOI. “Con estas exitosas pruebas de ingeniería detrás nuestro, estamos deseosos que el Nereus sea ampliamente usado para explorar los lugares mas inaccesibles del océano .Sin que exista lugar alguno de las mayores profundidades del océano fuera de nuestro alcance; es muy excitante pensar en los descubrimientos que nos esperan.”.

Traducción de H.P.C.

Nota:

El Woods Hole Oceanographic Institution es una organización privada independiente localizada en Falmouth, Mass., dedicada a la investigación marina, ingeniería oceánica y a la educación superior. Establecido en 1930 por recomendación de la Academia Nacional de Ciencias, su misión primaria es entender a los océanos y sus interacciones con la Tierra como un todo y comunicar un conocimiento básico del rol de los océanos en nuestro medio ambiente global cambiante.











































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