Llamado "Ballena Azul", emplea un sistema de propulsión vectorial
Los tifones y sus homólogos atlánticos, los huracanes, pueden convertirse en tormentas enormemente destructivas que pueden causar graves daños tanto a la infraestructura como a la vida humana. El cambio climático también está provocando tormentas aún más intensas, con vientos más rápidos y precipitaciones más intensas.
Los países afectados por tifones pueden reducir algunos de los devastadores efectos de estas tormentas mediante una mejor preparación. Sin embargo, estudiar los tifones en tiempo real sigue siendo extremadamente difícil, en gran parte debido a sus vientos extremos y fuertes lluvias, tanto en el océano como en tierra.
A pesar de esta barrera, los datos de tormentas in situ (recopilados directamente en el interior de la tormenta) son cruciales para mejorar la modelización y la predicción de tifones y otros ciclones tropicales.
Según los investigadores, existen tres principales desafíos para obtener datos de ciclones tropicales directamente de la tormenta:
1. Alineación en tiempo real con la trayectoria del ciclón,
2. Adquisición de datos de la capa superior del océano durante un ciclón e
3. Integración de datos satelitales y de boyas para mejorar los datos observacionales.
Hasta este momento, la mayoría de los datos de tormentas in situ en el campo dependían de datos satelitales de teledetección complementados por escasas redes de boyas ancladas o a la deriva, lo que hacía escasos los datos recopilados dentro de los ciclones.
Para abordar estos desafíos, un equipo de investigación del Equipo de Innovación de Equipos Marinos Inteligentes No Tripulados del Laboratorio de Ciencias e Ingeniería Marinas del Sur de Guangdong, en Zhuhai, China, presentó recientemente el "Blue Whale (Ballena Azul)": un vehículo submarino no tripulado (SUV) sumergible de 11 metros, desarrollado como componente central del Sistema Inteligente de Observación Oceánica Swift (ISOOS). Su diseño permite una medición más eficaz de datos de ciclones in situ, a la vez que elimina los riesgos para la vida humana.
Para obtener datos confiables sobre ciclones tropicales, el equipo aprovechó la tecnología de vehículos totalmente sumergibles para maximizar la estabilidad del vehículo en condiciones de fuertes vientos y lluvias.
"A diferencia de los buques de superficie convencionales, los cascos [semisumergibles o sumergibles] permanecen predominantemente o totalmente sumergidos durante la operación. Esta configuración sumergida atenúa significativamente los movimientos inducidos por las olas, permite una mejor [estabilidad del vehículo] y mejora considerablemente la resiliencia operativa en condiciones marinas adversas", dijo Chao Dong, director del Laboratorio Clave de Tecnología y Aplicación de Estudios Ambientales Marinos en Guangzhou, China y primer autor del artículo de investigación.
Imagen derecha: Esquemas de operaciones submarinas de baja velocidad (A) y vuelo estacionario en punto fijo (B) del Blue Whale.
El equipo combinó con éxito las ventajas de los vehículos de superficie no tripulados y de los sumergibles no tripulados para desarrollar un vehículo especialmente diseñado para recopilar datos en condiciones de ciclón. En superficie, el Blue Whale utiliza un sistema de propulsión convencional para la navegación superficial a alta velocidad; bajo el agua, emplea un sistema de propulsión vectorial, compuesto por cuatro propulsores vectoriales, para operaciones a baja velocidad. El SUV también está equipado con un sistema de hundimiento y flotación, un sistema de anclaje y un sistema de ajuste gravitacional para facilitar el vuelo estacionario submarino en un punto fijo.
A pesar de la necesidad de este tipo de vehículo para la recopilación de datos en condiciones marítimas adversas, este es el primer informe publicado hasta la fecha sobre un vehículo no tripulado y totalmente sumergible. El equipo informa que el Blue Whale cuenta con las siguientes capacidades:
• Una velocidad máxima en superficie de 23 nudos y un alcance operativo de más de 200 km en condiciones óptimas del mar.
• Una velocidad máxima en inmersión de 3 nudos y un funcionamiento sumergido sostenido a máxima velocidad durante aproximadamente 4 horas.
• La capacidad de permanecer sumergido en modo de espera hasta 72 horas sin salir a la superficie
• La capacidad de transportar una carga útil de 800 kg.
La carga útil del Blue Whale consiste en equipo operativo para la recopilación de datos de ciclones in situ.
"Durante las operaciones sumergidas, su conjunto de sensores —que incluye un perfilador de corriente Doppler acústico, sensores de conductividad, temperatura y profundidad, y sensores bioquímicos de pH, clorofila y turbidez— recopila datos completos de los parámetros de la columna de agua", explicó Dong.
Durante las operaciones en superficie, el SUV también puede desplegar cohetes de investigación para recopilar datos del perfil atmosférico. Fundamentalmente, la plataforma Blue Whale aprovecha la optimización estructural y los algoritmos de predicción de movimiento y orientación en tiempo real para mejorar las tasas de éxito de los cohetes de investigación en condiciones adversas.
Si bien las pruebas iniciales del Ballena Azul han arrojado resultados prometedores, el SUV aún no está listo para su uso operativo completo. Tras la depuración interna, las pruebas de amarre, las pruebas en dique y las pruebas en el mar, está previsto que la plataforma entre en funcionamiento para la observación de tifones en 2026.
"La capacidad del Blue Whale para operar en condiciones marítimas extremas, manteniendo la estabilidad de sus sensores, representa un avance significativo en la tecnología de observación meteorológica marina. Esta innovación mejora directamente la preparación ante desastres al permitir pronósticos más precisos de la intensidad de los tifones y alertas sobre las condiciones marinas", señaló Dong.
Los investigadores publicaron su estudio en la edición del 31 de julio de la revista Ocean-Land-Atmosphere Research: An Innovative Submersible Unmanned Vessel: Blue Whale
