La ingeniería es la clave del futuro de la exploración de aguas profundas

El mar profundo es un lugar misterioso. Un lugar del que la ciencia sabe muy poco. La ingeniería moderna está aquí para cambiar eso, con una nueva ola de tecnología sofisticada que nos permite aprender más sobre las profundidades marinas que nunca.

De las estrellas a los mares …

Tú sabes qué dicen ellos. Sabemos más sobre el espacio que sobre nuestros océanos. De acuerdo, en realidad ese puede no ser el caso. (Por ejemplo, ni siquiera sabemos qué tan grande es el espacio). Pero el hecho es que somos asombrosamente ingenuos sobre lo que sucede debajo de la superficie del gran azul.

Tan misterioso e inexplorado es el mar profundo que realmente no necesitas dejar nuestro planeta para aventurarte en un paisaje alienígena. Hay algunas criaturas realmente extrañas ahí abajo. Criaturas con las que compartimos un origen común. Hay volcanes submarinos que arrojan materiales desde el centro de la Tierra al mar. Materiales que algunos científicos creen que pueden ser los componentes básicos de la vida.

Los mares cubren el 71% de la superficie de la Tierra. Sin embargo, dependiendo de a dónde vaya para obtener sus datos, entre 95% y el 99,5% del mar permanece inexplorado por la vida humana. Es por eso que algunos científicos especulan que solo hemos descubierto un mísero tercio de las especies oceánicas.

Buceando en mares misteriosos a través de la ingeniería

La exploración de aguas profundas es cara, difícil y peligrosa. Está oscuro, a menudo está turbio y cuanto más profundo vas, más hostil y aplastante se vuelve la presión ambiental. (A 500 metros de profundidad, la presión ambiental es cincuenta veces más alto que la presión atmosférica a nivel de la superficie. Bucea más allá de los 40 metros y paradas de descompresión son necesarios en el camino de regreso a la superficie).

Sin embargo, la necesidad es la madre de la invención. Y cuando el mundo plantea un problema, los ingenieros tienen una habilidad extraordinaria para encontrar respuestas. En las últimas décadas, la tecnología ha permitido a los científicos comenzar a explorar las profundidades más profundas del océano.

¿El sumergible con más historia de todos los tiempos?

En 1964 se lanzó el primer sumergible de aguas profundas del mundo capaz de transportar pasajeros. Fue llamado Alvin y, en ese momento, solo podía bucear a una profundidad de entre 30 y 50 pies. Desde entonces, Alvin ha completado más de 4.600 inmersiones, ha llevado a más de 13.000 científicos, ingenieros y observadores al fondo marino y, gracias a una serie de mejoras a lo largo de los años, puede sumergirse a una profundidad de más de 14.500 pies.

La carrera de Alvin ha sido notable. En 1977, los investigadores a bordo del barco descubrieron los primeros respiraderos hidrotermales en el Océano Pacífico. Hasta la fecha, Alvin ha encontrado otros 24 sitios hidrotermales en los océanos Atlántico y Pacífico. En julio de 1986, Alvin realizó doce inmersiones en el Titanic para fotografiar los restos del naufragio y en 1966 Alvin ayudó a localizar y recuperar una bomba de hidrógeno perdida. El barco también ha permitido a los científicos descubrir alrededor de 300 nuevas especies submarinas, incluidas bacterias, almejas de un pie de largo y gusanos de tubo de diez pies de largo.

Pero, ¿qué hay de las características físicas del submarino? Bueno, Alvin pesa 35.200 libras y mide 23 pies de largo, 12 pies de alto y 8 pies de ancho. Está propulsado por cinco propulsores hidráulicos y cuenta con un sistema eléctrico alimentado por baterías de plomo-ácido. Hasta ahora, muy sencillo. Pero Alvin realmente es una caja especial de trucos.

En el exterior del submarino encontrará cámaras de video y película que capturan imágenes del entorno de las profundidades marinas más allá de las paredes de titanio de Alvin. También hay dos brazos hidráulicos en la parte delantera de la embarcación, que pueden extenderse hasta 75 pulgadas y levantar hasta 200 libras cada uno, para recolectar muestras biológicas y geológicas vivas.

Los sensores de electrodos en forma de varilla capturan lecturas químicas del medio ambiente, mientras que las luces de visualización externas incandescentes, de sodio-escandio y yoduro de talio permiten al piloto y a los observadores ver el entorno del océano negro como la boca de lobo. Alvin también incluye un sistema de registro / visualización de datos / computadora, un altímetro, una brújula giratoria, un sistema de navegación y seguimiento, una sonda, un teléfono submarino para llamar a su barco anfitrión, sondas de temperatura, sondas de flujo de calor, un CTD y un magnetómetro.

En resumen: Alvin es una maravilla de la ingeniería y todavía está en servicio.

ROV

Los primeros sumergibles del mundo, como Alvin, transformaron la disciplina de la exploración de aguas profundas. Sin embargo, el hecho es que enviar científicos a un entorno que es innatamente hostil a la vida humana es peligroso. Ahí es donde entran los ROV (vehículos operados a distancia). Estos buques son controlados por un equipo a bordo de un barco a través de un cable de sujeción y son capaces de hacer todo lo que los sumergibles normales pueden hacer: recolectar fotografías y películas, recolectar muestras biológicas y geológicas y analizar el agua. temperatura. Ejemplos de estos ROV incluyen Ventana y Jason II / Medea.

AUV

Los mapas de muchas partes del suelo oceánico aún no son tan detallados como algunos de los mapas que tenemos de otros planetas. Aquí para ayudar a arreglar eso hay otra clase de sumergible. Los AUV (vehículos submarinos autónomos) son capaces de navegar por las profundidades marinas y recopilar datos científicos sin ningún control humano. Buques como Centinela están creando mapas detallados del lecho marino utilizando un sonar y tomando fotografías de fascinantes características geológicas, como respiraderos de aguas profundas y filtraciones frías. El sistema de navegación de Sentry utiliza un registro de velocidad Doppler y un sistema de navegación inercial, con la ayuda de sistemas de comunicación y navegación acústica (USBL o LBL). El sistema USBL también proporciona comunicaciones acústicas, que se pueden utilizar para obtener el estado del vehículo y el estado del sensor, así como para volver a programar el vehículo mientras está en la parte inferior.

Instrumentación submarina

Los ROV y AUV son capaces de proporcionar una visión incomparable de la actividad en aguas profundas. El problema es que es solo una instantánea. Para comprender mejor lo que está sucediendo en nuestros mares, es necesario utilizar instrumentos científicos que puedan monitorear una masa de agua de forma continua. Esta instrumentación ya existe. Los científicos tienen a su disposición un conjunto de sensores que pueden realizar una amplia gama de tareas diferentes, que incluyen monitorear la temperatura del agua, medir la velocidad de las corrientes, recopilar información sobre la acidez del agua, obtener imágenes del plancton y registrar las llamadas de las ballenas.

Un traje espacial para las profundidades del océano.

Da o toma tu ubicación específica en el mundo, cuando llegas al fondo marino en las profundidades del océano tienes el aplastante peso de alrededor de cincuenta jets jumbo descansando sobre ti. Eso hace que sea imposible para los exploradores oceánicos salir y, bueno, explorar. Hasta ahora.

Un nuevo traje de buceo avanzado llamado ExoSuit podría liberar la exploración de aguas profundas de los confines del submarino, haciendo que el descubrimiento biológico y la construcción submarina sean más fáciles que nunca. Básicamente, estamos hablando de un traje espacial de metal de 530 libras, rediseñado para su uso bajo el agua. Proporciona a los buceadores un entorno flexible y presurizado que simula las condiciones atmosféricas a nivel de la superficie, con propulsores para propulsar en cualquier dirección.

El traje también cuenta con un cable de fibra óptica que está atado a una embarcación cercana, lo que permite al buceador comunicarse y compartir datos con sus colegas a través de cámaras integradas y un micrófono. ¿Un paso empapado para el hombre, un gran salto para la humanidad? Mira este espacio.

Explorando una extensión insondable

Sabemos que el mar es vasto. Pero rara vez nos detenemos a pensar qué tan profundo es. O lo que está sucediendo en las profundidades de la superficie. La innovación en ingeniería hace posible mirar territorios inexplorados, realice nuevos descubrimientos científicos y aprenda más sobre los orígenes mismos de la vida en la Tierra.