Un equipo internacional de investigadores desarrolla un novedoso modelo matemático que permite a los gliders alcanzar velocidades sin precedentes

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Gliderulpgc

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El equipo internacional, que estuvo liderado por investigadores de la ULPGC, aplican por primera vez un modelo matemático utilizado en Astrodinámica para lograr que los minisubmarinos no tripulados (gliders) crucen el Atlántico Norte en tiempo récord y con el mínimo consumo energético.

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Un equipo de investigadores de la División de robótica y oceanografía computacional del Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en la Ingeniería (IUSIANI) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), del Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) del CSIC, de la Universidad de Bristol (Reino Unido) y la Universidad de Rutgers (Nueva Jersey, EE.UU.) han desarrollado un revolucionario sistema de planificación de ruta con uno de los primeros drones subacuáticos transoceánicos, el minisubmarino no tripulado o glider ‘Silbo’.


Imagen del glider SilboEl equipo de investigadores, que estuvo liderado por los científicos de la ULPGC Antonio González Ramos y Josep Coca, adscritos al Servicio Integral de Tecnología Marina Avanzada (SITMA-ULPGC), han aplicado un modelo matemático empleado en Astrodinámica para la planificación de rutas más eficientes y rápidas para vehículos y sondas espaciales. Se trata de la primera vez que estas técnicas se implementan en el océano con el mismo fin, consiguiendo que el glider alcanzara velocidades sin precedentes en la historia de la misión Challenger (2008-2018) con un mínimo consumo de batería.


La técnica matemática se basa en el hecho de que el océano abierto presenta un “esqueleto dinámico” que regula los flujos entre las distintas masas de agua en latitud, longitud y profundidad. Este esqueleto “lagrangiano” puede identificarse a partir de descriptores matemáticos que reportan la dirección y la intensidad de los flujos de agua. Los flujos parecen además agruparse en torno a un punto hiperbólico central, un “meeting point” de flujos de agua. El equipo utilizaba estos puntos como destinos (waypoints) para dirigir al dron submarino a medida que avanzaba hacia el Este utilizando los flujos hacia estos puntos hiperbólicos más óptimos y rápidos.


Silbo cruzó el océano Atlántico norte entre abril de 2016 (Boston) y marzo de 2017 (Irlanda). En esta segunda travesía transoceánica, cuyos resultados se publican ahora, participaron matemáticos, oceanógrafos e ingenieros en el marco del proyecto ‘Challenger Glider Mission’, liderado por la Universidad norteamericana de Rutgers desde 2008.


Estos resultados han sido publicados en la revista científica internacional nature.com, en un artículo de investigación que se titula “Lagrangian coherent structure assisted path planning for transoceanic autonomous underwater vehicle missions” y que está firmado por los investigadores A.G. Ramos, V. J. García-Garrido, A. M. Mancho, S. Wiggins, J. Coca, S. Glenn, O. Schofield, J. Kohut, D. Aragon, J. Kerfoot, T. Haskins, T. Miles, C. Haldeman, N. Strandskov, B. Allsup, C. Jones y J. Shapiro.


Los gliders Slocum son vehículos autónomos submarinos cuyo uso en oceanografía, como futuro sistema de transporte limpio, se está expandiendo de forma progresiva debido a su versatilidad para explorar el océano profundo a muy bajo coste. Además, permiten adquirir datos en áreas del océano de difícil acceso, como en situaciones de huracanes tropicales, banquisas polares y/o en áreas severamente contaminadas, entre algunos ejemplos. Consumen muy poca energía, por lo que son ideales para recorrer grandes distancias utilizando los cambios de flotabilidad. De hecho, mediante una bomba/pistón introduce o expulsa el agua en el interior del vehículo para ascender y/o descender planeando y avanzando entre 0 y 1000m de profundidad sin dejar huella alguna de CO2 como los vehículos a motor convencionales.

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