Un vehículo submarino operado a distancia (ROUV) [ cita necesaria ] o vehículo operado a distancia (ROV) es una embarcación sumergible que nada libremente y que se utiliza para realizar tareas físicas, de observación e inspección submarinas, como operaciones de válvulas, funciones hidráulicas y otras tareas generales dentro del submarino. Industria del petróleo y el gas, aplicaciones militares, científicas y otras. Los ROV también pueden llevar paquetes de herramientas para realizar tareas específicas, como la extracción y conexión de líneas de flujo flexibles y umbilicales, y el reemplazo de componentes. [1]
Este significado es diferente al de los vehículos de control remoto que operan en tierra o en el aire. [ se necesita aclaración ] Los ROV están desocupados, generalmente son muy maniobrables y son operados por una tripulación, ya sea a bordo de una embarcación/plataforma flotante o en tierra próxima. Son comunes en industrias de aguas profundas, como la extracción de hidrocarburos en alta mar . Por lo general, aunque no necesariamente, están unidos a un barco anfitrión mediante una correa de flotabilidad neutra o, a menudo, cuando se trabaja en condiciones difíciles o en aguas más profundas, se utiliza un cable umbilical de transporte de carga junto con un sistema de gestión de correas (TMS). El TMS es un dispositivo similar a un garaje que contiene el ROV durante el descenso a través de la zona de chapoteo o, en ROV de trabajo más grandes, un conjunto separado montado en la parte superior del ROV. El objetivo del TMS es alargar y acortar la correa para minimizar el efecto de arrastre del cable donde hay corrientes submarinas. El cable umbilical es un cable blindado que contiene un grupo de conductores eléctricos y fibra óptica que transportan señales de energía eléctrica, video y datos entre el operador y el TMS. Cuando se utiliza, el TMS luego transmite las señales y la energía para el ROV a través del cable de sujeción. Una vez en el ROV, la energía eléctrica se distribuye entre los componentes del ROV. Sin embargo, en aplicaciones de alta potencia, la mayor parte de la energía eléctrica impulsa un motor eléctrico de alta potencia que impulsa una bomba hidráulica . Luego, la bomba se utiliza para propulsión y para alimentar equipos como herramientas de torsión y brazos manipuladores donde sería demasiado difícil implementar motores eléctricos bajo el agua. La mayoría de los ROV están equipados con al menos una cámara de vídeo y luces. Comúnmente se agrega equipo adicional para ampliar las capacidades del vehículo. Estos pueden incluir sonares , magnetómetros , una cámara fija, un manipulador o brazo cortante, muestreadores de agua e instrumentos que miden la claridad del agua, la temperatura del agua, la densidad del agua, la velocidad del sonido, la penetración de la luz y la temperatura. [2]
En la industria del buceo profesional y de la contratación marítima, se utiliza el término vehículo operado a distancia (ROV). [3] [4] [5] [1]
Los ROV sumergibles normalmente se clasifican en categorías según su tamaño, peso, capacidad o potencia. Algunas calificaciones comunes son:
Los ROV sumergibles pueden "nadar libremente" cuando operan con flotabilidad neutral sujetos a una correa desde el barco o plataforma de lanzamiento, o pueden estar "guardados" cuando operan desde un "garaje" sumergible o "tophat" sujeto a una correa sujeta al pesado Garaje que se baja desde la nave o plataforma. Ambas técnicas tienen sus pros y sus contras; [ Se necesita aclaración ] Sin embargo, el trabajo muy profundo normalmente se realiza en un garaje. [6]
En las décadas de 1970 y 1980, la Royal Navy utilizó "Cutlet", un sumergible operado a distancia, para recuperar torpedos y minas de práctica. RCA (Noise) mantuvo el sistema "Cutlet 02" con base en los campos de tiro de BUTEC, mientras que el sistema "03" tenía su base en la base de submarinos en Clyde y era operado y mantenido por personal de RN.
La Marina de los EE. UU. financió la mayor parte del desarrollo inicial de la tecnología ROV en la década de 1960 en lo que entonces se denominó "Vehículo de recuperación submarina controlado por cable" (CURV). Esto creó la capacidad de realizar operaciones de rescate en aguas profundas y recuperar objetos del fondo del océano, como una bomba nuclear perdida en el Mar Mediterráneo después del accidente del Palomares B-52 en 1966 . Aprovechando esta base tecnológica; La industria del petróleo y el gas en alta mar creó los ROV de clase laboral para ayudar en el desarrollo de campos petroleros en alta mar. Más de una década después de su introducción, los ROV se volvieron esenciales en la década de 1980, cuando gran parte del nuevo desarrollo marino excedía el alcance de los buzos humanos. A mediados de la década de 1980, la industria de los ROV marinos sufrió un grave estancamiento en el desarrollo tecnológico causado en parte por una caída del precio del petróleo y una recesión económica mundial. Desde entonces, el desarrollo tecnológico en la industria de los ROV se ha acelerado y hoy en día los ROV realizan numerosas tareas en muchos campos. Sus tareas van desde la simple inspección de estructuras, tuberías y plataformas submarinas , hasta la conexión de tuberías y la colocación de colectores submarinos. Se utilizan ampliamente tanto en la construcción inicial de un desarrollo submarino como en la reparación y mantenimiento posteriores. [7] La industria del petróleo y el gas se ha expandido más allá del uso de ROV de clase laboral a mini ROV, que pueden ser más útiles en entornos menos profundos. Son de menor tamaño, lo que a menudo permite menores costos y tiempos de implementación más rápidos. [8]
Los ROV sumergibles se han utilizado para identificar muchos naufragios históricos, incluidos el RMS Titanic , el Bismarck , el USS Yorktown , el SMU -111 y el SS Central America . En algunos casos, como el Titanic y el SS Centroamérica , se han utilizado ROV para recuperar material del fondo marino y llevarlo a la superficie. [9] [10]
Si bien la industria del petróleo y el gas utiliza la mayoría de los ROV, otras aplicaciones incluyen la ciencia, el ejército y el salvamento. El ejército utiliza ROV para tareas como inspección y limpieza de minas . El uso de la ciencia se analiza a continuación.
Los ROV de clase laboral están construidos con un gran paquete de flotación encima de un chasis de aluminio para proporcionar la flotabilidad necesaria para realizar una variedad de tareas. La sofisticación de la construcción del marco de aluminio varía según el diseño del fabricante. A menudo se utiliza espuma sintáctica como material de flotación. Se puede instalar un patín de herramientas en la parte inferior del sistema para acomodar una variedad de sensores o paquetes de herramientas. Al colocar los componentes ligeros en la parte superior y los componentes pesados en la parte inferior, el sistema general tiene una gran separación entre el centro de flotabilidad y el centro de gravedad : esto proporciona estabilidad y rigidez para trabajar bajo el agua. Los propulsores se colocan entre el centro de flotabilidad y el centro de gravedad para mantener la estabilidad de actitud del robot en las maniobras. Se pueden utilizar varias configuraciones de propulsor y algoritmos de control para proporcionar un control posicional y de actitud adecuado durante las operaciones, particularmente en aguas con mucha corriente. Los propulsores suelen tener una configuración vectorial equilibrada para proporcionar el control más preciso posible.
Los componentes eléctricos pueden estar en compartimentos herméticos llenos de aceite o en compartimentos de una atmósfera para protegerlos de la corrosión en el agua de mar y de ser aplastados por la presión extrema ejercida sobre el ROV mientras trabaja en profundidad. El ROV estará equipado con propulsores, cámaras , luces, correa, un marco y controles piloto para realizar el trabajo básico. [11] Se pueden instalar sensores adicionales, como manipuladores y sonares, según sea necesario para tareas específicas. [12] Es común encontrar ROV con dos brazos robóticos; cada manipulador puede tener una mandíbula de agarre diferente. Las cámaras también pueden estar protegidas contra colisiones.
La mayoría de los ROV de clase laboral se construyen como se describe anteriormente; sin embargo, este no es el único estilo en el método de construcción de ROV. Los ROV más pequeños pueden tener diseños muy diferentes, cada uno de ellos apropiado para la tarea prevista. Los ROV más grandes comúnmente se despliegan y operan desde embarcaciones, por lo que el ROV puede tener patines de aterrizaje para recuperarlo en la cubierta.
Los vehículos operados remotamente tienen tres configuraciones básicas. Cada uno de estos trae consigo limitaciones específicas.
Los ROV de reconocimiento o inspección son generalmente más pequeños que los ROV de clase laboral y, a menudo, se subclasifican como Clase I: Sólo observación o Clase II Observación con carga útil. [14] Se utilizan para ayudar en los estudios hidrográficos, es decir, la ubicación y posicionamiento de estructuras submarinas, y también para trabajos de inspección, por ejemplo, estudios de tuberías, inspecciones de camisas e inspección de cascos marinos de embarcaciones. Los ROV de reconocimiento (también conocidos como "globos oculares"), aunque más pequeños que los de clase laboral, a menudo tienen un rendimiento comparable con respecto a la capacidad de mantener la posición en las corrientes y, a menudo, llevan herramientas y equipos similares: iluminación, cámaras, sonar, línea de base ultracorta ( USBL), espectrómetro Raman , [15] y luz estroboscópica dependiendo de la capacidad de carga útil del vehículo y las necesidades del usuario.
Las operaciones de ROV junto con operaciones de buceo simultáneas están bajo la supervisión general del supervisor de buceo por razones de seguridad. [3]
La Asociación Internacional de Contratistas Marinos (IMCA) publicó directrices para la operación offshore de ROV en operaciones combinadas con buzos en el documento Intervención de vehículos operados remotamente durante operaciones de buceo (IMCA D 054, IMCA R 020), destinado a uso tanto de contratistas como de clientes. [dieciséis]
Los ROV han sido utilizados por varias armadas durante décadas, principalmente para la caza y destrucción de minas.
,_retrieves_a_mine_neutralization_vehicle_(MNV)_after_the_device_conducted_an_underwater_water_mine_survey.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
En octubre de 2008, la Marina de los EE. UU. comenzó a mejorar sus sistemas de rescate pilotados localmente, basados en el Mystic DSRV y naves de apoyo, con un sistema modular, el SRDRS, basado en un ROV tripulado y atado llamado módulo de rescate presurizado (PRM). Esto siguió a años de pruebas y ejercicios con submarinos de flotas de varias naciones. [17] También utiliza el ROV no tripulado Sibitzky para la inspección de submarinos discapacitados y la preparación del submarino para el PRM.
La Marina de los EE. UU. también utiliza un ROV llamado AN/SLQ-48 Mine Neutralization Vehicle (MNV) para la guerra contra minas . Puede alejarse 910 m (1000 yardas) del barco gracias a un cable de conexión y puede alcanzar 610 m (2000 pies) de profundidad. Los paquetes de misiones disponibles para MNV se conocen como MP1, MP2 y MP3. [18]
Las cargas son detonadas mediante una señal acústica procedente del barco.
El vehículo submarino no tripulado (UUV) autónomo AN/BLQ-11 está diseñado para tener capacidad de contramedidas de minas encubiertas y puede lanzarse desde ciertos submarinos. [19]
Los ROV de la Marina de los EE. UU. solo se encuentran en los barcos de contramedidas contra minas clase Avenger . Después de la inmovilización del USS Guardian (MCM-5) y el desmantelamiento del USS Avenger (MCM-1) y el USS Defender (MCM-2) , sólo 11 dragaminas estadounidenses siguen operando en las aguas costeras de Bahrein ( USS Sentry (MCM-3). ) , USS Devastator (MCM-6) , USS Gladiator (MCM-11) y USS Dextrous (MCM-13) ), Japón ( USS Patriot (MCM-7) , USS Pioneer (MCM-9) , USS Warrior (MCM- 10) y USS Chief (MCM-14) ), y California ( USS Champion (MCM-4) , USS Scout (MCM-8) y USS Ardent (MCM-12) ). [20]
El 19 de agosto de 2011, se estaba probando un submarino robótico fabricado por Boeing , denominado Echo Ranger, para su posible uso por parte del ejército estadounidense para acechar aguas enemigas, patrullar puertos locales en busca de amenazas a la seguridad nacional y explorar los fondos oceánicos para detectar peligros ambientales. [21] La Armada noruega inspeccionó el barco Helge Ingstad mediante el dron submarino noruego Blueye Pioneer. [22]
A medida que aumentan sus capacidades, las armadas, los guardacostas y las autoridades portuarias de todo el mundo también adoptan cada vez más ROV más pequeños, incluidos la Guardia Costera y la Marina de los EE. UU., la Marina Real de los Países Bajos, la Armada de Noruega, la Marina Real y la Guardia Fronteriza Saudita. . También han sido ampliamente adoptados por los departamentos de policía y los equipos de búsqueda y recuperación. Útil para una variedad de tareas de inspección submarina, como eliminación de artefactos explosivos (EOD), meteorología, seguridad portuaria, contramedidas de minas (MCM) e inteligencia, vigilancia y reconocimiento marítimo (ISR). [23]
La comunidad científica también utiliza ampliamente los ROV para estudiar el océano. Se han descubierto o estudiado varios animales y plantas de aguas profundas en su entorno natural mediante el uso de ROV; los ejemplos incluyen la medusa Stellamedusa ventana y los halosaurios parecidos a anguilas . En los EE. UU., se realizan trabajos de vanguardia en varias instituciones oceanográficas públicas y privadas, incluido el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI), la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) (con Nereus ) y la Universidad de Rhode Island / Instituto. de Exploración (URI/IFE). [24] [25] En Europa, el Instituto Alfred Wegener utiliza ROV para estudios de hielo marino en el Ártico y la Antártida, incluida la medición de la corriente de hielo, [26] la transmitancia de luz, [27] sedimentos, oxígeno, nitrato, temperatura del agua de mar y salinidad. Para estos fines, está equipado con un sonar de haz único y multihaz, espectrorradiómetro , manipulador, fluorómetro , conductividad/temperatura/profundidad (medición de salinidad) (CTD), optodo y espectrómetro UV. [28]
Los ROV científicos adoptan muchas formas y tamaños. Dado que las buenas imágenes de vídeo son un componente central de la mayoría de las investigaciones científicas en aguas profundas, los ROV de investigación tienden a estar equipados con sistemas de iluminación de alto rendimiento y cámaras de calidad de transmisión. [29] Dependiendo de la investigación que se esté realizando, un ROV científico estará equipado con varios dispositivos y sensores de muestreo. Muchos de estos dispositivos son componentes experimentales únicos y de última generación que han sido configurados para funcionar en el entorno extremo de las profundidades del océano. Los ROV científicos también incorporan una gran cantidad de tecnología desarrollada para el sector de los ROV comerciales, como manipuladores hidráulicos y sistemas de navegación submarina de alta precisión. También se utilizan para proyectos de arqueología subacuática como el Proyecto Mardi Gras Shipwreck en el Golfo de México [30] [31] y el proyecto CoMAS [32] en el Mar Mediterráneo. [33]
Existen varios sistemas más grandes de alta gama que se destacan por sus capacidades y aplicaciones. El desarrollo del vehículo Tiburon de MBARI costó más de 6 millones de dólares estadounidenses y se utiliza principalmente para investigaciones hidrotermales y de aguas medias en la costa oeste de Estados Unidos. [34] El sistema Jason de WHOI ha hecho muchas contribuciones significativas a la investigación oceanográfica de aguas profundas y continúa funcionando en todo el mundo. El Hercules ROV de URI/IFE es uno de los primeros ROV científicos que incorpora completamente un sistema de propulsión hidráulica y está equipado de manera única para estudiar y excavar naufragios antiguos y modernos. El sistema ROPOS de la Instalación Científica Sumergible de Canadá es utilizado continuamente por varias instituciones y universidades líderes en ciencias oceánicas para tareas desafiantes, como la recuperación y exploración de respiraderos de aguas profundas para el mantenimiento y despliegue de observatorios oceánicos. [35]
El programa educativo de vehículos submarinos operados remotamente (ROV) SeaPerch es una herramienta y un kit educativos que permite a los estudiantes de primaria, secundaria y preparatoria construir un vehículo submarino simple, operado remotamente, a partir de tuberías de cloruro de polivinilo (PVC) y otros materiales fáciles de fabricar. . El programa SeaPerch enseña a los estudiantes habilidades básicas en diseño de barcos y submarinos y los alienta a explorar arquitectura naval y conceptos de ingeniería marina y oceánica . SeaPerch está patrocinado por la Oficina de Investigación Naval , como parte de la Responsabilidad Naval Nacional de Ingeniería Naval (NNRNE), y el programa está administrado por la Sociedad de Arquitectos Navales e Ingenieros Marinos . [36]
Otro uso innovador de la tecnología ROV se produjo durante el Proyecto Mardi Gras Shipwreck. El "Naufragio del Mardi Gras" se hundió hace unos 200 años a unas 35 millas de la costa de Luisiana , en el Golfo de México , a 1.200 metros (4.000 pies) de profundidad. El naufragio, cuya verdadera identidad sigue siendo un misterio, permaneció olvidado en el fondo del mar hasta que fue descubierto en 2002 por un equipo de inspección de yacimientos petrolíferos que trabajaba para la Okeanos Gas Gathering Company (OGGC). En mayo de 2007, se lanzó una expedición, dirigida por la Universidad Texas A&M y financiada por OGGC en virtud de un acuerdo con el Servicio de Gestión de Minerales (ahora BOEM ), para llevar a cabo la excavación arqueológica científica más profunda jamás intentada en ese momento para estudiar el sitio en el fondo marino. y recuperar artefactos para una eventual exhibición pública en el Museo Estatal de Luisiana . Como parte del alcance educativo, Nautilus Productions en asociación con BOEM , la Universidad Texas A&M, la Red de Arqueología Pública de Florida [37] y Veolia Environmental produjeron un documental en HD de una hora de duración [38] sobre el proyecto, videos cortos para visualización pública y videos proporcionados. actualizaciones durante la expedición. [39] Las imágenes de vídeo del ROV fueron una parte integral de esta divulgación y se utilizaron ampliamente en el documental Mystery Mardi Gras Shipwreck . [40]
El Centro Marine Advanced Technology Education (MATE) utiliza ROV para enseñar a estudiantes de secundaria, preparatoria, colegios comunitarios y universidades sobre carreras relacionadas con los océanos y ayudarlos a mejorar sus habilidades en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. La competencia anual de ROV para estudiantes de MATE desafía a equipos de estudiantes de todo el mundo a competir con los ROV que ellos diseñan y construyen. La competencia utiliza misiones realistas basadas en ROV que simulan un entorno laboral de alto rendimiento, enfocándose en un tema diferente que expone a los estudiantes a muchos aspectos diferentes de las habilidades y ocupaciones técnicas relacionadas con el mar. La competencia de ROV está organizada por MATE y el Comité ROV de la Marine Technology Society y financiada por organizaciones como la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y Oceaneering , y muchas otras organizaciones que reconocen el valor. de estudiantes altamente capacitados con habilidades tecnológicas como diseño, ingeniería y pilotaje de ROV. MATE se estableció con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias y tiene su sede en Monterey Peninsula College en Monterey, California . [41]
.jpg/1280px-Deep_Discoverer_(51816198671).jpg)
A medida que las cámaras y los sensores han evolucionado y los vehículos se han vuelto más ágiles y fáciles de pilotar, los ROV se han vuelto populares, especialmente entre los realizadores de documentales, debido a su capacidad para acceder a áreas profundas, peligrosas y confinadas a las que los buzos no pueden acceder. No hay límite en cuanto a cuánto tiempo puede estar sumergido un ROV y capturar imágenes, lo que permite obtener perspectivas nunca antes vistas. [66] Los ROV se han utilizado en la filmación de varios documentales, incluidos Shark Men de Nat Geo y The Dark Secrets of the Lusitania y el BBC Wildlife Special Spy in the Huddle. [67]
Debido a su amplio uso por parte de los servicios militares, policiales y de guardacostas, los ROV también han aparecido en dramas criminales como la popular serie CSI de CBS .
Con un mayor interés en el océano por parte de muchas personas, tanto jóvenes como mayores, y la mayor disponibilidad de equipos que alguna vez fueron costosos y no disponibles comercialmente, los ROV se han convertido en un pasatiempo popular entre muchos. Este pasatiempo implica la construcción de pequeños ROV que generalmente están hechos de tuberías de PVC y a menudo pueden sumergirse a profundidades de entre 50 y 100 pies, pero algunos han logrado llegar a 300 pies. Este nuevo interés en los ROV ha llevado a la formación de muchas competiciones, incluidas MATE (Marine Advanced Technology Education) y NURC (National Underwater Robotics Challenge). Se trata de competiciones en las que los competidores, normalmente escuelas y otras organizaciones, compiten entre sí en una serie de tareas utilizando ROV que ellos mismos han construido. [68] La mayoría de los ROV para aficionados se prueban en piscinas y lagos donde el agua está tranquila, sin embargo, algunos han probado sus propios ROV personales en el mar. Sin embargo, hacerlo crea muchas dificultades debido a las olas y corrientes que pueden hacer que el ROV se desvíe de su rumbo o tenga dificultades para avanzar a través de las olas debido al pequeño tamaño de los motores que están instalados en la mayoría de los ROV aficionados. [69]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda ){{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda ){{cite web}}: |first=tiene nombre genérico ( ayuda )Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ) Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )