SENSORES Y ADQUISIDORES DE DATOS

Los sensores para las mediciones marinas se clasifican en remotos (operados a distancia desde estaciones terrestres) e in situ (operados en forma directa desde plataformas navales). Entre otras variables, estos sensores pueden medir la velocidad de las corrientes, la presión, la temperatura, la salinidad (conductividad) y la concentración de oxígeno y de clorofila. En particular, es de interés estratégico impulsar el desarrollo de sistemas de monitoreo ambiental, incluyendo sensores de conductividad, temperatura, material en suspensión, presión, olas y flujo de aguas, como de sus plataformas (boyas, drones, en embarcaciones) debido a que los mismos son utilizados en un amplio espectro de actividades científicas y productivas. Asimismo la información recopilada por estos sistemas es sumamente valiosa y necesaria para cualquier toma de decisiones.

Objetivos
  • Desarrollar plataformas de monitoreo ambiental y sus sensores para la medición de conductividad, temperatura, material en suspensión, olas, presión, flujo de corrientes, parámetros meteorológicos, etc.
  • Desarrollar sistemas de interfaz entre sensores, sistemas de comunicación y plataformas autónomas y tripuladas.
  • Establecer un sistema de calibración confiable que asegure la calidad de los datos obtenidos.
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En elaboración.

RADARES

Argentina ha logrado autonomía en el desarrollo, producción, operación y mantenimiento de diferentes tipos de sensores radar, a partir de lo que ha implementado redes de radares secundarios (para la aeronavegación civil), de radares meteorológicos (para aplicaciones hidrológicas y meteorológicas) y de radares para seguridad y defensa. La radarización del mar argentino, tanto para objetivos de vigilancia como para objetivos de monitoreo (olas y corrientes superficiales) es aún materia pendiente en el país.

Existen diferentes tipos de radares para aplicaciones marinas, desde sistemas con alcance local hasta sistemas de alcance trans-horizonte (OTH por la sigla en inglés). Dadas las capacidades existentes en el país, es factible avanzar sobre distintas aplicaciones realizando los desarrollos e implementaciones. Dada la extensión del área marina del país, se requiere su radarización en distintas etapas que cubren distintas aplicaciones a fin de satisfacer los diversos requerimientos, comenzando por una red piloto de radares costeros de alta frecuencia que brinden información de oleaje y corrientes superficiales en modo operativo y brinden oportunidad de desarrollo de aplicaciones, que a mayor plazo crezca hasta conformar un sistema de observación de cobertura nacional.

Objetivos
  • Impulsar, en ambientes marinos, la tecnología radar de uso científico en Argentina.
  • Construir un prototipo de radar costero e implementar sus ensayos de prueba.
  • Diseñar un sistema de evaluación tecnológica para radares costeros de largo alcance.
  • Impulsar la implementación de un sistema nacional de radares costeros.
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En elaboración.

SATÉLITES

Argentina ha impulsado el desarrollo tecnológico para generar información espacial sobre nuestro territorio continental y marítimo. El satélite SAC-C, lanzado por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales en 2000, brindó información sobre la plataforma y las costas continentales hasta 2013. El satélite SAC-D Aquarius, lanzado en 2011, estuvo en órbita hasta 2015 y permitió recoger datos de salinidad y temperatura marinas y de otros parámetros oceanográficos y atmosféricos. Además, Argentina dispone también de los satélites geoestacionarios, ARSAT I y II, los cuales juegan un papel primordial en la trasmisión de las comunicaciones marinas. Actualmente se hallan en construcción dos satélites SAOCOM, destinados a registrar información complementaria a la obtenida por los satélites de observación y los sensores in situ localizados en el mar y las costas. También se encuentra en sus fases iniciales el desarrollo del satélite SABIA-Mar 1, dirigido a la medición de parámetros referidos al color del océano (concentración de clorofila, turbidez, coeficiente de atenuación, entre otros).

Objetivos
  • Completar el desarrollo de los satélites ARSAT III y SABIA-Mar 1.
  • Efectuar convocatorias regulares para el uso de datos satelitales del mar y las costas.
  • Promover la toma de datos físico-químicos in-situ, de forma continua, para la validación de las imágenes provenientes del SABIA-Mar 1.
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El lanzamiento del satélite SABIA-Mar 1 se proyecta para el año 2023. Los instrumentos que llevará a bordo (cámaras ópticas y térmicas) serán desarrollados en el país y requieren calibración y validación con información recogida in situ en las áreas costeras, la Plataforma y el Talud Continental. Otra de las características de SABIA-Mar 1 es la incorporación de receptores que le permitirán interactuar con estaciones de medición terrestres. La posibilidad de obtener datos a partir de otros sistemas de medición permitirá validar instrumentos de uso común y adaptar modelos regionales y globales a los contextos locales.

ACÚSTICA SUBMARINA

Los océanos, a diferencia de la atmósfera terrestre, son “opacos” a las ondas electromagnéticas, pero son “transparentes” a la transmisión de ondas acústicas. El sonido puede utilizarse en el mar tanto para la comunicación como para la observación, monitoreo, localización e identificación de objetos, organismos o contornos sumergidos. El sonido se propaga en el agua a una velocidad de aproximadamente 1.500 m/s y, dependiendo de la frecuencia y las condiciones ambientales, puede viajar a grandes distancias con muy poca atenuación. Ello hace posible el examen de grandes masas de agua en lapsos de tiempo mucho más cortos de los requeridos por otras metodologías.

Objetivos
  • Promover el desarrollo de instrumental hidroacústico de investigación científica.
  • Promover el desarrollo de modelos acústicos que sean convalidados con mediciones en el mar.
  • Establecer un área adecuada para ensayos acústicos y desarrollos relacionados.
  • Realizar mediciones controladas in-situ de parámetros acústicos con instrumental calibrado.
  • Explorar métodos alternativos de monitoreo acústico de organismos micro-planctónicos a frecuencias ultrasónicas.
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El creciente interés en recursos energéticos y mineros en cuencas offshore, ha impulsado el desarrollo y la comercialización de las tecnologías de comunicación y detección subacuática. La tecnología SONAR (SOund Navigation And Ranging) es valorada por sus aplicaciones al conocimiento del mar desde el punto de vista biológico, ecológico, químico y oceanográfico. Otras metodologías utilizan el SONAR de barrido lateral y correntómetros que operan por efecto Doppler (ADCP; Acoustic Doppler Current Profiler) los cuales, habiendo sido originalmente diseñados para medir velocidad de corrientes, registran también señales retro-dispersadas. El estudio del nivel de ruido en el mar resulta relevante por sus aplicaciones a estudios de impacto ambiental y a la detección de plataformas sumergidas. Aunque en general el equipamiento específico está disponible en el mercado internacional, el desarrollo nacional de equipamiento hidroacústico representa una alternativa rentable a largo plazo, ya que permitiría generar aplicaciones adaptadas al interés nacional y adquirir capacidades propias de mantenimiento.

PLATAFORMAS AUTÓNOMAS

Las plataformas autónomas son dispositivos capaces de albergar distintos tipos de sensores y que disponen de los servicios necesarios para preservar y transmitir los datos en forma remota. Estas plataformas pueden ser fijas (boyas, estaciones costeras y anclajes) o móviles (drones y gliders) y pueden usarse en forma combinada para obtener datos sobre vastas extensiones de mar. La disponibilidad de distintos tipos de plataformas autónomas permitirá efectuar registros de un gran número de parámetros oceanográficos y climáticos. Los datos recolectados por estas plataformas se complementarán con los obtenidos en las campañas de investigación marina y el monitoreo satelital y terrestre. La presencia de investigadores a bordo de las plataformas mejorará sensiblemente la calidad y el alcance de las mediciones.

wave glider - Liquid robotics.

wave glider – Liquid robotics.

Objetivos
  • Implementar el uso de plataformas fijas y móviles en las áreas de prioridad de Pampa Azul.
  • Instaurar un servicio nacional de mantenimiento y apoyo técnico para sistemas autónomos.
  • Establecer un sistema nacional para la medición remota de parámetros oceánicos.
  • Crear una red para el almacenamiento, gestión y procesamiento de datos originados en plataformas remotas.
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El uso de plataformas autónomas como drones submarinos y distintos tipos de gliders permite extender las áreas geográficas bajo exploración y ahorros considerables en los costos operativos. Las plataformas autónomas complementan muchas funciones de los buques de investigación y contribuyen a la captura de datos en forma semi-permanente. El uso de las mismas posibilitará un mejor abordaje de temas de gran interés internacional, como el cambio climático, su incidencia en la circulación oceánica y los cambios en la composición de las aguas.

wave glider - Liquid robotics.

wave glider – Liquid robotics.

Los desarrollos tecnológicos en el área de dispositivos autónomos pueden transferirse fácilmente a sectores económicos tales como la explotación de petróleo off shore, el aprovechamiento de energías no convencionales, la pesca y la maricultura con fuertes impactos potenciales en todos ellos. Algunos tipos de plataformas autónomas, así como muchos componentes de sus sensores y sistemas de comunicación, pueden ser construidos y mantenidos con capacidades existentes en Argentina, dando lugar al surgimiento de nuevos emprendimientos y empleos especializados. Asimismo, el mantenimiento de estos dispositivos y de los sistemas de medición requiere la asistencia de recursos humanos altamente capacitados.

VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS

El cambio climático y las actividades antropogénicas son fenómenos transfronterizos que producen constantes cambios en las condiciones tanto del mar como de la costa. En las últimas décadas los avances en los vehículos aéreos no tripulados (VANT), o drones, y la tecnología de sensores aerotransportados, junto a la capacidad de detección remota, rápido despliegue, alta disponibilidad y costos operativos relativamente bajos, han creado las condiciones propicias para el crecimiento de estas nuevas tecnologías que han venido para quedarse.

Metas y objetivos
  • Metas
    – Desarrollar vehículos aéreos no tripulados para la investigación y desarrollo del entorno marino, tanto para aplicaciones desde la costa como desde embarcaciones.
    – Desarrollo de sensores a bordo para aplicaciones específicas relacionadas a temas de I+D del mar.
    Creación del grupo humano que permita gestionar e implementar estas nuevas tecnologías.
  • Objetivos
    – Apoyar la investigación y desarrollo tanto del Mar Argentino como de sus costas.
    – Creación de una fuerte industria nacional de VANT y sensores que pueda insertarse competitivamente en el mercado internacional, creando las condiciones que tiendan al modelo del Triángulo de Sábato para el desarrollo de esta nueva tecnología.
    – Interacción con el resto de sistemas y sensores del complejo científico tecnológico argentino, adaptándose a las necesidades para generar información útil sin superposición de esfuerzos.
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Dentro del amplio rango de utilización de los VANT se encuentran las aplicaciones relacionadas a la investigación y desarrollo del entorno marino, entre otras:

  • Seguimiento de la erosión y la gestión costera, así como en el relevamiento preciso de la elevación de la costa mediante sensores fotogramétricos georreferenciados y LIDAR. Esta es una tarea repetitiva y tediosa, llevada a cabo en zonas generalmente no ideales para el vuelo, que pueden ser ejecutadas por los VANT, debido a que no se justifica poner en riesgo vidas humanas en su realización.
  • Evaluación de la eficacia de los santuarios de diferentes especies marinas, siendo los drones una herramienta ideal dado el bajo impacto en los animales, ya que pueden observarlos desde distancia sin causar ningún daño.
  • Monitoreo de la calidad de aguas costeras y estuarinas, por medio de la teledetección de la reflectancia de la luz en la superficie del agua mediante cámaras multi- e hiperespectrales a bordo.
  • Monitoreo de contaminación marina por residuos plásticos, combustibles, pesticidas y herbicidas, fertilizantes y detergentes, etc., así como el seguimiento de floraciones de algas u otros organismos. El rápido despliegue de los VANT permite tener una perspectiva de la magnitud del problema y tomar acciones.
  • Recolección de datos “off line” de sensores instalados fuera del alcance de transmisiones radiales a la costa y que no se requiere disponibilidad de datos en tiempo real.