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Estudios marítimos y meteorológicos

Boyas al mar

Entran en actividad este mismo año nuevos aparatos flotantes de recolección de datos

068-071_Boias_198Infografía: Ana Paula Campos / Ilustraciones: Pedro HamdanEl desarrollo de dos boyas de monitoreo meteorológico y de las condiciones del mar le permitirá a Brasil contar con la tecnología necesaria para realizar estudios y operaciones oceanográficas en aguas profundas. Dichos aparatos se fabricarán por primera en el país. Ambos proyectos se llevan adelante en la empresa Ambidados – Soluções em Monitoramento Ambiental, con sede en Río de Janeiro; uno mediante un convenio con la Universidad Federal de dicho estado brasileño (UFRJ), con financiamiento de Petrobras, y el otro en asociación con la Universidad de São Paulo (USP), en este caso, con el apoyo de la FAPESP. El lanzamiento al mar de la boya de la USP, que se concretará este mismo año, constituirá una de las primeras misiones del buque oceanográfico Alpha Crucis, adquirido recientemente por la institución académica.

Wilsa Atella, una de las socias de Ambidados, explica que esas boyas oceanográficas servirán para recopilar datos meteorológicos importantes y monitorear el ambiente marino en alta mar. Están equipadas con sensores que miden la velocidad de los vientos, la cantidad de lluvia, la humedad relativa del ambiente, la radiación solar, la presión atmosférica, la concentración de dióxido de carbono (CO2), la temperatura del aire y del agua del mar, la salinidad, las corrientes y las olas, por ejemplo. A tal efecto, quedan fondeadas en un punto específico del océano, desde donde envían la información recolectada a un satélite, que a su vez se la retransmite a un sistema computacional que luego sube los datos a internet. “Esta información es utilizada en puertos y empresas offshore [en alta mar], y también la emplean los investigadores en sus proyectos científicos”, dice Wilsa.

Plataformas de petróleo
La boya meteo-oceanográfica (BMO) tiene un formato cilíndrico, 2,5 metros de diámetro y 1,20 de altura, y pesa 400 kilos. Su desarrollo empezó en 2010, debido a una solicitud del Centro de Investigaciones y Desarrollo Leopoldo Américo Miguez de Mello (Cenpes), de  Petrobras. “Esta boya es importante para la monitorización meteo-oceanográfica de las regiones oceánicas en aguas profundas, hacia donde se están desplazando las plataformas de explotación de petróleo de Petrobras y de otras empresas”, dice Wilsa, quien informa asimismo que se fabricarán de entrada dos BMO. Una ya ha sido entregada Petrobras y será llevada al mar este mismo año, en tanto que la otra estará lista en septiembre.

Ambidados desarrolla otra boya, que se encuentra en proceso de finalización en la empresa, llamada Atlas-B, en asociación con el Instituto Oceanográfico (IO) de la USP. Según el profesor Edmo Campos, del Departamento de Oceanografía Física, Química y Geológica del IO, la idea de desarrollarla surgió en 2004, luego del huracán Catarina, que azotó al sur del país en marzo de ese año. Dicho episodio dejó claro que la meteorología brasileña no estaba preparada para pronosticar fenómenos de esa índole, que requieren conocimiento tanto de las condiciones del mar donde el huracán se forma como de la temperatura media de una capa de agua de 100 a 200 metros.

En la UFRJ: boya fabricada para Petrobras

AMBIDADOSEn la UFRJ: boya fabricada para Petrobras AMBIDADOS

Según Campos, el desarrollo de la boya Atlas-B tiene dos objetivos principales. El primero es meteorológico, pues implica mejorar los pronósticos del tiempo y el conocimiento de las condiciones del mar en las regiones cercanas a aquélla donde la boya quedará fondeada. El segundo es establecer una serie temporal de esos pronósticos, a los efectos de hacer un seguimiento de posibles cambios climáticos. “Es un proyecto pionero en Brasil”, asegura el investigador de la USP. “Nuestro país siempre se ha destacado en la oceanografía costera. Y ahora hemos construido un sistema de monitorización de las condiciones oceánicas y atmosféricas en zonas de aguas profundas. Asimismo, por primera vez estamos llevando a cabo el proceso completo: proyectándola, construyéndola, lanzándola y haciendo el mantenimiento de la boya.”

La intención inicial era comprar boyas Atlas, las mismas que se emplean en el Proyecto Pirata, un programa de monitoreo de las aguas del océano Atlántico tropical, entre América y África, desde la latitud 20º Sur (más o menos a la altura de la ciudad de Vitória, capital de Espírito Santo) hasta la latitud 20º Norte (en la región del Caribe), desarrollado conjuntamente por Estados Unidos, Brasil y Francia. En ese espacio existen 16 boyas fabricadas por los norteamericanos para la National Oceanic & Atmospheric Administration (Noaa) o Administración Oceánica y Atmosférica Nacional. “En lugar de vendernos las boyas, los americanos nos sugirieron que fabricásemos otras, iguales a las Atlas”, comenta Campos. “Nos transfirieron la tecnología para hacer copias. Por eso a las que estamos fabricando acá las llamamos Atlas-B.”

A partir de entonces, Campos y su equipo empezaron a buscar una empresa de ingeniería que fuese capaz de construir la boya Atlas-B. Fue así como llegaron a Ambidados y sellaron el contrato en marzo de 2011. “Inmediatamente les suministramos todas las especificaciones de lo que pretendíamos, y ellos empezaron a desarrollar la boya”, comenta Campos. “Para este proyecto recibimos 500 mil reales en el marco del programa de cambios climáticos de la FAPESP, con un proyecto coordinado por el profesor Tércio Ambrizzi, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP, 500 mil reales del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología – Cambios Climáticos, y otros 500 mil reales del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico [CNPq].”

La boya Atlas-B, elaborada con los mismos materiales –fibra de vidrio, acero y aluminio– y de tamaño similar al de la BMO, tiene un formato un tanto distinto, llamado toroidal (parecido a una boya salvavidas o un neumático). En la parte que permanecerá arriba del agua va una pequeña torre, de casi dos metros de altura, donde se instalarán diferentes sensores: pluviómetros, que miden la cantidad de lluvia, anemómetros, cuya función consiste en apuntar la dirección y la velocidad del viento, un espectrorradiómetro, que verifica la radiación solar incidente, GPS y termómetros, aparte de medidores de la humedad relativa del ambiente y de concentración de CO2.

La boya Atlas es una copia autorizada de un artefacto similar norteamericano

NOAALa boya Atlas es una copia autorizada de un artefacto similar norteamericanoNOAA

En la parte sumergida también habrá una torre, menor que la de arriba, pero invertida, cabeza abajo. De la parte más baja saldrá un cable de 4 mil metros de extensión, cuya punta quedará fijada al fondo del mar. La boya se ubicará en un punto específico de la superficie situado en la región donde se formó el huracán Catarina, a 600 kilómetros mar adentro del cabo de Santa Marta, en la costa de Santa Catarina. En los primeros 500 metros de cable partiendo desde la boya, también se instalarán sensores, entre los cuales se cuentan los fluorómetros, destinados a medir la concentración de flúor, y los espectrorradiómetros, para verificar la radiación solar que penetra en el agua, además de instrumentos que miden la salinidad y la temperatura del agua.

Vía satélite
Todos los datos recabados por los sensores instalados en la boya serán administrados por un sistema de computación llamado Datalogue, desarrollado por el equipo de Campos en el IO de la USP. “Luego de pasar por el Datalogue, la información pasará a un módulo de transmisión que la retransmitirá al sistema de satélites Argos, que reúne datos ambientales de plataformas autónomas de todo el mundo”, explica Campos. “Desde los satélites, los datos se envían a internet.”

Según el investigador de la USP, en un primer momento se construirán dos Atlas-B. La primera está casi lista y será lanzada al mar el día 1° de noviembre desde el buque Alpha Crucis. Para hacer ese lanzamiento, el proyecto percibió 200 mil reales provenientes del Núcleo de Apoyo a la Investigación en Cambios Climáticos de la USP. “La primera boya estará en actividad durante el lapso de un año”, dice Campos. “Luego será reemplazada por otra igual. Lo que se pretende es mantener esa alternancia durante mucho tiempo, a los efectos de producir series de tiempo ininterrumpidas y extensas, vinculadas con los estudios climáticos. Los recursos por valor de un millón y medio de reales que nos concedieron la FAPESP, el CNPq y el INCT se destinan a la construcción de esas dos primeras boyas. Ambas servirán para demostrar que somos capaces de fabricar, fondear y operar boyas iguales a las boyas Atlas, empleadas en el marco del Proyecto Pirata.”

Además de los modelos BMO y Atlas-B, Ambidados ha desarrollado un tercer producto, el Ondaleta, un instrumento destinado a la monitorización de la marea y las olas en los puertos. El mismo se compone de una unidad que posee una caja de PVC y que contiene los sistemas electrónicos y un sensor de presión, sumada a un tubo de cobre que va al agua. Este conjunto es capaz de medir la altura de la marea y la de las ondas, y el lapso entre ambas (el tiempo entre una y otra). Va conectado a otra unidad que puede instalarse en una empresa propietaria de buques, por ejemplo. “La comunicación entre ambas unidades podrá hacerse en tiempo real por radio o vía fibra óptica”, dice Wilsa. “Hemos desarrollado también un software específico, que permite que el cliente configure el sensor según sus necesidades.”

La patente del Ondaleta pertenece al Cenpes, de Petrobras, y le fue cedida a Ambidados en 2010, que le paga regalías a la compañía petrolífera. “Era solamente un prototipo”, dice Wilsa. “Con recursos propios y del Cenpes, hemos desarrollado el producto comercial y la interfaz online. Hasta ahora le hemos vendido cinco unidades a empresas”. Ambidados es una empresa de base tecnológica creada en 2006 por investigadores egresados del Programa de Ingeniería Oceánica de la Coppe, y fue instalada en 2007 en la incubadora de la propia institución. En abril de este año, la empresa se mudó al Parque Tecnológico de Río de Janeiro, situado dentro del campus de la UFRJ, en Ilha do Fundão, en Río. “Nuestros principales clientes son Petrobras y Vale”, dice Wilsa. “Actualmente la plantilla de personal asciende a 31 empleados. Este año facturaremos 3 millones de reales.”

El proyecto
Impact of the southwestern atlantic ocean on south american climate for the 20th and 21st centuries (nº 2008/58101-9); Modalidad Proyecto Temático del Programa FAPESP de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG); Coordinador Tercio Ambrizzi – USP; Inversión R$ 2.075.788,51 y US$ 583.427,37 (FAPESP)

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