Mérida, Yucatán. 21 de julio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Nuevo Pirata del Caribe, es el nombre coloquial asignado un vehículo autónomo submarino robotizado que se dedicará exclusivamente desarrollado por científicos mexicanos de la Unidad de Energía Renovable (UER) y la Unidad de Ciencias del Agua (UCIA) del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) y que será utilizado exclusivamente para la identificación y monitoreo del pez león (Pterois antennata).Es el equipo de mayor desarrollo tecnológico y más poderoso utilizado para el control de esta especie invasora que ya provoca daños irreversibles en arrecifes del Caribe mexicano.
El submarino permitirá recorrer áreas de arrecife y del mar a profundidades de 40 metros y monitorear el comportamiento del pez león. Con la información recabada ase podrán proponer estrategias innovadoras de control y manejo de esta especie. La idea es que se puedan dirigir las actividades de investigación según las zonas de mayor o menor invasión, pues actualmente la mayoría de los esfuerzos de investigación se han concentrado en aguas someras sin determinación de sitios o zonas prioritarias.
El proyecto se encuentra en 30 por ciento de avance y los investigadores cuentan con un prototipo del robot submarino físico y un prototipo en construcción de la estación y ya se ha realizado un número considerable de simulaciones que han resultado exitosas. En un enfoque más amplio y multidisciplinario, el proyecto integra conocimientos de biología y ecología marina, visión artificial, localización, control, seguimiento de trayectorias conforme a las perturbaciones naturales del medio, energía renovable y robótica submarina.
El Dr. Adán Caballero Vázquez, investigador de la Unidad de Ciencias del Agua del CICY y uno de los científicos que lideran el estudio y la caracterización de la problemática de la invasión del pez león (Pterois antennata), explicó que se han desarrollado diversas estrategias de control y manejo de este pez.
De hecho, una de las acciones más relevantes es el permanente monitoreo de la presencia del pez león en el Caribe mexicano, particularmente en las costas de Quintana Roo, para entender su proceso de establecimiento. Con la información obtenida a lo largo de estos años, se van a generar mapas de riesgo de la especie para todo el Caribe que le corresponde a México.
Dijo que en el gran Caribe, el pez león se localiza sobre todo en zonas arrecifales, a profundidades que oscilan entre los cero a los 300 metros. Los organismos más pequeños generalmente se localizan en zonas someras entre los cero y 10 metros y las especies de tallas mayores se localizan en un perfil de profundidad de los 10 metros y hasta la profundidad de mayor registro actual que es de 300 metros.
Para entender la problemática de la invasión del pez león en zonas profundas, el investigador ha colaborado estrechamente desde hace algunos años con el Dr. Víctor Manuel Ramírez Rivera, investigador de la Unidad de Energía Renovable del CICY, para diseñar y construir un vehículo robótico que permitiera monitorear el pez león a profundidades en donde no se puede llegar mediante buceo autónomo.
La iniciativa derivó en el proyecto “Diseño, construcción e implementación de un vehículo submarino autónomo alimentado por energías renovables, para la localización, cuantificación y monitoreo del pez león, especie invasora en el Caribe mexicano” que es financiado con 4 millones de pesos de recursos de Proyectos de Desarrollo Científico para Atender Problemas Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Adán Caballero Vázquez explicó que con el diseño del modelo robótico no solo se podrá caracterizar la invasión del pez león sino se podrá también obtener información de los peces arrecifales en las diferentes zonas de estudio, caracterizar la complejidad del hábitat y tomar una serie de parámetros físicos y químicos de la zona de relevancia para entender la problemática de invasión en zonas profundas y poder tener herramientas de control y manejo mejor dirigidas.
La Agencia Informativa Conacyt entrevistó al doctor Víctor Ramírez Rivera, investigador de la Unidad de Energía Renovable del CICY, quien explicó que el gran problema que se presenta en los vehículos autónomos submarinos (AUV, por sus siglas en inglés) es el suministro de energía, ya que usualmente solo pueden estar debajo del agua durante alrededor de una hora, tras lo que deben regresar a la superficie para recargarse.
No solo representa un mayor gasto económico y energético sino que implica también la emisión de contaminantes de las lanchas utilizadas para este tipo de labores. La propuesta de los científicos mexicanos es que el robot regrese a una estación marina que cuente con una tecnología híbrida que permita recargar al vehículo durante sus exploraciones.
Inicialmente el proyecto consideró que el robot submarino pudiera realizar exploraciones por periodos mayores a seis horas. “Así cubrimos una superficie lo suficientemente grande para hacer el mapeo de esta especie invasora que está afectando el mar Caribe”, dijo.
El robot submarino, construido con una estructura de material plástico, puede descender hasta 100 metros de profundidad en la fase actual del proyecto, por lo que permite monitorear esta zona de exploración y evitar comprometer vidas humanas.
El sistema híbrido de la estación marina está constituido por tres tecnologías renovables que se encargan de almacenar energía para su funcionamiento: paneles fotovoltaicos tradicionales de silicio, concentradores solares y un generador tidal (de marea).
En el día, los paneles fotovoltaicos son los encargados de captar energía para el suministro del sistema, mientras que por la noche el generador tidal se encarga de aprovechar la energía de las corrientes marinas.
Víctor Ramírez detalló que el submarino tiene que estar acoplado a la estación durante la noche porque sin luz no podemos hacer el monitoreo. Durante esos periodos se tiene que recargar energía tanto para la estación como para el submarino.
La movilidad de la estación permite localizar los sitios de mayor incidencia de rayos solares mediante un seguidor solar instalado para operar de manera autónoma y en la noche puede r realizar trayectos de una zona a otra de acuerdo con los focos localizados de exploración.
Los concentradores solares parten de una iniciativa desarrollada en conjunto con el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), centro público de investigación del Conacyt.
Ahora mismo Centro de Investigación Científica de Yucatán trabaja en el desarrollo de algoritmos de visión artificial para localizar al pez león y cuantificar su presencia en el Caribe mexicano, en colaboración con la Universidad de Lorraine de Francia. El robot submarino tiene integrada una microcomputadora que se desarrolla en colaboración con la Universidad de Lisboa, Portugal, para realizar este trabajo en tiempo real.
Aunque existen algoritmos en código abierto que ya se han generado para la localización de objetos, colores, formas y figuras geométricas la identificación de especies marinas todavía resulta complicado, expresó Víctor Ramírez Rivera.
Adán Caballero Vázquez, indicó que la mayoría de los peces escorpiones (incluido el pez león) adoptan una coloración a manera de camuflaje similar al lecho marino. Cuando son juveniles, los peces león viven en pequeños grupos, pero al llegar a adultos generalmente se mueven solos.
Agregó que el pez león tiene una gran variedad de colores y, al estar nadando en el mar, los colores del pez león y los arrecifes son casi idénticos, entonces es difícil identificar dónde está el pez león en esas zonas.
Para la identificación se basan en dos características principales: vectores en movimiento, debido a que se observan colores que no están fijos; y la técnica de sustracción de fondo, mediante la que se puede hacer la caracterización de las especies en movimiento.
Y también hay especies con colores idénticos, por lo que hay que hacer la separación de especies y cuantificarlas, que es otro de los objetivos que se pretende.
La localización del robot submarino representa aún un reto por superar, pues aunque el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) permite localizar fácilmente vehículos terrestres autónomos, la dificultad aumenta cuando se encuentran bajo el mar.
El problema de hacer geolocalización de un submarino es que el GPS no llega porque las ondas se difuminan en el agua. Tiene que haber un sistema intermedio y para esto nos ayuda la estación, no solo para generación de energía sino para la localización del vehículo marino, aclaró Víctor Ramírez.
El proyecto se encuentra en 30 por ciento de avance y los investigadores cuentan con un prototipo del robot submarino físico y un prototipo en construcción de la estación, además de que se ha realizado un número considerable de simulaciones que han resultado exitosas.
Víctor Ramírez Rivera detalló la ruta: “… por el momento es terminar de construir los dos prototipos y empezar a probarlos en condiciones controladas en aguas dulces. Aunque ahí no vamos a ver el desgaste de los materiales, sí vamos a probar la dinámica autónoma de los proyectos y la comunicación entre sistemas”.
El investigador mexicano prevé que realizarán la localización mediante una cámara integrada al vehículo submarino y en la fase final se realizarán las pruebas directamente en el mar Caribe. “Este proyecto es en particular para el mar Caribe, aunque en un futuro yo le veo muchas aplicaciones, no solo para identificación de especies marinas”, señaló.
Bajo un concepto multidisciplinario, ahora mismo el proyecto integra conocimientos de biología y ecología marina, visión artificial, localización, control, seguimiento de trayectorias conforme a las perturbaciones naturales del medio, energías renovables y robótica submarina, entre otras disciplinas científicas, además de permitir la participación activa de estudiantes de los posgrados del CICY, lo que motiva la formación de recursos humanos de alto nivel en la región.
La implementación del modelo robótico ha unido esfuerzos entre investigadores de la Unidad de Ciencias del Agua y la Unidad de Energía Renovable del CICY, en una propuesta innovadora de colaboración interinstitucional que, mediante la utilización de energías renovables, tiene el propósito de resolver un problema ecológico cuyo alcance aún no ha sido determinado en su real efecto.
Adán Caballero Vázquez. Concluyó: Tenemos mucho interés en que los resultados del proyecto y de la investigación de estudiantes proporcionen herramientas efectivas y sustentables para un mejor control y manejo del pez león en la zona.
Con información de Marytere Narváez / Agencia Informativa Conacyt
