Nuevo sumergible chino tipo manta raya desciende dos kilómetros en profundidades marinas

Sumergible de cuerpo blando con diseño biónico en forma de V, inspirado en una mantarraya, desarrollado por la Universidad Politécnica del Noroeste. (Foto: China Daily)

La Universidad Politécnica del Noroeste en Xi'an, provincia de Shaanxi, ha desarrollado un sumergible inspirado en la mantarraya que es capaz de operar a profundidades marinas de hasta dos kilómetros.

Esta nave eléctrica, operada de manera remota, está diseñada para generar la mínima perturbación a la vida marina, ofreciendo una alternativa más silenciosa que los vehículos tradicionales con hélices para el monitoreo ecológico y la exploración en aguas profundas.

Los sumergibles tradicionales con hélices generan altos niveles de ruido y fuertes corrientes de agua que, a menudo, levantan sedimentos del fondo marino, producen imágenes borrosas y alteran la rutina de los organismos marinos. Estos defectos los limitan a la hora de lograr detecciones de alta precisión cerca del lecho marino y para las misiones de monitoreo que buscan ser amigables con el medio ambiente.

El nuevo sumergible utiliza un sistema de propulsión de aletas con ondulación inspirado en la mantarraya.

"Hemos traducido la mecánica de natación de las mantarrayas en tecnologías de ingeniería para hacer la exploración en aguas profundas más eficiente, silenciosa y mejor adaptada al entorno marino", explicó Cao Yong, investigador de la Escuela de Ciencia y Tecnología Marina de la Universidad Politécnica del Noroeste.

Al aplicar la misma tecnología de flotabilidad variable que se usa en los planeadores submarinos, el equipo de investigación superó una limitación de larga data en los equipos marinos convencionales. Los sistemas tradicionales normalmente logran o bien recorrer largas distancias sacrificando la maniobrabilidad, o bien obtener alta maniobrabilidad a costa de la autonomía. En modo planeo, el nuevo sumergible chino usa su sistema de flotabilidad variable para realizar movimientos periódicos de descenso y ascenso con un consumo de energía ultrabajo, lo que permite sondeos oceánicos de área amplia que abarcan miles de kilómetros.

En modo de aleteo, sus aletas pectorales se mueven a bajas frecuencias para ejecutar maniobras muy ágiles, incluyendo giros en el lugar, inclinación rápida y flotación precisa. El cambio fluido entre los dos modos permite tanto una larga autonomía como flexibilidad operativa. Sin componentes rotativos de alta velocidad, genera poco ruido operativo y una mínima perturbación en el agua.

Cao comentó que el nuevo equipo también evita levantar sedimentos durante operaciones cerca del fondo marino y ofrece una excelente biocompatibilidad. Su fuselaje plano proporciona una estabilidad superior al aterrizar en el lecho marino. Diseñado para despliegues a largo plazo, el vehículo puede permanecer en modo inactivo antes de ser reactivado, y transportar cargas útiles para tareas integradas de detección y operaciones.

"Para mejorar el reconocimiento de objetivos en entornos complejos del fondo marino, el sumergible inspirado en la mantarraya adopta tecnología de reconocimiento jerárquico para distinguir con precisión entre interferencias de arrecifes, barcos hundidos y otros objetos submarinos", subrayó Cao.

"Puede soportar presiones de hasta 200 atmósferas, lo que permite operaciones a profundidades de hasta 2.000 metros", agregó.

Para lograr esto, el equipo estudió el movimiento de las mantarrayas mediante el análisis de decenas de miles de clips de video y criando rayas cownose (gavilán dorado) —que tienen características biológicas similares a las mantarrayas— en instalaciones de laboratorio. También colaboró con la Universidad de Ningbo, en la provincia de Zhejiang, en un programa de escaneos 3D e imágenes por TC para analizar las estructuras musculares y esqueléticas de las rayas.

“Durante misiones de monitoreo ecológico, este sumergible puede realizar observaciones silenciosas a largo plazo de ecosistemas como arrecifes de coral y fuentes hidrotermales submarinas, proporcionando un apoyo de datos importante para la conservación de la biodiversidad”, resaltó Cao.

“Para la operación y mantenimiento de granjas marinas, su trabajo permite la alerta temprana de enfermedades de los peces, la alimentación precisa y la vigilancia de escapes, apoyando el desarrollo del 'granero azul'”, agregó.

El nuevo sumergible inspirado en la mantarraya también puede servir como una plataforma segura y eficiente para la arqueología submarina y la educación en ciencias marinas. En este sentido, Cao destacó que tiene planes de integrar inteligencia artificial y algoritmos de enjambre para la navegación autónoma bajo el agua, bajo condiciones de comunicación de baja capacidad.

"Esta investigación llena el vacío tecnológico de China en sumergibles biónicos submarinos capaces de combinar detección en amplias áreas con operaciones de alta precisión", respaldó Pan Guang, decano de la Escuela de Ciencia y Tecnología Marina.

“Avanza las tecnologías autónomas submarinas no tripuladas de sistemas de función única a plataformas integradas multifuncionales", concluyó Pan.