Buceadores especializados se adentrarán en las gélidas aguas del Mar de Weddell, en la Antártida, durante esta temporada festiva (del 22 al 29 de diciembre) como parte de una innovadora misión para probar la capacidad del RRS Sir David Attenborough’s (SDA) para navegar en condiciones de hielo marino desafiantes.
Los buceadores accederán al agua a través de una jaula atada que se descenderá directamente desde la popa del barco y se sumergirán dos veces al día bajo el buque de investigación polar de última generación del Reino Unido. Recuperarán mediciones innovadoras de cómo las hélices del barco interactúan con el hielo marino, utilizando instrumentación desplegada en la Antártida solo por segunda vez.
El SDA realizó su viaje inaugural a la Antártida en 2021 y ha completado varias importantes expediciones científicas desde entonces. Si bien ya ha demostrado su capacidad para romper el hielo marino, estas pruebas pondrán a prueba el rendimiento del barco en condiciones específicas de hielo. Es importante destacar que los resultados de esta misión marcarán un avance significativo en la comprensión de cómo los buques de investigación polar hacen frente al hielo marino y, lo que es más importante, contribuirán significativamente a la seguridad marítima en los entornos polares.
El proceso de las pruebas
Un elemento central de las pruebas con hielo es una pala de hélice instrumentada que registrará las fuerzas y las cargas experimentadas por las hélices a medida que el hielo fluye bajo el barco. Los instrumentos tienen una vida útil limitada de la batería, lo que requiere que los buceadores se desplieguen debajo del barco dos veces al día, normalmente por la mañana y por la noche, para descargar los datos y recargar los instrumentos.
El barco se pondrá a prueba en dos tipos distintos de hielo: hielo rápido de nivel, es decir, hielo adherido a la costa y estacionario, y grandes placas de hielo que contienen crestas de presión. Estas crestas se forman cuando las placas de hielo son empujadas entre sí por el viento y las corrientes oceánicas. Comprender cómo responde el barco a estas características es crucial para determinar sus limitaciones operativas.
Cada secuencia de pruebas sigue un patrón cuidadosamente coreografiado. Para el hielo rápido de nivel, el barco se desplazará a través del hielo, registrando datos a medida que avanza. Luego, los equipos descenderán sobre el hielo para medir sus propiedades, incluida el espesor, la salinidad y la temperatura, y recogerán núcleos de hielo que se pueden probar para determinar su resistencia al aplastamiento. Para probar el rendimiento del barco en las crestas de hielo, el equipo tomará mediciones del hielo antes de que el barco las atraviese. Luego, el barco se moverá a través de la cresta de hielo, recopilando nuevamente datos sobre cómo se ven afectadas las hélices.
Las pruebas también incluyen maniobras de giro en hielo amontonado y pruebas de “impacto tangencial”, en las que el barco se desplaza en ángulo hacia el borde de una placa de hielo mientras los sensores registran la presión sobre el casco.
Operaciones con hielo basadas en datos
Los datos recopilados por la hélice instrumentada, combinados con las mediciones de los galgas de tensión en los ejes de las hélices, los boroscopios (que capturarán fotos y videos del hielo que se mueve bajo el barco) y los sensores de presión en el casco, proporcionarán información sin precedentes sobre las interacciones barco-hielo.
Las operaciones de buceo también forman un componente crítico del programa de pruebas. Un buceador se desplegará debajo del barco dos veces al día para descargar los datos y recargar los instrumentos de la hélice.
Ubicación, ubicación, ubicación
Las pruebas se centrarán en áreas alrededor de la Isla James Ross y la Península Antártica oriental.
Andrew Fleming, Jefe de Cartografía y SIG en BAS, lidera las pruebas con hielo y desempeñará un papel clave en la selección de las ubicaciones para las pruebas, utilizando imágenes de satélite y drones. Dijo:
“El área que hemos seleccionado para llevar a cabo las pruebas es donde la Corriente de Weddell, una corriente oceánica circular, crea una cinta transportadora de hielo marino que se mueve hacia el norte a lo largo de la costa. Esta área normalmente tiene hielo marino durante todo el año y debería proporcionar buenas condiciones para las pruebas.
El momento es crucial: necesitamos hielo rápido, idealmente hielo de primer año, y de alrededor de un metro de espesor con aproximadamente 20 centímetros de capa de nieve. Las condiciones del hielo marino son extremadamente variables, por lo que estaremos buscando las condiciones de hielo perfectas para nuestras pruebas utilizando una combinación de imágenes de satélite y drones.”
Un esfuerzo de equipo
El proyecto reúne experiencia internacional en el diseño y el rendimiento de buques polares. Aker Arctic Technology lidera las pruebas con hielo, basándose en una amplia experiencia en el diseño de buques polares y en mediciones a gran escala de la interacción barco-hielo. Lloyd’s Register ha instalado galgas de tensión y boroscopios, mientras que Kongsberg Maritime ha proporcionado la pala de hélice instrumentada. American Bureau of Shipping Canada está contribuyendo con sistemas lidar, cámaras e imágenes térmicas para caracterizar las condiciones del hielo en tiempo real. Los expertos del British Antarctic Survey coordinarán las operaciones, utilizando imágenes de satélite y levantamientos con drones para identificar las condiciones óptimas de hielo.
Rob Hindley es Jefe de Desarrollo de Consultoría y Tecnología en Aker Arctic y lidera el equipo de pruebas con hielo de Aker Arctic. Dijo:
“Estas pruebas son verdaderamente únicas. Las mediciones directas de las cargas de hielo de la hélice son fundamentales para avanzar en las prácticas de dimensionamiento para el transporte polar seguro y sostenible, pero su complejidad significa que rara vez se llevan a cabo.
Lo que hace que este programa sea realmente innovador es que, por primera vez, las cargas de hielo de la hélice, el eje y el casco se medirán simultáneamente. Esto proporcionará una comprensión sin precedentes de los niveles de resistencia necesarios para estos barcos, lo que ayudará a dar forma a la próxima generación de buques capaces de operar de forma segura en una amplia gama de condiciones de hielo.”
Chris Hall, Hidrodinamicista Senior de Kongsberg Maritime, añadió:
“En Kongsberg Maritime, hemos pasado décadas perfeccionando sistemas de propulsión para hielo, y este ensayo a bordo del SDA es una oportunidad única para validar esa experiencia en algunas de las condiciones más exigentes de la Tierra.
Al capturar datos del mundo real sobre cómo las hélices interactúan con el hielo marino, podemos ampliar los límites del rendimiento y la seguridad de los buques en las regiones polares. Las ideas obtenidas aquí podrían transformar la forma en que los barcos operan en el hielo, mejorando la eficiencia y la resistencia para las futuras generaciones de buques de investigación polar y comerciales.”
Los resultados podrían tener implicaciones para el programa científico del barco, lo que podría permitir operaciones en condiciones de hielo que antes se consideraban demasiado desafiantes. Los datos también ayudarán a optimizar el rendimiento del motor, con posibles beneficios para la eficiencia del combustible y las emisiones de carbono.
Estos nuevos experimentos se basarán en las lecciones aprendidas de anteriores pruebas con hielo marino, que tuvieron lugar en 2022. El barco se enfrentó a hielo rápido de segundo año con más de un metro de capa de nieve, unas condiciones que superaban las especificaciones de diseño del barco.
El buque de investigación, propiedad de NERC y operado por el British Antarctic Survey, es la plataforma de investigación polar insignia del Reino Unido, que permite a los científicos estudiar el cambio climático, la biodiversidad y los procesos oceánicos en las regiones polares de la Tierra.
Las fotos de las operaciones de buceo estarán disponibles a partir del 30 de diciembre de 2025.
