«El Centro de Investigación Federal de San Petersburgo
de la Academia Rusa de Ciencias» (CSP ARC)

Los desarrolladores del CSP ARC han creado un sistema de control inteligente de la draga DAK-250, capaz de reconocer automáticamente el tipo de suelo, realizar trabajos en aguas turbulentas en la zona de agua y garantizar la corrección de la posición de la draga durante el muestreo. Además, gracias a una serie de sensores, el dispositivo es capaz de registrar la temperatura a distintas profundidades y la profundidad de inmersión con una precisión de hasta 1 cm. Los datos se registran en la memoria del dispositivo y pueden transmitirse fácilmente de forma inalámbrica. La funcionalidad del dispositivo aumentará significativamente la exactitud y la velocidad del muestreo, además de proporcionar datos adicionales extremadamente útiles para el procesamiento posterior.

Casi tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por masas del agua; la mayoría de ellas son objetos importantes para el funcionamiento de la economía y para proporcionar una vida cómoda a la sociedad. Una de las direcciones más significativas en el nvestigación de los espacios acuáticos es el estudio de los fondos del agua dulce y salada.

Estos trabajos permiten formarse una idea de los organismos vivos que habitan el embalse, de la composición química de los sedimentos submarinos, el nivel de contaminación de la zona acuática y muchos otros aspectos. Por lo tanto, hoy en día, para una investigación moderna los científicos y ecologistas necesitan equipos de alta precisión que puedan operar a grandes profundidades y en condiciones meteorológicas adversas (desfavorables).

"Hemos desarrollado un sistema de control de la draga que, a diferencia de los análogos existentes, puede evaluar las características del suelo y la corrección de la posición en el fondo y tomar de forma independiente la decisión sobre el funcionamiento de las cucharas de toma de muestras, con lo que prácticamente se elimina el funcionamiento fallido o incorrecto del dispositivo y, por tanto, se excluyen los ascensos de la draga vacía y sus descensos extra. Los sensores controlados por microcontrolador permiten aumentar la cantidad de información obtenida durante la investigación y mejorar significativamente e la precisión y la velocidad de las operaciones", afirma Mijaíl Dudakov, miembro del personal del laboratorio de problemas complejos de limnología del ICL ARC – CSP ARC.

El diseño de una draga clásica, como la DAK-250, no ha sufrido modificaciones significativas en el último medio siglo, debido a su fiabilidad y ergonomía. La parte mecánica de la draga consta de dos pinzas conectadas por un eje. Se baja desde el costado del buque o barco con un cable o cuerda y llega al fondo, forzada por su propio peso e inercia. La decisión de disparar la toma el operador, que deja la carga ("un mensaje") sobre el cable o una cuerda. Es muy importante tener en cuenta que cuando la draga trabaja a grandes profundidades, "un mensaje" tarda en descender a la profundidad establecida, por ejemplo, para bajar 200-300 m se necesitan hasta 3 minutos. Entonces, el cable debe permanecer tenso y desviarse ligeramente de la vertical, lo que es extremadamente difícil de realizar con mucho viento y oleaje. Si no se cumplen estos requisitos, la draga no funciona o, lo que es peor, se reduce la superficie de recogida, lo que distorsiona los datos. Además, en las zonas con una estructura compleja de los sedimentos complejos, por ejemplo, en paisajes rocosos o morrénicos, parcialmente compuestos de material sólido-clástico, una draga sin un sistema de control electrónico hará intentos de extracción sin sentido en un fondo rocoso, y eso provocará la pérdida de tiempo de trabajo. En condiciones rocosas con alturas de hasta 2 metros ya no es práctico tomar muestras porque la draga ya puede cambiar de posición debido a la tensión del cable en el tiempo que tarda en enviarse.

Para resolver estas complicaciones, los científicos de ICL ARC – CSP ARC dotaron a la draga de un sistema de control electromecánico y de sensores (acelerómetro, giroscopio, sensor barométrico de alta precisión, así como un termómetro electrónico); el sistema está controlado por un microcontrolador, también proporciona almacenamiento de datos y comunicación inalámbrica. Es importante señalar que la mecánica de la draga en sí no se ha modificado durante la actualización; sigue siendo accionada por el impacto de una carga que imita "el mensaje" del esquema clásico. Por lo tanto, todos los métodos de uso de la draga siguen siendo pertinentes para la versión actualizada, y ahora la automatización se encarga del funcionamiento de las cucharas y lo hace de forma rápida y garantizada con la captura de un volumen de muestra suficiente. Una ventaja adicional son los datos sobre las propiedades mecánicas del suelo, la profundidad exacta y los valores de temperatura capa por capa desde el lugar de muestreo hasta la superficie.

"Ya hemos empezado a probar el dispositivo en el lago Ladoga a profundidades de hasta 150 metros (la profundidad máxima de inmersión del dispositivo es de 300 metros) y hemos obtenido resultados bastante buenos: de más de 100 muestras, sólo 3-4 resultaron de poca información. El programa informático se está mejorando y, al mismo tiempo, se está creando una base de datos sobre el rendimiento de la draga en distintos tipos de suelo y en diferentes condiciones de funcionamiento para aumentar aún más su eficacia operativa. Estas capacidades del dispositivo pueden ser utilizadas por diferentes grupos de científicos que realizan investigaciones limnológicas, así como por ecologistas en el estudio de diversos contaminantes en los embalses", añade Mijaíl Dudakov.

Hasta ahora, la draga "inteligente" se ha sumergido desde el buque hasta casi 150 m de profundidad sin necesidad de anclaje, bajo vientos moderados y una altura de ola de hasta 1,5 metros. Sin embargo, en el futuro, los científicos planean actualizar el software del dispositivo y aumentar la base de datos resultaron de poca información, reduciendo así la dependencia del trabajo del dragado de las condiciones meteorológicas. Sobre la base de este estudio, se ha registrado una solicitud de patente de invención. Los resultados de la prueba de la draga durante la expedición en el lago Ladoga se presentarán en el X Foro Internacional del Mar Báltico el 26 de septiembre de 2022.