Módulo de alimentación eléctrica para Slocum Gliders G2

Abstract

[spa] A modo de resumen se contextualizará el proyecto exponiendo, de forma resumida, las necesidades que se tienen y que motivan su desarrollo. El proyecto desarrollado tiene como finalidad permitir trabajar con mayor eficiencia a los pilotos de Gliders submarinos, haciendo posible reducir de forma considerable, el tiempo que el Glider permanece en el taller a la espera de la reposición de sus baterías, así como dotar al Glider de un sistema de alimentación caracterizado como “eco-friendly”. El concepto a desarrollar se fundamentará en la proyección e implementación física de un módulo de alimentación eléctrica funcional para el Slocum Glider G2, basado en la conexión y asociación mixta de pilas reemplazables al final de su vida útil. Para poder comprender los motivos o necesidades que justifican el desarrollo e implementación del proyecto, previamente, se debe exponer de forma resumida y no por ello menos detallada, el contexto en el que el proyecto implementado resulta funcional. Como es sabido los ecosistemas que conforman el planeta están en continuo cambio y desarrollo debido a que existen diferentes factores que influyen en ello y que propician que se generen esos cambios. Ello supone que se necesite de personas cualificadas para poder estudiar dichos ecosistemas y fenómenos cambiantes, con el fin de poder prever y reaccionar en consecuencia ante esos fenómenos, teniendo como objetivo evitarlos, o en caso de no ser posible, minimizar los efectos que éstos puedan generar. Dichos fenómenos pueden comprender desde la aparición o extinción de especies en diferentes hábitats hasta la generación de fenómenos naturales de tal magnitud como puedan ser volcanes, tsunamis y/o terremotos. Por tanto, delante la necesidad de solventar dicha incertidumbre para poder adelantarse a estos fenómenos surge la necesidad de estar continuamente estudiando los diferentes ecosistemas que componen el planeta con el objetivo de conocer su evolución y conseguir obrar en consecuencia. Debido a que el avance de la sociedad está totalmente ligado al de la tecnología, tiene lugar la aparición de mecanismos y máquinas que permiten desempeñar tareas extremadamente complejas o incluso de carácter imposible para los seres humanos. Con el fin de estudiar el ecosistema marino nacen entes como ICTS SOCIB propietaria de una flota de Slocum Gliders. La ICTS SOCIB es un Sistema de Observación Costero y de Predicción que se encuentra en las Islas Baleares, una red de infraestructuras abiertas a la colaboración internacional. Tal y como se ha comentado, la ICTS SOCIB dispone de una flota de vehículos de alta tecnología submarinos, y conocidos técnicamente como Slocum Gliders, que permiten captar datos (mediante los sensores que llevan instalados a bordo) para hacer un estudio general de las concentraciones de oxígeno y la estratificación del agua marina atendiendo a su temperatura, presión y/o salinidad a diferentes profundidades. Otro tipo de misión que interesa a los investigadores, para la que se utilizan estos vehículos submarinos de control remoto, consiste en hacer un seguimiento de las condiciones de temperatura, presión, oxígeno, densidad y clorofila en las que habita la fauna marina. Es útil captar los valores de las condiciones donde habita una especie de fauna concreta con el objetivo de conocerlas y reproducirlas lo más exacto posible en las piscinas o estanques de recuperación de fauna marina de los centros autorizados. A modo informativo se destaca que para llevar a cabo, el seguimiento comentado en el párrafo anterior se procede a instalar una variante de baliza GPS en el caparazón de una tortuga marina al final de la fase de curación y rehabilitación. Una vez la tortuga es devuelta a su hábitat natural se lanza y dirige el glider hacia la última posición reportada por la tortuga antes de sumergirse de nuevo. Ante la situación de tener que estudiar el ecosistema submarino con las finalidades comentadas en párrafos anteriores, aparecen los Slocum Glider, que se estudiarán con mayor profundidad en la memoria técnica descriptiva del proyecto ejecutado. Debido al concepto novedoso que implican los Slocum Glider , los escasos fabricantes que existen (su exclusividad) y a la localización de éstos (pues el fabricante oficial, Teledyne, tiene ubicada su sede en U.S.A.) los sistemas de alimentación de cada Slocum Glider tienen un coste muy elevado, pero no sólo eso, sino que también para la adquisición de un producto de dicha índole se requiere una espera temporal muy elevada hasta su recepción. Ello ocasiona que el Slocum Glider esté parado en el laboratorio o bien en el almacén a la espera de la reposición de sus módulos de alimentación, y por tanto, se pierdan bienes económicos derivados de su no utilización. En resumen, el Slocum Glider cuando realmente amortiza su elevado coste de adquisición es mediante la operación de misiones, es decir, navegando y captando datos. Cabe añadir que desde el punto de vista del cuidado del medioambiente, instalando y empleando el prototipo de batería que se pretende generar, se consigue un gran avance respecto a los sistemas de alimentación actuales, debido a que de éstos no se reutiliza ninguno de sus componentes por estar compuestos por plásticos retráctiles, cables, siliconas y componentes electrónicos que una vez finalizada su vida útil se tiran y en consecuencia se generan residuos de difícil tratamiento y eliminación. Mediante el diseño implementado se consigue reutilizar todos los componentes y minimizar los residuos. Únicamente no se reutilizan las pilas y en consecuencia para ser tratadas son enviadas a empresas especializadas en el tratamiento de litio. Otro motivo por el que se decidió llevar a cabo la implementación del caso estudiado es porque mediante la PCB positiva, como que los silos de pilas están dispuestos en agrupaciones de 5, se posibilita escoger la cantidad de capacidad que puede proporcionar el módulo de baterías con el objetivo de ajustarse lo máximo posible a las especificaciones de la misión a desempeñar y sobre todo a su duración. Ello posibilita definir misiones de diferente duración y por tanto consumir sólo energía de un número de pilas determinado. Consiguiéndose así, tener siempre el módulo de alimentación cargado al 100% antes de iniciar una misión y consumir totalmente su batería. Actualmente, si un Glider no finaliza la misión por cualquier motivo (aborte por deficiencias en sus mecanismos, detección de errores, etc ) sus baterías son consumidas de forma parcial, y ya no pueden ser utilizadas para desempeñar misiones estándar. Por ello, dejan de ser útiles y/o para ser reutilizadas necesitan de una modificación y un ajuste en la duración de las misiones a desempeñar proporcional a la capacidad que les resta. La selección de la configuración de los silos de pilas funcionales para cada misión se realiza a nivel de hardware. Es decir, se han implementado unos latiguillos conectores que permiten seleccionar una de las siguientes configuraciones de silos: • Todo-Nada. Las 5 “flores” (ver glosario de memoria técnica) se conectan entre sí en paralelo. Todas ellas intervienen en el suministro de energía al Slocum Glider. Dicha configuración tiene especial utilidad para el desarrollo de misiones estándar. • Cuatro a Uno. Formados por 5 “flores” de silos (ver glosario). Dispuestas en dos circuitos independientes. El primero está compuesto por la conexión en paralelo de 4 flores, a dicho circuito se le denomina principal. El segundo circuito está formado por una sola agrupación de 5 silos conectados entre sí en paralelo, y en este caso recibe el nombre de circuito auxiliar. Se decide implementar esta configuración para poder destinar una agrupación de 5 silos de pilas a un circuito de emergencia que únicamente será utilizado en el caso que el circuito principal deje de suministrar corriente, con el fin de evitar que el Slocum Glider quede a la deriva sin poder establecer comunicación con los pilotos. • Tres a dos. Formados por 5 “flores” (ver glosario) . Dispuestas en dos circuitos independientes. El primero está compuesto por la conexión en paralelo de 3 flores, a dicho circuito se le denomina principal. El segundo circuito está formado por dos agrupaciones de 5 silos cada una, conectadas entre sí en paralelo, y en este caso recibe el nombre de circuito auxiliar. Esta otra configuración es útil en caso que se necesite alimentar nuevos sensores que se decidan añadir al Slocum Glider en la bahía de ciencia.