Vehículos teledirigidos (ROV) para exploración submarina y ciencias del mar

Desde las aguas costeras poco profundas hasta las fosas marinas, los ROV permiten realizar operaciones submarinas en tiempo real sin poner en peligro a los buceadores. Su modularidad permite diversas configuraciones, desde la arqueología marina y el muestreo de sedimentos hasta la desactivación de artefactos explosivos (EOD) y la inspección de infraestructuras submarinas. Comprender la estructura, el funcionamiento y las clasificaciones de los ROV, especialmente en contraste con los AUV, proporciona una visión crítica de su creciente papel en la ciencia y la tecnología marinas.

¿Qué es un ROV?

ROV Mission Specialist Defender de VideoRay

Un vehículo operado por control remoto (ROV) es un robot submarino amarrado que se utiliza principalmente para la exploración, inspección, mantenimiento y recogida de datos en el océano.

A diferencia de los vehículos submarinos autónomos (AUV), que funcionan de forma independiente, los ROV se controlan desde la superficie mediante un cable umbilical o un cable de fibra óptica que suministra energía y transmite datos entre el operador y el vehículo.

Los ROV suelen disponer de cámaras de alta definición, sistemas de sonar, brazos manipuladores, herramientas de muestreo y sensores especializados para el control de la integridad estructural, la evaluación de la calidad del agua, la vigilancia submarina y la investigación de la biología marina. Dependiendo de los requisitos de la misión, un sistema ROV puede estar integrado con sistemas avanzados de navegación, comunicación y control que permiten maniobras precisas y la adquisición de datos en tiempo real.

Comparación: ROVs vs AUVs

Tanto los ROV como los AUV pertenecen a la categoría más amplia de vehículos submarinos no tripulados (UUV), pero difieren significativamente en su funcionamiento, finalidad y diseño.

Los ROV están amarrados y controlados activamente en tiempo real por operadores de superficie, lo que permite realizar tareas interactivas como soldaduras submarinas, operaciones de salvamento o inspecciones del casco de buques. El anclaje permite misiones de larga duración y la transmisión continua de datos, pero limita el alcance y requiere el apoyo de buques de superficie.

Los AUV, en cambio, no están sujetos y funcionan de forma autónoma siguiendo instrucciones preprogramadas. Son más apropiados para prospecciones de áreas amplias, como la cartografía de fondos marinos, la búsqueda de minas y las evaluaciones de impacto ambiental. Su independencia les permite acceder a espacios más reducidos y cubrir grandes distancias, pero no pueden realizar tareas interactivas ni adaptarse rápidamente a obstáculos inesperados.

En la actualidad, muchas operaciones utilizan ambos sistemas de forma complementaria: los ROV para la intervención y la observación detallada, y los AUV para la recogida de datos de áreas amplias.

Clases de ROV

Los ROV suelen clasificarse en función de su tamaño, capacidades y tipo de misión. Las dos clasificaciones principales son las clases de inspección y trabajo, con otras distinciones en microplataformas, trabajo ligero y plataformas especializadas.

ROV de inspección

Estos sistemas pequeños y ligeros están diseñados para la inspección visual, la supervisión y el despliegue de sensores básicos. Los ROV de inspección, que suelen utilizarse en ciencias marinas, arqueología subacuática e inspección de infraestructuras, suelen disponer de cámaras, sonar y capacidades de manipulación limitadas. Su portabilidad y rentabilidad los hacen ideales para universidades, instituciones de investigación y organismos de vigilancia medioambiental.

Vehículo teledirigido PIVOT de Deep Trekker

ROVs de trabajo

Los ROV de trabajo son mucho más grandes y potentes, a menudo equipados con brazos manipuladores dobles, propulsión de alta resistencia y una amplia gama de sensores y herramientas. Utilizados en operaciones de petróleo y gas en alta mar, construcción submarina y operaciones navales, pueden realizar tareas como corte, soldadura, apoyo al dragado y contramedidas antiminas. Estos ROV operan a profundidades extremas y requieren robustos sistemas de control de superficie y buques de posicionamiento dinámico.

Micro y minirrobots

A veces denominados ROV portátiles o “box frame”, los sistemas de clase micro son compactos y muy maniobrables, ideales para aplicaciones en aguas poco profundas y despliegue rápido. Aunque limitados en cuanto a carga útil y profundidad, los avances en baterías y tecnología de cámaras han ampliado su utilidad en ámbitos como la vigilancia de arrecifes de coral y la inspección de seguridad portuaria.

ROV especiales y sobre orugas

LosROV sobre or ugas están diseñados para desplazarse por el fondo marino o por estructuras submarinas. A menudo utilizan orugas en lugar de ruedas y se emplean en la inspección de tuberías, estudios del fondo marino y tareas que requieren estabilidad en terrenos irregulares. Los vehículos submarinos residentes, una innovación reciente, permanecen desplegados en profundidad y pueden activarse a distancia cuando sea necesario, lo que elimina la necesidad de desplegarlos en superficie en cada misión.

Componentes y tecnología de ROV

Un sistema ROV consta de múltiples componentes integrados:

• Cuerpo o patín delROV (armazón del vehículo, propulsión, módulos de flotabilidad)
• Sistema de control del ROV (estación de superficie, joystick de mano, interfaces de monitor)
• Cable umbilical (transmite energía, datos y órdenes de control).
• Sensores e instrumentación (incluidos sonar, registros de velocidad Doppler, navegación inercial y sensores de presión)
• Cámaras y luces (sistemas ópticos de alta definición y de imágenes con poca luz)
• Brazos manipuladores (para agarrar, cortar, tomar muestras)
• Interfaz de software (navegación, telemetría y planificación de misiones)

Los ROV alimentados por batería son cada vez más comunes en microplataformas y minplataformas, mientras que las operaciones de alta potencia siguen dependiendo de fuentes de energía en superficie. Los sistemas modulares permiten flexibilizar la carga útil en función del ámbito operativo, desde la investigación científica hasta la ingeniería en alta mar.

Aplicaciones clave

ROV Boxfish LUNA de Boxfish Robotics

Los ROV se despliegan en una amplia gama de ámbitos marinos, donde su capacidad para operar en entornos submarinos remotos, peligrosos o delicados aporta un valor crítico. Su flexibilidad, integración de sensores y capacidad de manipulación los hacen esenciales para las operaciones marinas modernas. A continuación se enumeran los principales sectores en los que los ROV desempeñan un papel clave:

Vigilancia medioambiental

Los ROV apoyan las evaluaciones de impacto ambiental, el muestreo de sedimentos y la vigilancia de la calidad del agua en entornos costeros, de aguas profundas y de estuarios. Rastrean contaminantes, analizan la dispersión de sedimentos por las corrientes y supervisan los cambios en los ecosistemas marinos a lo largo del tiempo. Las cámaras y sensores montados en ROV permiten estudiar la salud de los arrecifes de coral, la densidad de las praderas marinas y las tendencias de la biodiversidad sin perturbar el hábitat. Estos datos son vitales para los estudios climáticos, los esfuerzos de conservación y la gestión de áreas marinas protegidas (AMP).

Petróleo y gas

El sector de la energía en alta mar depende en gran medida de los ROV para la inspección, el mantenimiento y la reparación submarinos (IMR) de tuberías submarinas, tubos ascendentes e infraestructuras de producción. Los ROV de clase de trabajo se utilizan habitualmente para tareas como atornillado, corte y limpieza, a menudo en combinación con imágenes de sonar en tiempo real y ensayos no destructivos (END). Su papel es fundamental para garantizar la integridad estructural, reducir el tiempo de inactividad y mejorar la seguridad operativa. Los ROV también son fundamentales para las operaciones de desmantelamiento y los proyectos de conexión submarina en entornos hostiles de aguas profundas.

Defensa

En contextos militares y de seguridad, los ROV proporcionan herramientas seguras y precisas para llevar a cabo contramedidas antiminas (MCM), desactivación submarina de artefactos explosivos (EOD) e inspecciones de seguridad portuaria. Permiten a los equipos navales de desactivación de artefactos explosivos evaluar y neutralizar amenazas sin arriesgar la vida de los submarinistas, y son fundamentales en las inspecciones de cascos en busca de contrabando o manipulaciones. Algunos modelos avanzados integran funciones de sonar, rayos X y manipulador para la identificación y desactivación remota de minas submarinas.

Arqueología marina

Los ROV ofrecen medios no invasivos para explorar pecios, asentamientos sumergidos y estructuras submarinas de importancia histórica. Las herramientas de vídeo y fotogrametría de alta definición permiten documentar en detalle y reconstruir en 3D yacimientos arqueológicos, incluso a profundidades extremas a las que no pueden llegar los buceadores humanos. Su capacidad para navegar por zonas estrechas o frágiles las hace ideales para preservar artefactos al tiempo que capturan datos críticos para la investigación.

Biología marina

Los ROV facilitan la exploración de hábitats biológicamente diversos y hasta ahora inaccesibles, como respiraderos hidrotermales, filtraciones frías y arrecifes de coral de aguas profundas. Equipados con cámaras de alta sensibilidad y sensores de registro biológico, permiten a los investigadores observar el comportamiento de las especies in situ, documentar organismos hasta ahora desconocidos y recoger muestras biológicas para análisis genéticos y químicos. Los ROV también apoyan la investigación ecológica a largo plazo mediante el despliegue y mantenimiento de observatorios bajo la superficie.

Oceanografía

En la investigación oceanográfica, los ROV son vitales para desplegar instrumentos científicos y recuperar paquetes de sensores a largo plazo del fondo marino. Permiten el perfilado de corrientes, el control de la temperatura y la salinidad, y las operaciones de detección química. Su maniobrabilidad les permite colocar instrumentos en lugares precisos, como cerca de respiraderos submarinos o en zonas de fallas, y ayudar a cartografiar el fondo marino con sistemas de sonar multihaz. Esto es esencial para comprender la circulación oceánica, las interacciones climáticas y los procesos geológicos.

Inspección comercial

En las operaciones marítimas comerciales, los ROV inspeccionan cascos de buques, hélices, propulsores e interiores de tanques de lastre. Sirven de apoyo a las inspecciones de la sociedad de clasificación y a la planificación del mantenimiento sin necesidad de dejar el buque en dique seco, lo que reduce significativamente el tiempo de inactividad y los costes. En el sector de las energías renovables, los ROV inspeccionan y mantienen los cimientos de las turbinas eólicas marinas, el cableado submarino y los sistemas de amarre, a menudo en condiciones meteorológicas o de corriente extremas.

Investigación científica

En todas las disciplinas científicas, los ROV permiten la toma de muestras de precisión y la adquisición de datos en tiempo real a profundidades inalcanzables para los buceadores o demasiado dinámicas para los instrumentos fijos. Las tareas incluyen la extracción de núcleos geológicos, el perfilado de sedimentos y el muestreo químico de plumas submarinas. Los científicos pueden manejar a distancia los ROV durante las misiones en directo, lo que permite adaptar la exploración en función de los resultados preliminares. Sus contribuciones son fundamentales para los avances en la exploración de los fondos marinos, las ciencias de la Tierra y la dinámica de los ecosistemas.

Panorama del mercado y fabricantes

El mercado de los ROV sigue creciendo, con innovaciones en sistemas de control, navegación mejorada por inteligencia artificial y diseño modular compacto. Entre los principales fabricantes de ROV figuran empresas especializadas tanto en grandes sistemas de trabajo como en ágiles microplataformas. La demanda de ROV personalizables y versátiles es especialmente fuerte en aplicaciones medioambientales y científicas, donde la flexibilidad, la portabilidad y la fidelidad de los datos son fundamentales.

Entre las tendencias emergentes figuran:

• Control de ROV asistido por IA para maniobras semiautónomas.
• Mejora de la gestión de las amarras y la comunicación por fibra óptica.
• Mayores niveles de profundidad y sistemas híbridos ROV/AUV
• ROV compactos para despliegues rápidos y misiones de inspección remotas.

Los servicios de alquiler de ROV y los modelos de leasing también están ganando adeptos, sobre todo para proyectos en alta mar a corto plazo e investigación académica.