Veicoli subacquei senza equipaggio (UUV)

L’utilizzo di veicoli subacquei senza equipaggio si sta rapidamente diffondendo in settori quali la difesa, il petrolio e il gas, le scienze marine e il monitoraggio ambientale. Dotati di sistemi avanzati quali sonar, registratori di dati, telecamere subacquee e sistemi di navigazione inerziale, gli UUV sono in grado di svolgere un’ampia gamma di compiti fondamentali. La loro capacità di operare in ambienti pericolosi o remoti li rende strumenti indispensabili nelle moderne operazioni marine.
Comprendere gli UUV: un approccio basato su una doppia tecnologia
I veicoli subacquei senza equipaggio, o UUV, sono sistemi sommergibili che operano in modo indipendente o con guida remota sotto la superficie dell’oceano. A differenza dei sommergibili con equipaggio, gli UUV eliminano i rischi associati alla presenza umana in condizioni subacquee estreme. Sono costruiti per supportare diverse operazioni, dalla ricerca scientifica a complesse missioni di difesa.

Phantom UUV di Dynautics.

Esistono due tipi principali di UUV, ciascuno progettato per diversi paradigmi operativi: veicoli telecomandati (ROV) e veicoli subacquei autonomi (AUV).

Veicoli telecomandati (ROV)

Gli ROV sono sommergibili collegati via cavo controllati in tempo reale da operatori a bordo di una nave o di una piattaforma. Un robusto cavo in fibra ottica o coassiale fornisce l’alimentazione e consente una comunicazione ad alta larghezza di banda, trasmettendo video, segnali di controllo e dati dei sensori.

Gli ROV sono particolarmente utili in applicazioni che richiedono un controllo di precisione, decisioni in tempo reale o una maggiore autonomia sotto la superficie dell’oceano. La maggior parte di essi è dotata di telecamere di bordo, propulsori, bracci manipolatori e sensori ambientali come sonar, altimetri e sensori di pressione.

Le applicazioni principali dei ROV includono:

• Ispezione e manutenzione delle infrastrutture: i ROV sono ampiamente utilizzati nell’industria petrolifera e del gas offshore per ispezionare condutture, riser e strutture sottomarine. La loro stabilità e la capacità di trasportare pinze robotiche e attuatori idraulici li rendono ideali per lavori di precisione.
• Archeologia e ricerca subacquea: questi veicoli sono fondamentali per documentare reperti sommersi, relitti e antichi insediamenti. Le telecamere e i sistemi di illuminazione dei ROV, come luci stroboscopiche e segnalatori lampeggianti, consentono di ottenere immagini dettagliate in condizioni di scarsa visibilità.
• Operazioni di ricerca e recupero: i ROV assistono nel recupero di oggetti e prove dal fondo marino, spesso in coordinamento con sistemi sonar, modem acustici e manipolatori.

Veicoli subacquei autonomi (AUV)
Una volta dispiegati, gli AUV operano in modo indipendente dal controllo umano, navigando in missioni preprogrammate utilizzando sistemi di bordo. Si affidano a sistemi di navigazione inerziale, log di velocità Doppler, GPS (quando in superficie) e sistemi di posizionamento acustico per mantenere la rotta e raccogliere dati.

Confronto e differenziazione dei casi d’uso
Sebbene sia i ROV che gli AUV rientrino nella categoria degli UUV, i loro profili di missione divergono in base alle loro capacità operative. I ROV eccellono nel controllo e nell’interazione in tempo reale, rendendoli particolarmente adatti per compiti delicati come la riparazione di infrastrutture e il recupero di campioni. Al contrario, gli AUV sono ottimizzati per la raccolta di dati su vaste aree e operazioni segrete, ideali per missioni scientifiche e ricognizioni strategiche.

Gli ROV richiedono spesso una nave di supporto e operatori, il che comporta costi logistici più elevati ma una maggiore adattabilità sul lavoro. Gli AUV, al contrario, riducono il fabbisogno di manodopera umana e il rischio operativo, ma dipendono fortemente da rotte preprogrammate e dall’autonomia dei sensori.
Tecnologia e innovazione negli UUV
Gli UUV moderni incorporano varie tecnologie avanzate per soddisfare le esigenze di missioni subacquee sempre più complesse. I componenti e i sistemi chiave includono:

• Sistemi di navigazione: sistemi di navigazione inerziale (INS), log di velocità Doppler (DVL), GPS (fissaggio di superficie) e giroscopi a fibra ottica per un posizionamento subacqueo preciso.
• Sensori: sonar (a scansione laterale, multibeam), sensori CTD (conduttività, temperatura, profondità), magnetometri, altimetri e scanner laser per rilevare e classificare oggetti e ambienti.
• Alimentazione e propulsione: batterie agli ioni di litio, celle a combustibile, propulsori e sistemi di zavorra per garantire una lunga autonomia e manovrabilità.
• Comunicazione e controllo: modem acustici, sistemi di comunicazione acustica subacquea e computer di bordo per facilitare operazioni in tempo reale o autonome.

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Gli UUV militari possono anche integrare strumenti di sorveglianza acustica, sistemi anticollisione e crittografia per operazioni sicure in ambienti contesi. Gli impieghi civili si concentrano spesso sulla raccolta di dati ambientali, sul monitoraggio delle strutture e sulla sicurezza portuale.

Adozione globale e crescita operativa

L’uso di veicoli subacquei senza equipaggio si sta rapidamente diffondendo tra le marine militari, le compagnie energetiche, gli istituti di ricerca marina e gli appaltatori di infrastrutture. Dai droni subacquei che supportano l’ispezione dei cavi alle piattaforme autonome che conducono indagini geologiche, l’adattabilità degli UUV li rende indispensabili in tutti i settori.

I progressi tecnologici continuano ad aumentare l’affidabilità, la resistenza e la funzionalità degli UUV, aprendo la strada a sistemi di nuova generazione in grado di svolgere missioni più lunghe, immersioni più profonde e una maggiore autonomia. Le tendenze emergenti includono capacità di sciamatura, piattaforme ibride UUV/ROV e processi decisionali basati sull’intelligenza artificiale a bordo.

Come gli UUV stanno plasmando il futuro delle operazioni sottomarine

Con i ROV che forniscono un controllo preciso guidato dall’operatore e gli AUV che consentono missioni autonome a lungo raggio, l’intera gamma di capacità sottomarine senza equipaggio viene ora sfruttata per affrontare sfide globali, dalla sicurezza dei confini marittimi e il tracciamento dei sottomarini alla conservazione del patrimonio culturale sommerso e alla valutazione degli ecosistemi marini.