Cientistas concluem missão de 1700 km de acústica autônoma

O Wave Glider Lyra, da Cefas, partiu no início da missão de 41 dias depois de ser enviado pela RV Cefas Endeavour. (Foto: Cefas)

Ecograma a 200kHz mostrando três dias de dados acústicos da superfície do mar (acima) até o fundo do mar (linha vermelha ondulante no fundo) gravada por Lyra. Observe o claro ciclo diurno (dia e noite) do zooplâncton que migra verticalmente. (Imagem: Cefas)

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Uma técnica de última geração para o mapeamento e contagem de cardumes de peixes foi testada em uma plataforma marinha autônoma no Mar do Norte, oferecendo um novo método para coletar dados sobre os estoques de peixes.

O Centro para o Meio Ambiente, Pesca e Ciência da Aquicultura (Cefas) e a empresa norte-americana Robotics, A Boeing Company, implantaram, testaram e recuperaram um Wave Glider pilotado remotamente, que foi adaptado para permitir aos cientistas coletar dados acústicos de pesca de banda larga de alta qualidade.

Como parte de uma missão multi-veículo sob o projeto AlterEco financiado pelo NERC / Defra, o Wave Glider chamado Lyra foi implantado no centro do Mar do Norte, cerca de 270 km a nordeste de Newcastle-upon-Tyne, no Reino Unido pela RV Cefas Endeavor. Ela passou 41 dias no mar, cobrindo repetidamente um transecto de 64 km de comprimento, ao longo do qual dados valiosos foram coletados em diferentes condições, antes de finalmente ser recuperada pela RV Cefas Endeavour, a 20 km de Lowestoft. Durante a implantação, o Wave Glider foi pilotado remotamente 24 horas por dia, 7 dias por semana, pela equipe de operações da Liquid Robotics, a partir de sua sede na Califórnia, no Vale do Silício, a 9.000 km de distância e cobria mais de 1.700 km no mar.

Para esta missão, o Cravas Lyra foi equipado com a nova sonda de banda larga Simrad EK80 com dois transdutores (200kHz e 70kHz), utilizando uma versão da eletrônica especificamente projetada para veículos autônomos de superfície chamada WBT Mini. O sistema era autônomo com sua própria bateria dedicada e usado no modo autônomo. Lyra coletou dados acústicos continuamente por 23 dias sobre os organismos na coluna de água em alta resolução, que os cientistas estão usando agora para aprender mais sobre as populações de zooplâncton e peixes em todo o Reino Unido.

Tradicionalmente, essas técnicas exigiam o uso de embarcações de pesquisa, mas os tecnólogos da Cefas integraram o equipamento no Wave Glider para explorar a possibilidade de usar novas plataformas para complementar o monitoramento baseado em navios. No longo prazo, isso poderia oferecer valor pelo dinheiro e medições mais abrangentes para entender o ambiente marinho.

Como nas missões anteriores, o Lyra também foi equipado com um registrador de dados Cefas ESM2, que coletou informações sobre as propriedades físicas da superfície do mar, incluindo dados de salinidade, temperatura, oxigênio, fluorescência, turbidez e irradiação solar em intervalos de cinco minutos. Esses dados serão utilizados para estudar as características oceanográficas dessa área dinâmica. O Lyra também foi equipado com um sensor meteorológico que registra a velocidade e direção do vento, a temperatura do ar e a pressão barométrica, que serão usadas para estimar o estado do mar e, assim, o desempenho do sistema acústico sob diferentes condições climáticas.

Resultados preliminares sugerem que foram capturadas evidências de migrações verticais diurnas (dia e noite) do zooplâncton e outros organismos na coluna de água, bem como cardumes de peixes. No início da implantação, amostras líquidas de zooplâncton foram coletadas a bordo do RV Cefas Endeavour, que será usado para ajudar a identificar os organismos detectados acusticamente.

Uma segunda missão da AlterEco está prevista para começar em meados de agosto. Para isso, os engenheiros da Cefas estão avaliando a possibilidade de integrar a sonda no sistema de computador da Lyra para que ela possa transmitir dados resumidos pelo link de comunicação via satélite e oferecer a capacidade de alterar as configurações pré-planejadas quando solicitadas pelos cientistas do Cefas.

O Dr. David Pearce, Cefas Chefe de Profissão, Sistemas de Observação Marinha e no comando desta missão, disse: “Quando Cefas comprou Lyra, a aplicação de acústica pesqueira foi a que se destacou como muito tecnicamente desafiadora mas com potencial para coletar dados importantes em uma maneira econômica. ”

“Este resultado de missão muito bem sucedido foi possível devido ao trabalho de desenvolvimento realizado por uma equipe multidisciplinar de especialistas da Cefas, incluindo cientistas, engenheiros mecânicos e eletrônicos, desenvolvedores de software e técnicos.”

“Esses veículos autônomos poderiam eventualmente incorporar elementos do monitoramento baseado em navios da comunidade de peixes e zooplâncton, sendo capazes de identificar esses componentes da cadeia alimentar apenas a partir dos dados acústicos e, assim, economizando dinheiro reduzindo as durações de pesquisas intensivas em navios. "

Dr. Jeroen van der Kooij, Cefas Pelagic Fisheries Scientists, acrescentou: “Depois de ver os dados preliminares que coletamos, estou extremamente entusiasmado com o futuro dos veículos autônomos, como o Wave Glider, por fornecer dados valiosos sobre zooplâncton e pesca para ajudar a atender nossos futuros requisitos científicos e de monitoramento ”.

"Nos últimos seis anos, tivemos o privilégio de trabalhar com a CEFAS para avançar no monitoramento marítimo usando nossos Wave Gliders, robôs oceânicos não tripulados", disse Daniel J. Middleton, vice-presidente executivo de vendas globais e desenvolvimento de negócios da Liquid Robotics. “Estamos entusiasmados por fazer parte de seu bem-sucedido programa AlterEco para implantar Wave Gliders no turbulento Mar do Norte. A missão produziu dados de alta qualidade, críticos para entender o ambiente oceânico em mudança e seu impacto nas populações de peixes e zooplâncton. ”

“Estamos entusiasmados em ver como a adaptação de novas plataformas melhora a ciência marinha”, afirma Tonny Algroy, diretor de vendas da Underwater Science da Kongsberg Maritime. “Nosso objetivo é otimizar o sistema de sonda científica EK80 para qualquer plataforma, com consistência entre as medições feitas a partir de embarcações de pesquisa e novas plataformas.”

Os cientistas do Cefas usarão a experiência de ambos, e uma segunda missão da AlterEco, para testar o sistema de acústica pesqueira durante a pesquisa pelágica anual no sudoeste do Reino Unido (pesquisa do Peltic) no RV Cefas Endeavour em outubro. Isso ajudará na avaliação de aplicativos, incluindo aqueles em áreas remotas. A Lyra amplia as capacidades de pesquisa e monitoramento do Cefas em áreas como monitoramento da qualidade da água, avaliações de pesca, saúde da aqüicultura e medição do ruído ambiente.