EoW May 2009

artículo técnico

Cable para ROVs de aguas profundas

Por Jarrett S Shinoski Research & Development, CommScope Claremont, NC; Dave Weaver y Tom Tolman Oceaneering International Inc, Hanover, MD

Resumen El cable para ROVs de aguas profundas ha cambiado el mundo de la exploración submarina en aguas profundas para siempre. Gracias a esta tecnología, los exploradores y los historiadores pueden investigar el interior de barcos naufragados como el Titanic y el Bismarck. Este cable excepcional ha sido usado como enlace de comunicación entre el operador y dos vehículos operados a distancia, o ROVs (del inglés Remote Operated Vehicle), de diseño especial: el ROV de aguas profundas y el AUV (Autonomous Underwater Vehicle)/ ROV, un vehículo submarino autónomo híbrido. Este cable tiene un diámetro de 900 micrones y transmite la información hacia y desde el sistema telemétrico de fibra óptica a través de una sola fibra. desarrollada originariamente por Mike Cameron de Dark Matter LLC en 1999. Mike Cameron y su hermano James Cameron utilizaron esta tecnología en documentales antes de que fuera adquirida por Oceaneering International en enero de 2005. Oceaneering tiene previsto adoptar esta tecnología utilizando las excepcionales capacidades de estos ROVs para usos potenciales como la inspección de equipos submarinos, el control de la seguridad de los puertos y misiones de búsqueda y rescate. Los ROVs de Oceaneering son revolucionarios y han supuesto un cambio fundamental en el diseño de estos robots submarinos. Estos dos ROVs son unidades independientes que llevan sus propias baterías de alimentación y desenrollan su propio cable para las comunicaciones. Los ROVs convencionales envían la energía y los comandos a través de un cable (tether) de grandes dimensiones, que limita el recorrido del vehículo y la profundidad de acceso en un barco naufragado. Además, este cable suele ser desenrollado desde la unidad de mando a través de un carrete muy grande. Los ROVs de Oceaneering, gracias al cable de fibra óptica no recuperable, poseen la extraordinaria capacidad de entrar por una abertura y salir por otra sin restricciones en los puntos de entrada y salida, y sin limitaciones de profundidad de penetración en una cavidad. El cable para ROVs de aguas profundas supone una ventaja competitiva para estos robots submarinos. La tecnología ROV fue

1 Introducción El cable para ROVs de aguas profundas fue evaluado por el fabricante y por el usuario final en dos aplicaciones distintas pero simi- lares. Este cable especial se usaba ya para los ROVs de aguas profundas, pero necesitaba ser optimizado para dar buen resultado en la nueva aplicación. Esta nueva aplicación consistía en un sistema híbrido AUV/ROV, con las prestaciones de un vehículo submarino autónomo (AUV) y de un robot submarino (ROV) convencional. Se efectuaron numerosas pruebas de cableado, ensayos de laboratorio y pruebas de campo para dar con el diseño más adecuado para el cable. Oceaneering había pedido un nuevo diseño de cable con una sola fibra y un diámetro de unos 900 micrones. Esta invención era un cable para ROV de aguas profundas de tercera generación. 2.1.1Cable de primera generación El cable de primera generación era un cable de 2 fibras formado por dos fibras multimodo con un diámetro total de aproximadamente 1,4mm. Una fibra era utilizada para la información enviada hacia el ROV (para controlar el ROV) y la otra para la información enviada desde el ROV (realimentación de vídeo en directo). Este cable tenía muchos extremos de elementos de refuerzo para tener una mayor resistencia a la tracción. Más tarde, el equipo de Oceaneering cambió los sistemas de fibra óptica para poder enviar información en los dos sentidos a través de una sola fibra óptica en lugar de usar dos fibras separadas. 2.1.2Cable de segunda generación Manteniendo el mismo diámetro para man- tener la compatibilidad mecánica, este cable de segunda generación tenía sólo una fibra. El cable también tenía un diámetro de 1,4mm, pero con una cubierta de protección adicional. Entre los dos estratos de la cubierta había un estrato de elementos de refuerzo para ofrecer mayor resistencia a la tracción y a la abrasión. Tanto el cable de primera como el de segunda generación no respondían a requisitos de flotabilidad; sólo debían estar garantidos para el hundimiento. 2 Diseño del cable 2.1 Petición del cliente

El cable es desenrollado mediante un sistema mecánico patentado integrado en el ROV, eliminando la necesidad de anillo colector de fibra óptica. El ROV de aguas profundas contiene aproximadamente 600 metros de este cable muy fino de 900 micrones, mientras que el AUV/ROV híbrido lleva 2.000 metros. Este cable contiene una fibra óptica, elementos de refuerzo especiales y aceite. La fibra óptica es una fibra monomodo convencional de 255 micrones de diámetro, utilizada para el mando y la realimentación. Los elementos de refuerzo mejoran tanto el control del tensado como la duración del cable. El aceite proporciona al cable sus propiedades de incompresibilidad a profundidades de hasta 6.100 metros (20.000 pies). La cubierta externa está hecha de una mezcla polimérica especial para darle al cable la flotabilidad correcta en la columna de agua. Los ROVs son tan pequeños y contienen tanto cable que un cable no equilibrado correctamente causaría estragos en los controles de flotación de un ROV. Este cable fue homologado utilizando prácticas de prueba estándares y métodos de prueba completamente nuevos. Se probaron sus prestaciones mecánicas y ambientales, y el cable fue sometido a ensayos según los requisitos más estrictos de tres normas distintas. Las tres normas eran la norma ANSI/ICEA S-87-640-2006, la GR-20-CORE, y la EN 187105. Para hacerse mejor una idea de sus prestaciones, el cable fue sometido a prueba de rotura según las indicaciones de las especificaciones. Además, se desarrollaron varias pruebas personalizadas para estimar la fiabilidad del cable. Oceaneering utilizó un banco de prueba especial para la presión hidrostática, para simular la presión sobre el cable a profundidades extremas del océano. Además, Oceaneering introdujo también un requisito de flotabilidad para alcanzar la flotabilidad correcta. CommScope desarrolló una prueba especial de retorcimiento para tener un parámetro de referencia de las prestaciones de retorcimiento de cada cable. Con los resultados de estas pruebas pudimos garantizar a Oceaneering el mejor cable posible para su aplicación especial.

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EuroWire – Mayo de 2009