Sases

Sistemas acústicos submarinos para la monitorización del comportamiento espacial de especies.

AGENCIA ESTATAL INVESTIGACIÓN
Code: RTI2018-095112-B-100
Desde 01/01/2019 a 31/12/2021

¿QUE ES SASES?

SASES es un proyecto para la localización y seguimiento sistemático de especies marinas, con el fin de identificar sus patrones de actividad y movimiento para la gestion sostenible de las pesquerías.

50

DESARROLLO DEL PROYECTO

Para poder realizar este seguimiento, la implantación de etiquetas acústicas (TAG) está ampliamente utilizado por los científicos, siendo el sistema principal para poder estudiar el comportamiento de los animales que viven debajo del agua. Los TAGs permiten conocer la presencia o ausencia de una determinada especie dentro de un área, estas áreas generalmente suelen ser grandes, de unos cientos de metros. Por lo cual, esta tecnología se ha estado utilizando para conocer aspectos como la migración o la diferencia entre la actividad diurna y nocturna de la especie marcada con estas etiquetas acústicas. Sin embargo, esta tecnología presenta una serie de limitaciones como: datos no en tiempo real, resolución mayor de 5 m, así como el uso obligatorio de numerosos receptores que se deben fondear con precisión, que supone costes de despliegue muy elevados a medida que aumenta la profundidad. Para poder mejorar la resolución de los equipos actuales, se diseñará un TAG con mayores prestaciones. Integrando comunicación acústica bidireccional, que permite un sistema de triangularización por Range-Only que aumentará la resolución de georreferenciación de especies bentónicas y pelágicas, y utilizando modulación OFDM que aumentará la robustez y alcance de las comunicaciones. También, se integrarán sensores físicos que permitan a partir de los transectos realizados por los individuos, obtener parámetros medioambientales que proporcionen las características físicas y químicas de las aguas, requerido por la directiva 2008/56/CE del Parlamento Europeo.
0
Figura 1. Diagrama de bloques de la etiqueta acústica TAG.

Para evitar los costes de fondeo de los receptores se propone recurrir a los vehículos autónomos submarinos para utilizar técnicas de Single-Beacon. El evitar el fondeo de los receptores además de abaratar los costes de las infraestructuras permite que su área de cobertura no sea estática, pudiendo adaptarse con mayor facilidad a diferentes escenarios y circunstancias aleatorias.
0 0 0
Figura 2. De izquierda a derecha; Sistema de posicionamiento Long Baseline (LBL), Sistema de posicionamiento GPS Intelligent Buoy (GIB) y Sistema de posicionamiento Range-only Single-Beacon (RSB).


Por otro lado, en la actualidad, los receptores utilizados para leer estas etiquetas acústicas están pensados, mayoritariamente, para ser instalados en sistemas fijos, ya sea anclado al fondo marino o en boyas en la superficie y utilizan protocolos de comunicación y sistemas de modulación propietarios. Para mejorar este aspecto se propone el desarrollo de un sistema receptor para comunicarse con las etiquetas acústicas que incorporaran mejoras técnicas para poder tener información al instante de la posición y evolución de la especie marcada mediante etiquetas acústicas. Pasando de sistemas que actúan solo como registradores de datos (dataloggers) a sistemas más inteligentes que permitan hacer correcciones in situ sin tener que esperar a conocer los resultados después de un post-procesado una vez finalizada la campaña, cuando el margen de maniobra es nulo.

INVESTIGADORES

Spartacus Gomariz Castro. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Doctor Ingeniero de Telecomunicación. Profesor Titular Universidad. Investigador principal 1.
Francesc Xavier Roset Juan. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Doctor Ingeniero en Electrónica. Profesor Colaborador. Investigador principal 2.
Juan Manuel López Navarro. Universidad Politécnica de Madrid. Doctor Ingeniero de Telecomunicación. Profesor Titular Universidad.
Manuel. Moreno Lupiáñez. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Doctor en Ciencias Físicas. Profesor Titular Universidad.
Jordi Prat Tasias. Universidad Politécnica de Madrid. Ingeniero. Máster en e-learning. Profesor Titular Escuela Universitaria


Los participantes en el plan de trabajo que no son miembros del equipo de investigación son los siguientes doctores:
- Alex Alcocer Peñas. Oslo Metropolitan University. Noruega. PhD in Computer and electrical Engineering.
- Brian Kieft. Monterey Bay Aquarium Research Institute. USA. PhD in Computer Science PhD.
- Emanuela Fanelli. Marine Environment Research Centre. Italy. Ph.D in Ecology and Management of Biological Resources
- Rogerio Chumbinho. Smartbay Ireland, Ltd. Ireland. PhD in Philosophy in Physical Oceanography.
- David Sarria. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Doctor en Ingeniería Electrónica.
- Ivan Masmitjà. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Doctor en Ingeniería Electrónica.
- Enoc Martínez Padró. Ingeniero electrónico, doctorando de la UPC.

MOTIVACIÓN DEL PROYECTO

a.- De lógica científica en la investigación histórica llevada a cabo por el equipo de investigación del proyecto, ya que, aprovechando los antecedentes y resultados previos del equipo investigador relacionados con la temática del proyecto, se afrontarán nuevos desarrollos tecnológicos que permitan avanzar en la vanguardia del conocimiento, sin perder la experiencia en proyectos previos y el capital humano invertido en los últimos años.
b.- Por ser un proyecto multidisciplinar. La presentación de métodos técnologicos que permiten completar los métodos biológicos es de por si un hito que se considera de vanguardia en la gestión de los recursos marinos. En esta línea, los investigadores involucrados en el proyecto SASES disponen de un know-how y de una gran experiencia en interacción entre ingenieros y cientificos para el desarrollo e innovación de tecnologias marinas.
c.- Por la innovación en las aportaciones tecnológicas que permiten salvar las limitaciones de los sistemas comerciales actuales de TAGs submarinos como: datos no en tiempo real, resolución mayor de 5m a profundidades de más de 300 m, así como el uso obligatorio de numerosos receptores que se deben fondear con precisión.

HIPÓTESIS

Hipótesis de partida (H0): se asume que el sistema acústico submarino para la monitorización del comportamiento espacial de especies desarrollado prescindirá del fondeo de receptores, dispondrá de datos en tiempo real, de un alcance de 400 m de profundidad, de una resolución inferior a los 5 m, y las etiquetas acústicas no sobrepasaran un tamaño de 10x20 mm y un peso de 2 g en el agua.
a.- Los resultados previos del equipo investigador en el proyecto RITFIM (CTM2010-16274), en la evaluación de la respuesta acústica en el proceso de encapsulado de diferentes piezoeléctricos, para contribuir en el compromiso de reducir el tamaño del transmisor y aumentar su alcance.
b.- La utilización de microcontroladores de muy bajo consumo y con altas prestaciones para implementar una transmisión bidireccional, que permita calcular el rango, y con una modulación OFDM para mejorar el alcance y la robustez de las transmisiones, sin tener que aumentar el tamaño del componente piezoeléctrico del emisor.
d.- Integrar sensores físicos a partir de la propuesta realizada en el proyecto “Multi-MEMS sinérgicos y eficientes en CMOS para la internet de las cosas TEC2015-67278-R”.
c.- Recurrir a los vehículos autónomos submarinos para georreferenciar la posición del TAG mediante arquitecturas de Range-Only, para alcanzar la resolución, y Single-Beacon para evitar los costes de fondeo de receptores.
Si se cumple esta hipótesis, este desarrollo tecnológico será fundamental en la monitorización de indicadores fisicoquímicos y biológicos necesarios para evaluar el estado medioambiental de las regiones marinas, requerido por la directiva 2008/56/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 17 de junio de 2008.

PUBLICACIONES

Tesis

Acoustic underwater target tracking methods using autonomous vehicles
Director/ Codirector: Spartacus Gomàriz Castro, Jacopo Aguzzi
Universidad que titula: Universitat Politècnica de Catalunya.>
Doctorando: Ivan Masmitjà Rusiñol
Fecha de lectura: 21/01/2020

Contacta con nosotros

Centro de Desarrollo Tecnológico de Sistemas de Adquisición Remota y Tratamiento de la Información


Rambla Exposició 24 Edifici C
08800 Vilanova i la Geltrú (Barcelona)

info@cdsarti.org

+34 93 896 72 00

Tu mensaje ha sido enviado. ¡Gracias!
Error

© Sarti 2020. All Rights Reserved.