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    Los ingenieros automatizan la ciencia desde una remota estación antártica

    La plataforma de automatización en la estación de investigación Halley proporciona energía al equipo científico desde una micro-turbina (la estación principal al fondo). Crédito:British Antarctic Survey

    Una estación de investigación remota y desocupada en la Antártida tiene, por primera vez, recopiló importantes mediciones científicas del clima, ozono y clima espacial gracias a la tecnología innovadora desarrollada por los ingenieros de British Antarctic Survey (BAS).

    La tecnología se desarrolló para garantizar la continuación de las mediciones durante los meses de invierno en la Estación de Investigación Halley. La estación opera actualmente solo durante el verano y ha estado desocupada desde febrero de este año. Operando a temperaturas inferiores a -40⁰C, un innovador sistema de energía basado en una micro-turbina ha recopilado datos durante 123 días.

    Grietas en la plataforma de hielo Brunt, en la que se encuentra la estación de investigación Halley, han generado preocupaciones sobre la estabilidad de la plataforma de hielo y la decisión de no comprometer al personal a pasar el invierno en la estación hasta que se pueda garantizar la estabilidad de la plataforma de hielo. El equipo de verano que abandonó la estación el 25 de febrero instaló un innovador sistema de energía autónoma que puede generar hasta 30 kW de potencia y ejecutar un conjunto de instrumentos científicos.

    El corazón del sistema de energía es una micro-turbina Capstone C30, similar a un motor a reacción, que está alojado en un recipiente con temperatura controlada especialmente diseñado, con una alimentación continua de combustible y datos. Esto se puede controlar desde la sede de BAS en Cambridge, y ha proporcionado una potencia continua de aproximadamente 9 kW desde que se encendió por primera vez en enero.

    Thomas Barningham, Gerente de Proyecto del Proyecto de Automatización Halley en British Antarctic Survey (BAS), dice:

    "Esta es la primera vez que se utiliza una microturbina en la Antártida para alimentar la instrumentación de forma autónoma. Estamos encantados de que nuestro diseño esté funcionando y podamos recopilar datos durante los fríos y oscuros meses de invierno. Confiábamos en que teníamos un buen diseño, pero las condiciones invernales de la Antártida son brutales, por lo que nunca se sabe exactamente lo que podría suceder. Hasta ahora, los sistemas han operado a temperaturas tan bajas como —43ºC y han resistido vientos de hasta 43 nudos ".

    David Vaughan, El director de ciencia de BAS dice:

    Los ingenieros de BAS en Cambridge pueden monitorear la micro-turbina Capstone C30 diariamente a través de la cámara web. Crédito:Thomas Barningham

    "Este es un proyecto verdaderamente innovador y el hecho de que haya continuado impecablemente hasta mediados del invierno es un logro importante para nuestros ingenieros y científicos. Estoy encantado de que el programa crucial de medición del clima a largo plazo, El ozono y el clima espacial continúan hoy en día gracias a la habilidad y el ingenio de nuestros ingenieros. La perspectiva de ofrecer una ciencia tan compleja desde ubicaciones remotas sin el requisito de tener personas sobre el terreno durante todo el año abre muchas oportunidades. Aunque pasará un tiempo antes de que tengamos un sistema completamente resistente, mis dedos están cruzados para que el sistema siga girando hasta el final del invierno para que podamos registrar la formación y recuperación del Agujero de Ozono Antártico anual entre septiembre y octubre. ¡Eso sería un gran triunfo! "

    Mike Rose, Jefe de Ingeniería en BAS, dice:

    "Aunque está en el hielo, lo hemos abordado de manera similar al diseño de un satélite en el espacio, con múltiples componentes redundantes, con una gran cantidad de recopilación y control de datos, ha sido realmente interesante para todos los involucrados.

    "Los principales desafíos para nosotros fueron mantener un suministro continuo de combustible a la micro-turbina y garantizar una temperatura estable dentro de su carcasa. Una vez que logramos la prueba de concepto, nos emocionó ver que llegaban los datos, y tenemos la esperanza de que continúe durante el resto del invierno ".

    Los equipos regresarán a la Estación de Investigación Halley en noviembre para el inicio de la temporada de campo antártico.

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    Datos de Halley Automation de un vistazo:

    El sistema de repostaje autónomo fue diseñado y construido por ingenieros de BAS. Crédito:Thomas Barningham


    • 81 sin tripulación, automático, eventos de reabastecimiento de combustible hasta la fecha (desde la última puesta en marcha, 09Feb19 al 24Jun19)
    • 136 días de tiempo de ejecución (desde la última puesta en marcha, 09Feb19 al 24Jun19)
    • ~ 30 MWh de electricidad (desde la última puesta en marcha, 09Feb19 al 24Jun19)
    • Soportó temperaturas ambiente de hasta — 43ºC
    • Soportó velocidades de viento de hasta 43 nudos.
    • Gira a los 70, 000 rpm día y noche
    • Consume alrededor del 10% del combustible que se quema normalmente durante el mismo período cuando hay personas presentes.
    • El consumo de combustible es de aproximadamente 6 litros por hora durante los 280 días del invierno antártico.

    La lista completa de equipos científicos que se están automatizando incluye:

    Sistemas de campo de baja potencia

    • 3 x estaciones meteorológicas automáticas (meteorología y clima)
    • 1 x monitor autónomo de ozono troposférico (química troposférica)
    • 1 x receptor VLF autónomo (meteorología espacial y observaciones de la atmósfera superior)
    • 1x Auto MOSAIC (química mesosférica)
    • 1x LPM (clima espacial)
    • Toda la red de GPS en la plataforma de hielo Brunt

    Equipo alimentado desde la micro-turbina

    • AutoDobson:una versión completamente automatizada del instrumento que fue responsable de descubrir el agujero en la capa de ozono. Este año representa el primer año de mediciones no tripuladas (Monitoreo del ozono estratosférico)
    • Una gama de instrumentos en el área silenciosa electromagnética de Halley que se utilizan en colaboración a nivel mundial para comprender el clima espacial y, por ejemplo, alimentar las capacidades globales de detección de iluminación en tiempo real. 7x experimentos, incluido receptor VLF, magnetómetros y un riómetro (meteorología espacial y observaciones de la atmósfera superior)
    • Monitoreo de instrumentación meteorológica del clima local (por ejemplo, cobertura de nubes) y del clima a largo plazo (meteorología y clima)
    • 1x Monitor de ozono troposférico (química troposférica)
    • 1x monitor de óxidos halógenos (química troposférica)
    • Enlace de datos que transfiere 1 GB de datos científicos y de seguimiento a Cambridge por día



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