Gli studenti della Yonder Deep presso l’UC San Diego stanno lavorando alla creazione di un veicolo sottomarino autonomo, modulare e a basso costo che permetterà ai ricercatori di raccogliere facilmente dati oceanografici e climatici. Il loro obiettivo è sviluppare un AUV che abbia le caratteristiche di un siluro e che possa ospitare una vasta gamma di sensori come temperatura, pressione e idrofoni. Questi sensori devono essere abbastanza versatili da poter essere utilizzati tanto nelle acque ghiacciate dell’Artico quanto nelle acque agitate delle coste della California meridionale negli Stati Uniti.
Il team studentesco di Yonder Deep sta affrontando una delle sue prime sfide quantificando lo scioglimento dei ghiacciai e il relativo innalzamento del livello del mare. Attualmente esistono strumenti di ricerca presso l’Artico che utilizzano sensori avanzati per misurare il tasso di scioglimento dei ghiacciai, ma la natura pericolosa della ricerca rende difficile l’accesso alle vette del ghiacciaio. Gli AUV sono un’opzione promettente per questo problema, ma possono essere costosi, con AUV di base che spesso superano i $300.000. Il team di Yonder Deep ha riconosciuto questo ostacolo all’ingresso nella ricerca oceanografica e ha lavorato per superarlo. Negli ultimi cinque anni, sotto la guida dell’oceanografo Grant Deane, del Marine Physical Lab presso lo Scripps Institution of Oceanography dell’UC San Diego, il team ha sviluppato un AUV a basso costo utilizzando la stampa 3D.
Il Professor Grant Deane conduce ricerche in campo idroacustico. In questo contesto, gli studenti di Yonder Deep stanno sviluppando un AUV che utilizza idrofoni per misurare la velocità di scioglimento del ghiaccio. Il suono prodotto dalle bolle d’aria che fuoriescono quando il ghiaccio si scioglie è monitorato per determinare la velocità di scioglimento. Yonder Deep AUV entra in gioco proprio per questa acquisizione di dati sul ghiaccio.
Gli studenti di ingegneria meccanica Daniel Ju e Satchel Birch, insieme ai direttori di Yonder Deep, affermano che lo sviluppo del loro AUV per resistere alle condizioni estreme dell’Artico presenta una serie di sfide tecniche. Una di queste sfide consiste nell’operare nelle condizioni estremamente fredde dell’Artico. Il team ha dovuto considerare come l’assorbimento d’acqua nel materiale poroso avrebbe influito sul peso e la galleggiabilità dell’oggetto, e anche studiare la durabilità, il comportamento e la geometria del materiale stampato in 3D per determinare se sarebbe resistito alle difficili condizioni dell’Artico.
Inoltre al fine di creare un veicolo sottomarino conveniente e multifunzionale, il team di Yonder Deep ha anche come obiettivo di mettere le loro competenze ingegneristiche a disposizione di una causa che valga la pena inseguire.
“Come ingegneri, è anche importante pensare a come possiamo usare le nostre capacità uniche per risolvere un problema che di solito è considerato un problema sociale”, ha affermato Daniel Ju, uno studente di ingegneria meccanica, ex presidente e ora consulente tecnico e meccanico architetto di Yonder Deep. “Il cambiamento climatico è un problema globale incredibilmente urgente e questo progetto offre agli studenti l’opportunità di avere un impatto importante sul mondo sviluppando allo stesso tempo importanti competenze tecniche”.
“L’opportunità di studiare il cambiamento climatico, ma anche di lavorare per migliorare l’accesso alla ricerca oceanografica di alta qualità per il futuro, è ciò che rende la nostra missione così entusiasmante”, afferma Satchel Birch, studente di ingegneria meccanica e attuale presidente di Yonder Deep. “Inoltre, se lo fai in un team di studenti, è una grande opportunità per imparare e insegnare insieme. Uno dei miei ricordi più belli è fare quei calcoli di galleggiamento e vederli lavorare come una squadra durante i test della piscina di acqua salata a Scripps.
Il lavoro di Yonder Deep è notevole:
“La stampa 3D viene generalmente utilizzata per la prototipazione, ma i nostri design e processi unici consentono l’uso di una maggiore produzione additiva, motivo principale per cui la strategia di Yonder Deep è così versatile e conveniente”, afferma Ju.
Piuttosto che utilizzare metodi di produzione convenzionali, Ju afferma che la decisione di stampare in 3D “è ciò che rende questo progetto divertente perché nessuno ha mai svolto questo tipo di lavoro su questa scala prima”.
Il team di Yonder Deep è impegnato nello sviluppo di un prototipo di AUV ad alta tecnologia che mira a rendere la ricerca oceanografica più accessibile e conveniente. L’AUV sarà dotato di avanzati strumenti di misurazione, come idrofoni per quantificare il tasso di scioglimento dei ghiacci, e utilizzerà la tecnologia di stampa 3D per creare una struttura resistente ed efficiente. L’obiettivo principale del team è quello di utilizzare le loro competenze ingegneristiche per aiutare a risolvere problemi ambientali importanti, come lo scioglimento dei ghiacci e l’innalzamento del livello del mare. Il quarto prototipo del team è in fase di sviluppo e si prevede che sarà pronto per i test entro la fine del 2023. Se tutto va secondo i piani, Deane intende utilizzare l’AUV per la sua prossima missione nell’Artico.
“Il team di Yonder Deep sta spingendo i limiti delle piattaforme marine a basso costo e di alta qualità per la ricerca nelle regioni polari ad alto rischio”, ha affermato Deane. “Questo tipo di lavoro è fondamentale per comprendere l’innalzamento del livello del mare e sviluppare sistemi per monitorare la calotta glaciale della Groenlandia. È entusiasmante lavorare con questo team di ingegneri dinamico, motivato e di talento per raggiungere questi obiettivi”.
