La red de sensores del Internet Marino de las Cosas está cambiando radicalmente la forma en que entendemos y utilizamos el océano. Despliega muchos dispositivos de detección inteligentes interconectados para recopilar continuamente datos sobre la temperatura del agua, la salinidad, la composición química, las actividades biológicas e incluso los terremotos submarinos, construyendo así un sistema de percepción del océano auténtico y tridimensional. Esta tecnología no es sólo una herramienta de investigación científica, sino también una infraestructura central para la economía marina, la protección del medio ambiente y la seguridad nacional. Nos conecta estrechamente con este campo azul que ocupa el 70% de la superficie terrestre.
Cómo el Internet marino de las cosas puede monitorear el cambio climático
En el sistema climático de la Tierra, el océano es un regulador central, absorbiendo alrededor del 90% del calor extra del mundo y una gran cantidad de dióxido de carbono. La red de sensores de Marine Internet of Things nos brinda la posibilidad de cuantificar este proceso con la ayuda de una recopilación de datos en serie a largo plazo y de alta precisión. Por ejemplo, la red de boyas Argo desplegada en varios océanos puede descender automáticamente a una profundidad de 2.000 metros para medir los perfiles de temperatura y salinidad, y luego salir a la superficie para transmitir datos. Ha estado en funcionamiento continuo durante más de 20 años y ha formado la columna vertebral de la observación mundial de los océanos.
Los datos revelan la tasa precisa y la distribución espacial del calentamiento de los océanos, lo que confirma que el calor continúa penetrando más profundamente en el océano. Al mismo tiempo, los sensores de pH y oxígeno disuelto monitorean directamente la acidificación y la hipoxia del agua de mar. Estos datos de observación tienen características continuas y en tiempo real y son la base para verificar y mejorar los modelos climáticos globales. También proporcionan una base empírica irremplazable para evaluar el progreso de la implementación de los objetivos del Acuerdo de París. Sus cambios tendrán directamente un impacto importante en la formulación y ajuste de las políticas climáticas internacionales.
¿Cómo protege el Internet marino de las cosas los ecosistemas marinos?
La biodiversidad marina está gravemente amenazada por la sobrepesca, la contaminación y la destrucción del hábitat. Las redes de sensores marinos de IoT pueden lograr un seguimiento refinado de un ecosistema específico. Por ejemplo, al desplegar una red en una zona de arrecifes de coral, puede monitorear simultáneamente temperaturas anormales del agua (para advertir sobre el blanqueamiento), el contenido de nutrientes en el agua (para prevenir la eutrofización) y las señales sonoras emitidas por peces específicos para evaluar la salud de sus poblaciones.
La red compuesta de sensores acústicos y cámaras submarinas puede encontrar las rutas migratorias y los patrones de comportamiento de grandes criaturas marinas como las ballenas sin invadirlas. La información obtenida es útil para establecer científicamente los límites de las áreas marinas protegidas, planificar rutas de navegación que eviten lugares con altas densidades biológicas y monitorear las actividades de pesca ilegal en cualquier momento. La red de sensores es como instalar un "instrumento de monitoreo de vida" continuo en el ecosistema marino, permitiendo que las medidas de conservación pasen de la remediación después de que ocurre un evento a la emisión de alarmas y el control del proceso antes de que ocurra un evento.
¿Qué desastres marinos puede prevenir el Internet marino de las cosas?
Los desastres marinos como las marejadas ciclónicas y las mareas rojas, como los tsunamis, plantean grandes riesgos para la economía y la vida en las zonas costeras. La Internet Marina de las Cosas construye una red tridimensional de alerta temprana con conjuntos de sensores desplegados en aguas costeras, estrechos y trincheras clave. Los sensores de presión monitorean la deformación de la corteza del fondo marino en tiempo real y son una parte fundamental de la alerta temprana de tsunamis; Varios sensores bioópticos pueden detectar la proliferación de algas nocivas con muchos días de antelación detectando el color del agua y toxinas específicas.
Ante tifones y marejadas ciclónicas, los sensores meteorológicos y de olas desplegados en boyas y plataformas pueden proporcionar datos medidos iniciales sobre la trayectoria de la tormenta, mejorando en gran medida la precisión del modelo de pronóstico. Este sistema puede adelantar el tiempo de advertencia y ganar una valiosa ventana de tiempo para la evacuación del personal y la transferencia de propiedad. Por ejemplo, Japón depende de su densa red de observación submarina para lograr un seguimiento casi en tiempo real y una alerta temprana de terremotos y tsunamis.
¿Cómo garantiza el Internet marítimo de las cosas la seguridad de la navegación marítima?
En los tiempos modernos, el transporte marítimo depende en gran medida de información extremadamente precisa sobre el entorno marino. La red de sensores marinos de IoT tiene la función de proporcionar datos de canal en tiempo real y de alta resolución. Boyas inteligentes y radares costeros monitorearán continuamente los cambios en la profundidad del agua del canal. También monitorearán el desplazamiento de arrecifes y objetos flotantes en la superficie del mar y emitirán advertencias de navegación a los barcos de manera oportuna. Los datos proporcionados por los sensores de olas y corrientes pueden ayudar a los capitanes a elegir la ruta de navegación más fluida y con menor consumo de combustible.
En días de niebla, condiciones de baja visibilidad o de noche, el sistema de identificación automática de barcos, también conocido como AIS, se integra con la red de sensores costeros para formar una imagen completa de la situación del tráfico marítimo en el centro de control, lo que puede prevenir colisiones de manera efectiva. Además, los sensores también pueden detectar vertidos contaminantes ilegales por parte de barcos. Es una capacidad de percepción tan completa la que ha impulsado la navegación tradicional desde un estado de dependencia de la experiencia y la información incompleta a una nueva etapa de navegación inteligente basada en datos.
¿Cómo ayuda el Internet marino de las cosas a desarrollar los recursos marinos?
El desarrollo sostenible de los recursos marinos de petróleo y gas, minerales y pesqueros es inseparable de una comprensión profunda del medio marino. Durante la exploración de petróleo y gas, la red de sensores sísmicos del fondo marino puede trazar un mapa estructural subterráneo más claro. Antes de la explotación minera en aguas profundas, es necesario realizar un seguimiento a largo plazo de los datos de referencia medioambientales del área a desarrollar. La red IoT es el único medio viable para completar esta tarea. Puede evaluar el impacto potencial de las actividades mineras en el agua de mar, los sedimentos y la biota subyacentes.
En el campo de la pesca, los sensores no sólo monitorean el entorno de la zona de pesca, sino que también se combinan con etiquetas electrónicas colocadas en el cuerpo de los peces para construir un sistema de gestión inteligente para "ranchos marinos". Puede rastrear el crecimiento de los peces, implementar automáticamente operaciones de alimentación y prevenir la propagación de enfermedades. Una gestión tan precisa mejora la eficiencia reproductiva y reduce la presión pesquera sobre las poblaciones silvestres. Es un apoyo técnico clave para lograr el crecimiento económico azul.
¿A qué desafíos técnicos se enfrenta el Internet marino de las cosas?
Aunque las perspectivas son prometedoras, el pleno desarrollo de la Internet marina de las cosas todavía enfrenta graves desafíos. El factor más crítico es la energía. Los sensores suelen funcionar con baterías. Sin embargo, es básicamente imposible reemplazar la batería en zonas de aguas profundas. Por lo tanto, es extremadamente importante desarrollar tecnologías de recolección de energía y carga inalámbrica submarina (como el uso de diferencias de temperatura para generar electricidad y corrientes oceánicas para proporcionar energía). En segundo lugar, implica comunicación. El agua de mar provoca en gran medida la atenuación de las señales de radio. En la actualidad, se confía principalmente en la comunicación acústica submarina, pero su velocidad es relativamente baja, el tiempo de retardo es relativamente largo y es susceptible a interferencias.
La durabilidad es una prueba importante para los sensores, ya que tienen que resistir altas presiones, corrosión, bioincrustaciones y corrientes oceánicas durante largos períodos de tiempo. El vínculo del procesamiento de datos es tan complejo como garantizar la seguridad. Es necesario procesar inicialmente datos masivos y heterogéneos con la ayuda de la informática de punta y luego cargarlos mediante enlaces satelitales. Al mismo tiempo, se debe proteger toda la red contra la manipulación de datos y ataques maliciosos. Superar estos obstáculos técnicos es un requisito previo para que la Internet marina de las cosas pase de la demostración a la aplicación a gran escala.
En su opinión, además de los desafíos técnicos, ¿cuáles son los obstáculos sociales o políticos más importantes que enfrenta el despliegue generalizado de redes de sensores de IoT marinos? Bienvenido a compartir sus opiniones en el área de comentarios. Si este artículo te resulta útil, dale Me gusta para apoyarlo y compártelo con más amigos que se preocupan por el futuro del océano.
Deja una respuesta