Una de las principales actividades de la embarcación es realizar «lances» de conductividad, temperatura y oxígeno disuelto (CTD) a profundidades de hasta 5.000 metros en la mitad del Océano Pacífico. Durante un lance, el paquete CTD, que pesa alrededor de 900 kilos, se baja de la cubierta del barco al agua. Además de los sensores sensibles de presión y temperatura, el paquete incluye 24 botellas que recolectan muestras de agua a varias profundidades.

En 2019, el Centro Marino de la Universidad de Hawái decidió actualizar el Sistema de Lanzamiento y Recuperación de CTD (LARS) de Kilo Moana a un nuevo diseño con compensación activa de la elevación (AHC). Este sistema toma información sobre la acción de las olas de la unidad de referencia de movimiento del barco (MRU) y ajusta los motores del cabrestante para compensar. Los ajustes precisos en la tensión del cabrestante, que se realiza cientos de veces por segundo, mantienen el paquete estable en relación con el fondo del mar mientras el barco se inclina hacia arriba y hacia abajo.

Convertidor de frecuencia ABB ACS880 con AHC integral

ABB suministró el accionamiento de cabrestante ACS880 a Hawboldt Industries, la empresa canadiense que se especializa en el diseño personalizado y la fabricación de equipos de cubierta para embarcaciones oceánicas. Según Dylan Wells, gerente general de Hawboldt Industries, AHC es esencial en las operaciones CTD de UH, minimizando la máxima tensión del cable y permitiendo que el paquete tome muestras de manera segura y confiable. Es especialmente crítico en condiciones difíciles cuando las olas pueden llegar a los cuatro metros y hay movimientos significativos de balanceo, cabeceo y levantamiento de la embarcación.

El AHC también permite un despliegue más rápido pero más controlado al mantener una tensión del cable más constante y, por lo tanto, evita que se afloje o estire al máximo. Un cable flojo puede torcerse (y hacerse un atado de nudos), generando un daño mayor que requiera el reemplazo del cable largo, lo que implica altos costos y pérdida de tiempo de envío.

«Un accionamiento de cabrestante es un elemento integral en nuestro equipo y el accionamiento ABB ACS880 es único porque viene con la funcionalidad AHC incorporada como firmware», dijo Wells. «Por lo tanto, no tuvimos que cambiar la arquitectura del sistema ni lidiar con el costo y la complejidad de instalar un sistema de control externo de AHC de terceros. Con el convertidor de frecuencia ABB, todo lo que teníamos que hacer era conectarlo a la MRU y encenderlo».

Los tiempos de lanzamiento de CTD se redujeron en alrededor del 30 por ciento

El Kilo Moana realizó con éxito pruebas en el mar con la grúa CTD y el cabrestante a principios de 2020. Las pruebas confirmaron que el AHC se desempeñó bien en la reducción de la carga brusca en el cable del cabrestante, con una respuesta rápida y transiciones suaves. Una ventaja adicional es que también permite a los científicos realizar muestreos de agua más precisos, con profundidades controladas con una resolución de un metro a profundidades de hasta 5 kilómetros.

Los tiempos de lanzamiento también se reducen significativamente. El tiempo para cada lanzamiento, desde el despliegue hasta la recuperación, se ha reducido de 45 minutos a 30 minutos. Esto es importante ya que el Kilo Moana a menudo puede realizar hasta cinco lances por día. Con el nuevo sistema Hawboldt, puede alcanzar una velocidad promedio de 60 metros por minuto, mientras que la velocidad real del cable en el cabrestante varía de 0 a 130 metros por minuto según el estado del mar.

Los científicos aprueban el nuevo sistema CTD

El Kilo Moana pasa entre 200 a 250 días en el mar con operaciones desde pocos días hasta un mes. Una de sus misiones más regulares es el crucero Hawaii Ocean Time-series (HOT), que ha estado realizando repetidas observaciones en una estación al norte de Oahu desde octubre de 1988. El objetivo es monitorear el dióxido de carbono (CO2) contenido en el agua de mar para medir el avance del cambio climático.

Para Scott Ferguson, director del Servicio Técnico Marino de la Universidad de Hawái, el nuevo cabrestante y grúa CTD ha ofrecido beneficios reales.

«La toma de muestras del CTD es un elemento primordial para el Kilo Moana, con un costo diario aproximado de 50.000 dólares para su funcionamiento en el mar», dijo Ferguson. «Si no podemos trabajar porque el mar está demasiado agitado, enfrentamos una gran pérdida de ingresos. La ventaja de nuestra nueva grúa con AHC es que permite realizar el muestreo CTD con seguridad y precisión, incluso con olas de 4 metros de altura. Por eso a nuestros científicos les encanta. Y nuestra tripulación de cubierta lo aprecia por su confiabilidad y facilidad de operación».

Para obtener más información sobre el control de levantamiento activo para cabrestantes: https://new.abb.com/drives/segments/winches