Le piattaforme continentali del mondo sono costellate di pozzi petroliferi sottomarini. Una volta che non sono più in uso, qualcuno dovrà monitorarli, ma come? Un gruppo di studenti laureati NTNU ha una possibile risposta. Credito:Colourbox
La costa della Norvegia è costellata da più di mille pozzi di petrolio, la maggior parte dei quali verrà collegata una volta che non sarà più redditizia. Devono essere monitorati in caso di perdite, ma tenerli d'occhio non è facile. Una nuova società offre un approccio diverso che potrebbe aiutare.
La sorveglianza sottomarina pone molte sfide, compresa la comunicazione tra acqua e terra. La comunicazione wireless attraverso l'acqua funziona male su lunghe distanze, quindi l'alternativa odierna è comunicare tramite cavi. Posizionare i cavi nell'oceano può essere molto costoso, anche se, quindi soluzioni alternative sono di interesse.
Ora, un'azienda fondata da tre studenti laureati dell'Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU) sta sviluppando un nuovo approccio che può aiutare i ricercatori e le aziende a inviare e ricevere informazioni dalle loro installazioni sottomarine. La società si chiama Ocean Access ed è stata avviata come progetto di master presso la NTNU School of Entrepreneurship.
"Immagina che un sensore sul fondo dell'oceano abbia rilevato una possibile fuga di gas da un giacimento petrolifero chiuso, ma che le bolle di gas sono state realmente create da un pesce. Abbiamo bisogno di un sistema che non solo scopra perdite, ma che può anche verificarli, " ha detto Andreas Mauritzen, uno dei co-fondatori dell'azienda.
Comunicazione complicata
La comunicazione wireless funziona bene a terra, ma tutte le soluzioni sottomarine esistenti hanno i loro svantaggi. Una delle sfide chiave è qualcosa chiamato larghezza di banda.
La larghezza di banda è la differenza tra la frequenza più alta e quella più bassa di cui è composto un segnale. Un segnale con un'ampia larghezza di banda può contenere più informazioni rispetto a un segnale con una larghezza di banda inferiore.
"Puoi inviare segnali in modalità wireless attraverso l'acqua con la comunicazione acustica. Quindi ottieni un lungo raggio, ma la larghezza di banda stretta è problematica. Con la comunicazione acustica, puoi inviare un semplice segnale di "OK", ma non set di dati più grandi come foto o video. " ha detto Mauritz.
"La comunicazione ottica è un'altra soluzione esistente per l'invio di dati attraverso l'acqua. Qui si ottiene un'ampia larghezza di banda ma una portata ridotta, " Egli ha detto.
In altre parole, con la tecnologia odierna, non è possibile inviare file di dati di grandi dimensioni in modalità wireless su grandi distanze sott'acqua. Un segnale può essere inviato tra acqua e terra tramite cavi, ma questo è costoso. Però, trasferendo le informazioni via cavi attraverso l'acqua e in modalità wireless attraverso l'aria, gli studenti sperano di creare un sistema di comunicazione efficace.
La possibilità di inviare file di dati più grandi, come foto e video, è uno degli obiettivi principali dell'azienda.
Trasmissione periodica di informazioni
L'approccio della nuova società prevede due passaggi. Primo, un'unità di raccolta dati viene rilasciata da un'installazione sul fondo dell'oceano. Segue un lungo cavo fino alla superficie.
Questo modello mostra una versione semplificata del sistema che Ocean Access sta sviluppando. I dati saranno raccolti da questo tipo di installazione da un veicolo subacqueo autonomo (AUV) o da una nave di superficie. Credito:accesso all'oceano
Quindi, le informazioni verranno inviate dalla superficie dell'oceano a terra attraverso l'aria, via satellite o 4G.
Quando il lavoro è finito, il piccolo dispositivo verrà riportato tramite il cavo alla sua installazione sottomarina. Il cavo verrà tirato indietro verso il basso insieme al dispositivo, simile a uno yo-yo rovesciato dove l'installazione sottomarina corrisponde alla mano che spinge.
Protetto contro le tempeste e il traffico marittimo
Il dispositivo di invio delle informazioni sarà programmato per lasciare periodicamente il fondo del mare, o ogni volta che i sensori registrano valori anormalmente alti. La maggior parte delle volte, il sistema sarà protetto sul fondo dell'oceano e non sarà esposto a grandi onde o tempeste, come se fosse posizionato permanentemente sulla superficie. Portandolo in superficie dalla sua casa sul fondo dell'oceano solo quando necessario, significa anche che non può essere danneggiato dalle navi.
In molte aree, il dispositivo dovrà percorrere diverse centinaia di metri fino a raggiungere la superficie. Gli studenti affermano che un cavo di 400 metri consentirà loro di monitorare i pozzi sottomarini più temporaneamente abbandonati sulla piattaforma continentale norvegese. Però, Oltre il lungo termine, i fondatori sperano che il loro dispositivo sarà in grado di funzionare ancora più in profondità.
"A 400 metri sotto la superficie del mare, raggiungeremo praticamente tutti questi pozzi in Norvegia. Ma siamo solo all'inizio, quindi 400 metri sono abbastanza profondi per il momento, " ha detto Mauritz.
Molte possibilità
Mauritzen e i suoi co-fondatori, Fredrik Lilleøkdal e Morten Skogly, immaginare diversi usi per il dispositivo che stanno sviluppando. Uno potrebbe essere quello di monitorare i pozzi di petrolio temporaneamente ostruiti. Poiché i giacimenti petroliferi sottomarini che non sono più in uso possono sviluppare perdite, il governo norvegese richiede alle aziende di tenerli sotto sorveglianza. Allo stesso modo, la tecnologia può essere utilizzata per prendersi cura degli allevamenti ittici e, col tempo, giacimenti sottomarini di stoccaggio del carbonio.
Un'altra potenziale applicazione è la ricerca oceanica. I tre imprenditori prevedono sempre più ricerca marina nei prossimi anni. Un dispositivo come quello che stanno sviluppando può essere posizionato nell'oceano e raccogliere grandi set di dati dalla stessa posizione nel tempo.
Quel modo, sarà possibile monitorare variabili come i livelli di ossigeno, pH e temperatura. Sarà inoltre possibile collegare altri tipi di sensori al dispositivo in modo che l'utente possa misurare qualsiasi parametro desideri.
Alimentazione una sfida
Una delle maggiori sfide che l'azienda deve affrontare è fornire alimentazione al proprio dispositivo. Non ci sono prese di corrente sul fondo dell'oceano, Dopotutto, e il dispositivo avrà bisogno di alimentazione per raccogliere e trasmettere i dati. Sarà anche stazionato sul fondo dell'oceano per lunghi periodi, il che significa che l'alimentatore dovrà essere durevole e di lunga durata.
Per adesso, il sistema è stato progettato per essere alimentato esclusivamente da un grande pacco batteria. Dopo , gli imprenditori pensano che la soluzione sia combinare la batteria con una fonte di energia rinnovabile in grado di generare la propria elettricità. Una possibilità è quella di utilizzare un generatore di corrente azionato dalle correnti oceaniche.
Molte parti del dispositivo, come fotocamere e sensori, possono essere acquistati da produttori esterni. Però, gli studenti dovranno costruire da soli il generatore elettrico. Il motivo è che i dispositivi già esistenti sono troppo grandi. Il sistema che stanno sviluppando dovrà solo dotarsi di un piccolo alimentatore, sufficiente per la raccolta periodica dei dati.
Un idroide gigante, Corymorpha hydrozoa (da 1000-1500 m di profondità), da un promontorio a ovest di Andøya, un'isola a nord di Narvik, nel nord della Norvegia. C'è un crescente interesse per l'esplorazione del fondo dell'oceano, e il team di Ocean Access sperano che la loro tecnologia possa aiutare ad espandere questa esplorazione. Questa foto è stata scattata in associazione con un importante progetto di mappatura dei fondali marini norvegese chiamato Mareano. Credito:Mareano / Istituto di ricerca marina
Alti e bassi
I primi sei mesi dopo l'avvio dell'azienda sono stati utilizzati esclusivamente per raccogliere feedback e consigli da diversi esperti e potenziali clienti. Il concetto è stato continuamente adattato e migliorato. Skogly lo descrive come fare otto passi indietro per ogni secondo passo avanti.
Nell'autunno del 2019, gli studenti hanno scoperto un punto chiave:i loro clienti vogliono una soluzione semplice in modo da ridurre al minimo la possibilità di problemi imprevisti. Allo stesso tempo, la loro idea ha iniziato a vincere premi. Tutto detto, gli studenti e la loro idea hanno vinto più di NOK 350 000, o circa 35 000 euro.
Uno dei premi è stato assegnato loro dalla compagnia energetica Equinor e dalla NTNU Energy Transition Initiative. Equinor potrebbe diventare uno dei maggiori clienti di Ocean Access in futuro, e il loro feedback sul progetto è stato prezioso. Gli studenti hanno persino incontrato Eldar Sætre, presidente e amministratore delegato di Equinor, che si aggiungeva alla loro motivazione.
Gli studenti stanno usando i soldi che hanno vinto per costruire un prototipo, sviluppare illustrazioni grafiche del prodotto e coprire i costi relativi alle domande di brevetto.
La strada davanti
Gli imprenditori hanno anche altre fonti di finanziamento nel mirino:il Consiglio per la ricerca norvegese ha un fondo speciale di denaro che potrebbe fornire fino a 1 milione di corone norvegesi.
Recentemente, Ocean Access ha iniziato a lavorare con Kongsberg Innovasjon, un'azienda che offre gratuitamente consulenza e assistenza a pochi eletti imprenditori e piccole imprese.
Un prodotto per cui c'è una domanda
Anche Haug Larsen, Project Manager e Assistant Professor presso NTNU School of Entrepreneurship, dice che c'è una buona ragione per cui i tre studenti sono arrivati così lontano.
"Ocean Access ha fatto bene a capire quali problemi risolvere per chi. Hanno studiato diverse soluzioni al problema e sono stati flessibili, " ha detto. "Perché un'impresa abbia successo, hai bisogno di una buona squadra, un buon prodotto e un buon mercato. Di questi tre, Direi che il mercato è più importante. Ocean Access sta creando un prodotto di cui c'è una domanda".
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