La Facultad de Ingeniería de la UNAM (FI) y la Universidad de Brown colaboran en el desarrollo del proyecto de investigación interinstitucional Pleobot, un novedoso robot submarino diseñado para reproducir de manera autónoma los movimientos de un krill y servir de guía a cardúmenes de este diminuto organismo marino con beneficios para toda su cadena alimenticia, además de implicar importantes avances técnicos.
La motivación detrás del proyecto Pleobot es doble: por un lado, facilitar los experimentos para entender el impacto ambiental del rol que estos organismos desempeñan en la cadena biogeoquímica de su entorno ambiental mediante la distribución de nutrientes y oxígeno en el océano, un tema de relevancia para los nuevos modelos climáticos. Por otro, generar una solución novedosa dentro de las tecnologías robóticas subacuáticas para reproducir un nado metacronal con alta maniobrabilidad para llegar a zonas poco accesibles.
La doctora Mónica Martínez Wilhelmus, investigadora de la Universidad de Brown, egresada de licenciatura de la FI, y responsable de la idea original del proyecto, compara a los krill con atletas que diariamente recorren a nado cientos de metros: desde la superficie del océano los krill descienden hasta 600 metros para esconderse de depredadores que no pueden sumergirse por tiempo prolongado en tales profundidades donde hay poco oxígeno, y en la noche, cuando no hay luz, vuelven a subir para alimentarse.
Asimismo, la investigadora considera a los krill ingenieros de su propio sistema, pues tiene la hipótesis de que al moverse en grandes grupos pueden mover corrientes marinas localmente y transportar nutrientes, carbono y oxígeno entre zonas que no se comunican fácilmente por la estratificación del océano, contribuyendo así a la alimentación de otras especies.
Entre los retos técnicos del proyecto, el doctor Francisco Cuenca Jiménez, académico del departamento de Diseño y Manufactura de la División de Ingeniería Mecánica e Industrial de la FI, destaca el de reproducir el movimiento metacronal del krill, el cual genera vórtices que pueden arrastrar a los miembros del cardumen que vienen detrás, ayudándoles así en su propio nado.
Otro gran desafío es lograr un sistema lo más pequeño posible para que el cardumen resista la fuerza de sus vórtices. Mientras que un krill mide pocos milímetros, los prototipos actuales de Pleobot tienen una escala de centímetros, que sería difícil reducir sin perder funcionalidad, precisión o fuerza en el movimiento, ya que requieren dos motores para realizarlo de manera fidedigna.
El estudio de la morfología del krill para este proyecto también ha significado un aporte al conocimiento biológico del animal. La solución mecatrónica reproduce sus características de propulsión y maniobrabilidad más relevantes y busca optimizar otras, pues, a diferencia del ser vivo, no dependería de factores como la temperatura ni la viscosidad.
El desarrollo de Pleobot, que comenzó en 2017, contó con el apoyo de UC Mexus y Conacyt en el marco de un programa destinado a proyectos colaborativos entre la Universidad de California (Riverside) e instituciones mexicanas. Entre los estudiantes de posgrado de la FI que han dejado su huella en distintos momentos de la historia del robot cabe mencionar a Sara Oliveira Santos, Pedro Enrique Ávila Hernández (doctorado), y a Oscar Morales López y Pablo Antonio Gómez Valdez (maestría).
