La spesa per le infrastrutture energetiche rinnovabili offshore globali nei prossimi dieci anni dovrebbe superare i 16 miliardi di dollari USA (11.3 miliardi di sterline). Ciò comporta la creazione di altri 2.5 milioni di chilometri di cavi sottomarini globali entro il 2030.
Per posare e proteggere questi cavi dalle correnti oceaniche è necessario arare il fondo del mare e scaricare rocce e “materassi” di cemento che fungano da base per i cavi, procedure che sono altamente dannose per l'ecosistema marino che così tante creature chiamano casa.
L'installazione di parchi eolici offshore richiede molte di queste procedure ad alto impatto, che spesso vengono intraprese con poca considerazione dei loro effetti sull'ambiente oceanico delicatamente equilibrato, su cui più di 3 miliardi di persone fanno affidamento per il proprio cibo e mezzi di sussistenza.
Le attività umane, inclusa la costruzione di infrastrutture per l'energia rinnovabile, hanno colpito oltre il 40% della superficie dell'oceano, creando zone oceaniche morte prive di ossigeno, fioriture di alghe che danneggiano le specie marine e una devastante perdita di biodiversità.
Se continuiamo su questa strada, la prevista rivoluzione della tecnologia verde rischia di causare un livello di danni senza precedenti agli oceani del mondo. La nuova generazione di produttori di energia rinnovabile deve valutare il loro impatto a lungo termine sull'ambiente oceanico per valutare quanto siano realmente sostenibili le loro catene di approvvigionamento e le loro pratiche.
Mentre quest’anno le Nazioni Unite iniziano il loro decennio di resilienza oceanica, il ruolo che le tecnologie autonome possono svolgere nel sostenere l’ambiente marino continua a ottenere riconoscimento. Non possiamo aspettarci di implementare soluzioni sostenibili la tecnologia senza prima instillare pratiche attente all’ambiente all’interno dello stesso settore delle energie rinnovabili. È qui che entra in gioco la robotica.
Il costo della manutenzione
Circa l'80% del costo della manutenzione dei parchi eolici offshore viene speso per l'invio di persone per effettuare ispezioni e riparazioni tramite elicotteri, per la manutenzione dei veicoli di supporto, come le barche, e per la costruzione di piattaforme offshore per ospitare i lavoratori delle turbine. Tutti questi accumulano emissioni di carbonio. Non solo, gli ispettori offshore devono anche lavorare ad altezze rischiose e in spazi ristretti, entrambi pericolosi.
Tuttavia, un team unificato di umani, robot e intelligenza artificiale che lavorano insieme potrebbe mantenere questa infrastruttura con un impatto significativamente inferiore sull'ambiente e una migliore sicurezza per gli esseri umani. Questi team potrebbero includere esseri umani che lavorano a distanza con team multi-robot di veicoli aerei e subacquei autonomi, nonché con robot striscianti o terrestri.
I veicoli subacquei autonomi (AUV) hanno numerose applicazioni quando si tratta di manutenzione e riparazione di turbine in mare.
Tecnologia trasformativa
La robotica può aiutare gli esseri umani a interagire con ambienti complessi e vulnerabili senza danneggiarli. I robot che utilizzano metodi di rilevamento senza contatto, come radar e sonar, possono interagire con l'infrastruttura oceanica e l'ambiente circostante senza causare interruzioni o danni.
Una tecnologia di rilevamento ancora più avanzata nota come sonar a bassa frequenza - tecnologia basata sul suono ispirata ai segnali utilizzati dai delfini per comunicare - rende possibile ispezionare strutture come infrastrutture sottomarine e cavi sottomarini nell'oceano senza danneggiare l'ambiente circostante.
Implementando la tecnologia sonar a bassa frequenza utilizzando veicoli subacquei autonomi (AUV) - robot che si guidano da soli - possiamo capire meglio come strutture come i cavi sottomarini interagiscono con l'ambiente. Possiamo anche aiutare a evitare problemi come il biofouling, dove microrganismi, piante, alghe o piccoli animali si accumulano sulle superfici dei cavi. Un cavo con bio-sporco può diventare pesante, distorcendo potenzialmente i suoi strati protettivi esterni e diminuendone la durata utile. Gli AUV possono monitorare e pulire questi cavi in modo sicuro.
Sopra la superficie
I robot possono fornire aiuto anche sopra l'acqua. Quando le pale delle turbine eoliche raggiungono la fine della loro vita utile, vengono spesso bruciate o gettate in discarica. Ciò contrasta direttamente l'approccio di "economia circolare", che sostiene la prevenzione dei rifiuti e il riutilizzo di quanti più materiali possibile, che è fondamentale per raggiungere la sostenibilità tecnologica. Invece, possiamo utilizzare i robot per riparare, riutilizzare o riciclare lame degradate, riducendo gli sprechi inutili.
Utilizzando droni dotati di una tecnologia di rilevamento radar avanzata, ora possiamo vedere i difetti nelle turbine mentre iniziano a svilupparsi. Invece di utilizzare navi di supporto sul campo per il trasporto offshore di ispettori di turbine, che costano circa £ 250,000 al giorno, utilizzare assistenti robotici per tenersi aggiornati sulla manutenzione delle turbine consente di risparmiare tempo, denaro e rischi.
Oltre a ridurre i costi finanziari e di carbonio della manutenzione delle turbine, i robot possono ridurre al minimo i rischi intrinseci per gli esseri umani che lavorano in questi ambienti imprevedibili, lavorando anche in modo più simbiotico con l'ambiente. Distribuendo robot residenti per ispezionare e mantenere l'infrastruttura rinnovabile offshore, le società energetiche potrebbero inizialmente ridurre il numero di persone che lavorano in ruoli pericolosi offshore. Col tempo, potremmo persino raggiungere un punto di funzionamento autonomo, in cui gli operatori umani rimangono a terra e si collegano in remoto ai sistemi robotici offshore.
L'intelligenza artificiale è un'altra componente chiave nella costruzione di sistemi energetici sostenibili. Ad esempio, programmi artificialmente intelligenti possono aiutare le società energetiche a pianificare come smontare in sicurezza le turbine e riportarle a riva in sicurezza. Dopo il loro arrivo a terra, le turbine possono essere portate in fabbriche "intelligenti" che utilizzano una combinazione di robotica e intelligenza artificiale per identificare quali delle loro parti possono essere riutilizzate.
Lavorando in questi team, possiamo sviluppare un'economia circolare solida e sostenibile per l'offshore rinnovabile settore energetico