Sensor Subaquático Inovador sem Bateria Aproveita Som para Coleta de Dados Oceânicos de Longo Prazo

O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em Cambridge, desenvolveu um sistema de comunicação subaquática sem bateria que usa potência quase zero para transmitir dados de sensores.

Um sensor piezoelétrico subaquático sem bateria transmite dados absorvendo ou refletindo ondas sonoras de volta a um receptor, onde uma onda refletida decodifica um bit 1 e uma onda absorvida decodifica um bit 0 e simultaneamente armazena energia. (Imagem cortesia dos pesquisadores)

Princípios Fundamentais

O sistema utiliza dois fenômenos chave: o efeito piezoelétrico, que ocorre quando vibrações em certos materiais geram carga elétrica; e retroespalhamento (backscatter), técnica de comunicação comum em tags RFID que transmite dados refletindo sinais sem fio modulados de uma tag de volta a um leitor.

Funcionamento

Um transmissor envia ondas acústicas pela água em direção a um sensor piezoelétrico que armazenou dados. Quando a onda atinge o sensor, o material vibra e armazena a carga elétrica resultante. Então o sensor usa a energia armazenada para refletir uma onda de volta ao receptor — ou não reflete nenhuma. Alternar entre reflexão corresponde aos bits nos dados transmitidos. Para uma onda refletida, o receptor decodifica 1; para nenhuma onda refletida, decodifica 0. Estabelecer uma forma de transmitir 1s e 0s permite enviar qualquer informação.

Arquitetura do Sistema

No centro está um nó submerso, uma placa de circuito que abriga um ressonador piezoelétrico, uma unidade de coleta de energia e um microcontrolador. Qualquer tipo de sensor pode ser integrado ao nó programando o microcontrolador. Um projetor acústico (transmissor) e dispositivo de escuta subaquático, chamado hidrofone (receptor), são colocados a alguma distância.

O transmissor e receptor precisam de energia, mas podem ser instalados em navios ou bóias onde baterias são mais fáceis de trocar, ou conectados a tomadas em terra. Um transmissor e um receptor podem coletar informações de muitos sensores cobrindo uma área ou várias áreas.

Aplicações

Incluem biologia marinha, oceanografia, meteorologia ou outras áreas que requerem sensoriamento subaquático de longo prazo e baixo esforço humano. O sistema também pode ser usado para coletar dados no oceano subsuperficial recentemente descoberto na maior lua de Saturno, Titã. Em junho, a NASA anunciou a missão Dragonfly para enviar um rover em 2026 para explorar a lua, amostrando reservatórios de água e outros locais.

Para mais informações, contate Abby Abazorius em [e-mail protegido]; 617-253-2709.