Sensor subaquático inovador sem bateria aproveita o som para coleta de dados oceânicos de longo prazo

Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge

Para investigar os oceanos, os pesquisadores pretendem construir uma rede submersa de sensores interconectados que envie dados para a superfície. Fornecer energia constante a vários sensores projetados para permanecer submersos por longos períodos tem sido um grande problema.
Um sensor piezoelétrico subaquático sem bateria transmite dados absorvendo ou refletindo ondas sonoras de volta para 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)
Foi desenvolvido um sistema de comunicação subaquática sem bateria que usa energia quase zero para transmitir dados do sensor. O sistema poderia ser usado para monitorar a temperatura do mar para estudar as mudanças climáticas e rastrear a vida marinha durante longos períodos – e até mesmo coletar amostras de águas em planetas distantes.

O sistema utiliza dois fenômenos principais:o efeito piezoelétrico que ocorre quando vibrações em certos materiais geram uma carga elétrica; e retroespalhamento, uma técnica de comunicação comumente usada para etiquetas RFID que transmite dados refletindo sinais sem fio modulados de uma etiqueta e de volta para um leitor.

Um transmissor envia ondas acústicas através da água em direção a um sensor piezoelétrico que armazena dados. Quando a onda atinge o sensor, o material vibra e armazena a carga elétrica resultante. Em seguida, o sensor usa a energia armazenada para refletir uma onda de volta para um receptor – ou não reflete nenhuma. A alternância entre a reflexão dessa forma corresponde aos bits nos dados transmitidos. Para uma onda refletida, o receptor decodifica 1; para nenhuma onda refletida, o receptor decodifica um 0. Estabelecer uma forma de transmitir 1s e 0s permite que qualquer informação seja enviada.

No centro do sistema 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 um dispositivo de escuta subaquático, denominado hidrofone (receptor), são colocados a alguma distância.

O transmissor e o receptor devem ter energia, mas podem ser instalados em navios ou bóias onde as baterias são mais fáceis de substituir, ou conectados a tomadas em terra. Um transmissor e um receptor podem coletar informações de muitos sensores cobrindo uma área ou muitas áreas.

As aplicações incluem biologia marinha, oceanografia, meteorologia ou outras áreas que exigem detecção subaquática de longo prazo e baixo esforço humano. O sistema também poderia ser usado para coletar dados no oceano subterrâneo recentemente descoberto na maior lua de Saturno, Titã. Em junho, a NASA anunciou a missão Dragonfly de enviar um rover em 2026 para explorar a Lua, coletando amostras de reservatórios de água e outros locais.

Para mais informações, entre em contato com Abby Abazorius em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 617-253-2709.