Embora os oceanos cubram pelo menos 70% da superfície da Terra, seu mapeamento efetivo traz dificuldades, exigindo tecnologias ainda não disponíveis.

Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Stanford, na Califórnia, desenvolveram o chamado “Photoacoustic Airborne Sonar System”. Trata-se de um método que combina luz e som para transpor as barreiras da água e do ar, visando a geração de mapas aquáticos.

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Em primeiro lugar, para compreender a importância do equipamento, é preciso entender os obstáculos do mapeamento em alta resolução de oceanos profundos. Assim sendo, a primeira objeção é física: ondas sonoras não podem passar do ar para água ou vice-versa, pois perdem a maior parte de sua energia. Hoje, o sistema mais eficiente, que utiliza ondas sonoras, para a visualização subaquática é o chamado Sonar.

Cientistas criaram método para o mapeamento das profundezas dos oceanos. Créditos: Photo Junction/Shutterstock

Nesse sentido, também é fundamental frisar que o Sonar normalmente é instalado em navios ou boias, o que torna todo o processo extremamente lento. Da mesma forma, o estudo publicado recentemente na revista IEEE Access, também lembra dos radares aerotransportados e dos denominados Lidar, que fazem o mapeamento efetivo de paisagens da Terra, mas que também não são suficientes para a visualização aquática.

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Combinação de luz e som

Considerando todos estes aspectos, os pesquisadores inventaram o “Photoacoustic Airborne Sonar System”. Resumidamente, o equipamento combina luz, por meio de um laser, e som. A primeira vantagem do sistema a ser destacada é que ele pode ser instalado em aeronaves, drones ou aviões. Tal premissa, tornaria o mapeamento dos oceanos muito mais rápido de ser realizado.

Logo depois, é válido afirmar que o Photoacoustic pode transpor o obstáculo da física. O efeito fotoacústico funciona da seguinte forma: ele dispara pulsos de laser na superfície da água, que absorve a maior parte da energia. Nesse momento, criam-se ondas de ultrassom que se movem pela água de forma parecida ao Sonar comum.

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Além disso, as ondas ricocheteiam em objetos subaquático e algumas das ondas refletidas voltam da água para o ar. Nesse momento, a enorme quantidade de ecos acústicos gerada transpõe a barreira água-ar e viaja pelo ar. Mas outra ferramenta fundamental é colocada em prática nesta hora: os transdutores. O software junta os sinais obtidos e os monta como em quebra-cabeças, o que permite a montagem de imagens em 3D.

Os engenheiros de Stanford combinam luz e som para ver debaixo d'água
Sistema permite a montagem de imagens em 3D que permitem visualizar o que há no fundo dos oceanos. Crédito: Tech Xplore/Reprodução

“Semelhante a como a luz refrata ou ‘dobra’ quando passa através da água ou qualquer meio mais denso que o ar, o ultrassom também refrata. Nossos algoritmos de reconstrução de imagem corrigem essa curvatura que ocorre quando as ondas de ultrassom passam da água para o ar”, explicou o líder do estudo, Amin Arbabian, professor associado de engenharia elétrica na Escola de Engenharia de Stanford. 

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Cabe destacar que, dessa maneira, a perda de energia das ondas sonoras é significativamente menor do que em outros métodos.

Utilidade da invenção

Com a invenção, os pesquisadores planejam “conduzir pesquisas marinhas biológicas baseadas em drones, realizar buscas aéreas em larga escala de navios e aviões afundados”, segundo o site Tech Xplore.

Igualmente, os estudiosos esperam que o Photoacoustic seja de grande valia no mapeamento das profundezas do oceano com velocidade e nível semelhantes ao sistema que detalha paisagens da Terra.

Os testes foram realizados em um grande tanque de água com a presença de peixes, mas os estudos continuam a pesquisa para que o sistema também seja aplicado em águas mais densas e em movimento. 

Via: IEE Spectrum