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– Se você deseja usar um dispositivo conectado debaixo d’água, você não tem muitas opções. As ondas de rádio não funcionam bem, são facilmente absorvidas pela água, o que significa que não podem ir muito além de um metro.
Cortesia EPFL por Sandy Evangelista: A Hydromea, spin-off da EPFL, desenvolveu um modem óptico em miniatura que pode operar até 6.000 metros abaixo da superfície do oceano. É sensível o suficiente para coletar dados em velocidades muito altas de fontes a mais de 50 metros de distância. Muitos sensores oferecem apenas uma conexão com fio, mas eles são impraticáveis porque você tem que remover os dispositivos da água para recuperar seus dados. A comunicação acústica é freqüentemente usada, mas é muito lenta e pouco confiável.
Estes são obstáculos significativos para comunicações eficazes quando se trata de construção subaquática, inspeção, monitoramento e atividades de reparo, como no setor de energia offshore. A pesquisa em limnologia é outro campo afetado por esse problema. No entanto, os engenheiros da Hydromea encontraram uma solução: usar a luz para transmitir dados abaixo do oceano ou da superfície do lago. Eles desenvolveram um modem subaquático chamado LUMA que se comunica através de uma luz azul que pisca rapidamente.
O modem converte dados em pulsos de luz que envia ou, inversamente, converte pulsos de luz que recebe em dados, tudo em um piscar de olhos. “Nosso modem óptico oferece uma conexão submarina sem fio rápida”, afirma Alexander Bahr, COO da Hydromea.
No mesmo comprimento de onda
“Escolhemos a luz azul porque, embora a água geralmente seja opaca para ondas eletromagnéticas, há uma pequena faixa de transparência para a luz azul e verde. Isso é o que permite que nosso sistema envie e receba dados em longas distâncias ”, diz Felix Schill, CTO da empresa. Embora a água absorva prontamente a maioria das ondas, especialmente as infravermelhas, apenas luz azul e verde podem viajar por ela. As ondas de luz vermelha e amarela do sol são absorvidas em apenas alguns metros.
A parte mais difícil sobre o desenvolvimento do LUMA foi garantir que ele pudesse enviar dados por distâncias longas o suficiente e funcionar de maneira confiável sob todos os tipos de condições. “Como a luz geralmente se difunde tão rapidamente debaixo d’água, encontrar uma maneira de enviar comunicações a distâncias de 50 ou 100 metros foi difícil”, diz Schill. “Demoramos muito para desenvolver um receptor sensível o suficiente para capturar pequenos pulsos de luz, mesmo de longe.”
Sondando as profundezas
LUMA foi projetada para operar em profundidades de até 6.000 metros. É uma unidade totalmente contida em um invólucro de plástico, que é completamente envolto em plástico transparente para que não entre em colapso sob pressões extremas de água. O sistema já foi testado no Oceano Pacífico, a 4.280 metros abaixo do nível do mar, por cientistas do Instituto Alfred Wegener de Pesquisa Polar e Marinha, da Alemanha. Esse é o primeiro instituto de pesquisa com o qual Bahr e Schill começaram a trabalhar.
“Posteriormente, fomos contatados por empresas que operam offshore que estavam interessadas em nossa tecnologia de colocação de dutos subaquáticos ou construção de fundações para parques eólicos offshore”, diz Bahr.
Bahr e Schill começaram a pesquisar sistemas Wi-Fi subaquáticos quando ambos eram estudantes na Austrália em 2004. Eles aprimoraram os detalhes de seu projeto ao longo dos anos e o finalizaram durante seu trabalho de pós-doutorado na EPFL. Ainda hoje colaboram com a Escola. Por exemplo, eles estão ajudando a desenvolver sistemas robóticos e de comunicação para LéXPLORE, uma plataforma de pesquisa localizada perto das margens do Lago de Genebra, no elegante Pully Vidy.
Lá, os limnologistas estão usando o LUMA para verificar regularmente os dados coletados debaixo d’água e certificar-se de que os instrumentos de medição estão funcionando corretamente, uma vez que os sensores precisam permanecer debaixo d’água por meses a fio. Um modem é instalado no registrador de dados que coleta dados científicos dos sensores submersos e o outro modem é instalado em um robô submarino que mergulha até onde os sensores estão localizados e coleta os dados dos sensores instantaneamente. “Os cientistas da LéXPLORE nos dão feedback sobre suas necessidades específicas e isso nos ajuda a melhorar ainda mais o desempenho do nosso modem”, disse Bahr.
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