Engenheiros inventam sonar que funciona fora de água (e vê o fundo do mar como terra firme)

Os radares e o LiDAR têm sido ferramentas rápidas e eficazes para mapear a superfície da Terra a partir de aeronaves e satélites. Porém, embora possam fornecer leituras precisas através das nuvens, não conseguem “ver” o que está debaixo da superfície do mar.

O sonar é a forma mais eficaz de mapear o fundo do mar. No entanto, a grande maioria dos oceanos que formam 70% da superfície da Terra continua sem mapeamento, porque as ondas sónicas até agora só podem ser enviadas de baixo para cima.

As ondas sonoras enviadas do ar para a água perdem mais de 99,9% da sua energia. Os escassos 0,1% de energia restantes criam um sinal de sonar, mas que perde mais 99,9% da sua energia ao voltar da água para o ar.

O sonar costuma ser usado na deteção de submarinos por forças militares em todo o mundo. Até agora, as coisas mais próximas de um sonar aerotransportado são sistemas de sonar de banda larga de baixa frequência que pendem de cabos do fundo dos helicópteros e mergulham no mar. Esses métodos são lentos, caros e não cobrem grandes áreas.

Agora, uma equipa de engenheiros de Stanford acredita que descobriu como enviar e receber sinais de sonar de plataformas aéreas sem tocar na água, num desenvolvimento que poderia tornar muito mais fácil o mapeamento do fundo do mar e a investigação da vida marinha.



A equipa descobriu que uma abordagem fotoacústica pode, pelo menos, fazer o sinal passar pela barreira numa direção.

O Photoacoustic Airborne Sonar System (PASS) dispara um laser na superfície da água, a sua intensidade é pulsada na frequência acústica desejada e, à medida que a energia do laser é absorvida, cria ondas ultrassónicas na água que podem atuar como ondas de sonar eficazes, ressaltando em objetos subaquáticos antes de regressar à superfície.

“Se pudermos usar a luz no ar, onde a luz viaja bem, e o som na água, onde o som viaja bem, podemos obter o melhor dos dois mundos”, disse Aidan Fitzpatrick, primeiro autor do estudo, em comunicado.

O movimento de regresso da água para o ar esgota essas ondas sonoras de quase toda a sua energia, mas essa perda unilateral ainda deixa sinal suficiente para ser “ouvido” por transdutores no dispositivo no ar.

“Desenvolvemos um sistema que é suficientemente sensível para compensar uma perda dessa magnitude e ainda permitir a deteção de sinal e imagem”, disse o líder do estudo Amin Arbabian.

Quando o sinal é gravado, é analisado por software para criar uma imagem 3D do objeto submerso. O software consegue corrigir a refração das ondas sonoras conforme saem da água e vão para o ar.

Para já, a equipa testou um protótipo do dispositivo PASS em pequena escala, segurando-o firmemente sobre um recipiente de armazenamento de plástico cheio de água parada para produzir uma imagem 3D de um S de metal submerso debaixo da superfície.

Ainda existem grandes desafios pela frente se esta tecnologia se provar útil no mapeamento do fundo do mar. Para começar, o mar aberto não fica parado. Ondas e ondulações mudam constantemente a forma e a altura da superfícia e isso afetará o sinal de várias formas diferentes.

“Atualmente, estamos a trabalhar para lidar com as ondas de água”, disse Fitzpatrick. “Este é um desafio, mas achamos que é um problema viável”.

Depois, há o problema do próprio veículo de implantação. “A nossa visão para essa tecnologia é a bordo de um helicóptero ou drone. Esperamos que o sistema consiga voar a dezenas de metros acima da água”, continuou Fitzpatrick

Os helicópteros e os drones empurram muito ar e fazem muito barulho. Isto pode representar mais desafios para os transdutores super-sensíveis enquanto tentam detetar os pequenos fragmentos restantes de ondas sonoras saem da água.

Além disso, é preciso saber se pode ser escalado e quão poderoso o sistema teria de ser para gerar um sistema de sonar que conseguisse mapear o fundo do oceano a partir de um drone a voar acima da superfície.

A investigação foi apoiada pelo Escritório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos e pela agência de Projetos de Pesquisa Avançada-Energia (ARPA-E).

ZAP //

PARTILHAR

RESPONDER

Irão disponível para negociações sobre acordo nuclear nas próximas semanas

O Irão retornará às negociações sobre a retomada do acordo nuclear de 2015 nas próximas semanas, avançou o Ministério dos Negócios Estrangeiros esta terça-feira, apesar das suspeitas das potências ocidentais sobre a estratégia de Teerão …

Depois do Loon, nasce o Taara. Projeto usou lasers para transmitir 700TB de dados

Depois da morte do Projeto Loon, no início do ano, nasceu o Projeto Taara, que utilizou lasers para transmitir 700TB de dados através do rio Congo. O projeto muda, o nome é diferente, mas a missão …

Vizela - Paços de Ferreira bateu recorde de assistência na I Liga

Maior número de adeptos do campeonato também foi registado nesta jornada, no Benfica-Boavista; mas em termos de ocupação do estádio, o Vizela deixou longe toda a concorrência. Desde os anos 80 do século passado que não …

150 anos antes da viagem histórica de Colombo, um frade italiano escrevia sobre a America

Por volta do ano 1340, Galvano Fiamma registou, na sua Cronica universalis, a existência de terras a oeste da Gronelândia habitadas "por gigantes". Trata-se da primeira menção documentada do continente americano no Mediterrâneo, cerca de …

Os antigos compadres zangaram-se de vez. Trump puxa os cordelinhos nos bastidores para correr com McConnell

A relação de altos e baixos entre os dois azedou de vez depois de McConnell ter reconhecido a vitória de Joe Biden. Trump quer agora que um Republicano concorra contra McConnell pelo cargo da liderança …

Bombeiros embrulharam a maior árvore do mundo em papel de alumínio. Tudo para a proteger

O incêndio consumiu milhares de acres na Califórnia e o National Park Service viu-se obrigado a intensificar os seus esforços para proteger as jóias naturais, incluindo as maiores árvores do mundo. Os incêndios Colony e Paradise …

EUA trocaram "guerra implacável" por "diplomacia implacável" no Afeganistão, diz Biden

O Presidente dos Estados Unidos (EUA), Joe Biden, disse esta terça-feira à Assembleia Geral das Nações Unidas (ONU) que o país se está a concentrar na "diplomacia implacável" e no encerramento de uma era de …

Presidente de El Salvador autodenomina-se "Ditador de El Salvador"

O Presidente de El Salvador, Nayib Bukele, alterou no domingo a descrição do seu perfil no Twitter para "Ditador de El Salvador", passando depois para "Ditador mais 'cool' do mundo mundial", situação registada após os …

Ordem dos Médicos abre processo disciplinar contra Fernando Nobre

O Conselho Disciplinar Regional do Sul da Ordem dos Médicos abriu um processo contra Fernando Nobre, por causa das suas declarações numa manifestação de negacionistas em frente à Assembleia da República. A Ordem dos Médicos (OM) …

Crise da energia obriga UE a enfrentar dependência do gás natural

Os países europeus estão a tentar proteger os consumidores de energia, numa região onde, desde o início do ano, os preços do gás aumentaram 250%, resultado de uma série de forças económicas, naturais e políticas.  Na …