Os veículos subaquáticos autónomos tornaram-se ferramentas versáteis para explorar os mares. Porém, estas ferramentas podem ser prejudiciais para o meio ambiente ou ter problemas em movimentar-se em espaços confinados.
Uma equipa de investigadores da Purdue University, nos Estados Unidos, está a projetar planadores subaquáticos altamente manobráveis e de baixo custo que operam silenciosamente.
Componentes e sensores do planador também podem ser facilmente trocados ou adicionados, de acordo com uma ampla gama de especificações de missão.
“O nosso objetivo é a operação persistente de robôs móveis em ambientes desafiadores”, disse Nina Mahmoudian, professora de engenharia mecânica, em comunicado divulgado pelo EurekAlert. “A maioria dos robôs subaquáticos tem vida útil limitada da bateria e deve regressar após algumas horas. Para operações de longa duração, um planador subaquático pode viajar durante semanas ou meses entre cargas, mas pode beneficiar de maiores oportunidades de implantação em áreas de alto risco.
Um planador subaquático difere de outros robôs marinhos porque não tem hélice nem sistema de propulsão ativo. O robô muda a sua própria flutuabilidade para afundar e subir e impulsionar-se para frente.
Embora essa abordagem possibilite veículos muito eficientes em termos de energia, apresenta alguns problemas: são caros, lentos e não podem ser manobrados, especialmente em águas rasas.
Assim, Mahmoudian desenvolveu um veículo ágil chamado ROUGHIE (Research Oriented Underwater Glider for Hands on Investigative Engineering). Com a forma de um torpedo, o ROUGHIE tem cerca de um metro de comprimento e não apresenta nenhuma propulsão externa ou superfícies de controlo, além de uma asa traseira estática.
Quando enviado da costa ou de um barco, o ROUGHIE bombeia água nos seus tanques de lastro para alterar a sua flutuabilidade e fornecer o ângulo de planagem inicial.
Para controlar a sua inclinação, a bateria do veículo desloca subtilmente o seu peso para frente e para trás, agindo como o seu próprio mecanismo de controlo. Para conduzir, todo o conjunto de componentes internos é montado num trilho que gira, controlando com precisão a rotação do veículo. O design é modular e adaptável a várias aplicações.
“Esta é uma abordagem totalmente única”, disse Mahmoudian. “A maioria dos planadores subaquáticos só consegue operar em oceanos profundos e não são ágeis em espaços confinados. ROUGHIE tem um raio de viragem de apenas cerca de três metros, em comparação com um raio de viragem de aproximadamente 10 metros de outros planadores.”
O ROUGHIE é tão manobrável que a equipa de investigadores o tem testado no poço de mergulho do Morgan J. Burke Aquatic Center da Purdue University. Ao instalar um sistema de captura de movimento de câmaras infravermelhas debaixo de água, conseguem rastrear os movimentos do veículo e caracterizar o seu comportamento de manobra em três dimensões com precisão milimétrica.
“Programámos o ROUGHIE com padrões de voo antecipadamente e [o robô] executa estes padrões de forma autónoma”, disse Mahmoudian. “Consegue fazer movimentos padrão de dente de serra para cima e para baixo para viajar em linha reta, mas também consegue viajar em padrões circulares ou em forma de S, que usaria ao patrulhar no mar. O facto de realizar estas tarefas dentro do ambiente confinado de uma piscina usando nada além da atuação interna é incrivelmente impressionante”.
Esta capacidade de manobra significa que ROUGHIE consegue seguir caminhos complexos e explorar áreas do mundo real que outros planadores subaquáticos não conseguem.
“Consegue operar em mares rasos e áreas costeiras, o que é tão importante para estudos de biologia ou clima”, disse Mahmoudian. “E como é totalmente silencioso, não perturba a vida selvagem nem atrapalha as correntes de água como fazem os veículos motorizados.”
O ROUGHIE pode ser equipado com uma variedade de sensores, reunindo dados de temperatura, pressão e condutividade vitais para oceanógrafos. A equipa enviou ROUGHIE para pequenas lagoas e lagos com um fluorímetro para medir a proliferação de algas e com magnetómetros compactos, pata detetar anomalias como naufrágios e munições subaquáticas.
Esta estudo foi publicado no início de fevereiro na revista científica Sensors.
