Veículo autônomo submarino monitora águas com sensores e câmeras

Equipamento se desloca por grandes extensões de mar, identificando organismos que vivem nas águas

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Foto: Reprodução TV USP

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Monitorar ambientes aquáticos por meio de sensores e câmeras de vídeo é a função do Veículo Autônomo Submarino (AUV) desenvolvido pela Escola Politécnica (Poli) e o Instituto Oceanográfico (IO) da USP. Operado remotamente, o equipamento pode se deslocar por grandes extensões de mar, identificando e filmando o plâncton (organismos que vivem nas águas). O sistema pode ser adaptado também para detectar vazamentos de óleo e a presença de organismos que comprometem estruturas de usinas hidrelétricas, navios e plataformas de petróleo.

O equipamento é um projeto conjunto do Laboratório de Veículos Não Tripulados da Poli, coordenado pelo professor Ettore Barros, e o Laboratório de Sistemas Planctônicos do IO, que tem coordenação do professor Rubens Mendes Lopes. “A ideia é criar um modo mais eficiente de detectar o plâncton marinho, para a eventual caracterização das camadas finas”, afirma o professor da Poli. “Essas camadas têm maior concentração de plâncton, sendo muito importante para o ecossistema, pois dele se alimentam peixes e outros animais marinhos”.

Barros observa que a detecção do plâncton, sejam os organismos vegetais (fitoplâncton) ou animais (zooplâncton), embarcados num AUV, já foi realizada por meio de sensores físico-químicos no Hemisfério Norte, mas não no Hemisfério Sul, onde está a costa brasileira. “Não se sabe como o plâncton se distribui em profundidade, por exemplo, na região de Ubatuba, onde são feitos os experimentos com o sistema”, diz. “Os equipamentos convencionais fazem um monitoramento pontual. Neste projeto, a combinação do veículo com os sensores e as câmeras permite monitorar vários pontos do mar em várias épocas do ano.”

Equipamento é dividido em duas partes principais, uma delas derivada do Veículo Autônomo Submarino (AUV) Pirajuba, criado pela Escola Politécnica (Poli), e outra com sensores físico-químicos e câmeras para detecção do plâncton, projetado em parceria com o Instituto Oceanográfico (IO) – Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

O sistema é dividido em duas partes principais, uma delas é uma plataforma derivada do AUV Pirajuba, veículo desenvolvido desde 2008 na Poli. “O veículo é dotado de propulsor, lemes e atuadores que promovem a movimentação do equipamento”, relata o professor. “Ele possui uma eletrônica embarcada responsável pelo controle dos atuadores e do controle da missão em geral. São microprocessadores, sensores de navegação e do sistema de energia (baterias), que permitem operar o veículo remotamente.”

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Plâncton

A outra parte do equipamento contém os sensores físico-químicos de detecção de plâncton. “Eles medem temperatura, condutividade e pressão da água, além da concentração de clorofila, pois o fitoplâncton realiza fotossíntese, e de matéria orgânica dissolvida. Também há sensores ópticos para identificar partículas suspensas na água”, descreve Barros. “Ao mesmo tempo, existe um sistema de filmagem que registra imagens subaquáticas para identificar e mapear o plâncton.”

Humberto Trindade da Silva, pesquisador da Poli, trabalhando na nova versão da eletrônica embarcada do sistema: hoje, equipamentos que integram AUV e missões oceanográficas, em geral, não têm equipamento de filmagem- Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

“Os sistemas mais avançados que integram AUV com missões oceanográficas que existem hoje em geral se limitam aos sensores, sem possuir equipamento de filmagem. Com este equipamento, além da detecção indireta do plâncton pelos sensores, as filmagens fazem a comprovação direta de sua presença”, destaca o professor da Poli. “Combinando as imagens com os parâmetros físico-químicos coletados, pode-se estabelecer uma correlação entre as características das águas com a presença dos organismos.”

Ettore Barros, engenheiro e professor da Poli, explica que eletrônica embarcada permite o controle da movimentação do propulsor e lemes do equipamento, além de sua operação a distância – Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

O sistema pode ser adaptado para monitoramento da qualidade da água, verificação e acompanhamento de poluição e detecção de organismos específicos que causam problemas ambientais. “São os casos do mexilhão-dourado de águas doces e do coral-sol de águas salgadas, que vieram da Ásia e por não terem predadores naturais, se alastraram rapidamente, incrustando-se em superfícies de instalações subaquáticas, como usinas hidrelétricas, cascos de navios e plataformas de extração de petróleo”, diz Barros. “Outra aplicação possível é na detecção precoce de vazamentos de óleo nas águas.”

O pedido de patente do equipamento foi requerido em 2017 junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi), por meio da Agência USP de Inovação (Auspin). “Agora, o plano é interagir mais com empresas e instituições ligadas ao monitoramento ambiental e definir a viabilidade econômica desse tipo de aplicação, antes de decidir o formato da transferência de tecnologia”, ressalta o professor. “Por exemplo, isso poderia ser feito através de uma startup surgida do próprio laboratório.”

Mais informações: e-mail eabarros@usp.br, com o professor Ettore Apolonio de Barros

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