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Deixe de lado os carros autônomos, os barcos autônomos estão aqui – e eles podem fazer mais do que levá-lo em um cruzeiro.
Pesquisadores da Universidade do Texas em El Paso construíram um barco totalmente autônomo que pode realizar pesquisas batimétricas – pesquisas da profundidade e do terreno de corpos d’água como oceanos, rios e lagos. A equipe espera que o barco robótico possa ajudar a simplificar o processo de pesquisa, que geralmente leva uma equipe de indivíduos para ser concluído, além de auxiliar nas missões de reconhecimento.
O barco e suas capacidades são descritos na edição de maio da revista Sensores.
“Há muitas razões pelas quais os cientistas realizam pesquisas batimétricas”, disse Laura Alvarez, Ph.D., principal autora do estudo. “Se você deseja trabalhar com estudos relacionados à água, precisa conhecer a forma e a paisagem dos corpos d’água. Por exemplo, você pode querer mapear um reservatório para aprender sobre o abastecimento de água para demanda elétrica ou um rio para aprender sobre evolução do rio ou padrões de fluxo.”
Alvarez, professor assistente do Departamento de Ciências da Terra, Meio Ambiente e Recursos da UTEP, é especialista em sistemas não tripulados para ciências da terra. Ela começou a desenvolver o barco há vários anos, mas precisava de ajuda para ajustar e aperfeiçoar o sistema.
Foi então que recrutou o aluno de mestrado em ciências e engenharia elétrica Fernando Sotelo ’22.
“A primeira vez que testamos o barco foi na piscina da UTEP – apenas para ter certeza de que poderia flutuar”, riu Fernando Sotelo, co-autor do estudo e agora ex-aluno da UTEP.
Ao longo de um ano, Sotelo refinou a embarcação de alumínio, uma embarcação circular de 3 pés por 3 pés que repousa sobre um grosso tubo interno preto, testando-a em vários ambientes como os lagos Grindstone e Elephant Butte do Novo México.
Seus objetivos incluíam estender as horas de operação e confiabilidade do barco; e torná-lo totalmente autônomo e responsivo a possíveis problemas ambientais, como velocidade do vento e fluxo de temperatura. Agora, um failsafe pode detectar quando as baterias estão fracas ou as rajadas de vento são muito fortes e aciona uma função de retorno à base.
A embarcação sem leme opera com quatro propulsores, permitindo que ela viaje até 5 pés por segundo e gire facilmente 360 graus. Um painel solar e uma bateria de lítio permitem que o barco dure até quatro horas no mar – cobrindo uma área de até 472.400 pés quadrados.
Enquanto isso, um ecossonda multifeixe – um sistema de sonar – emite ondas sonoras do fundo do barco. A profundidade da água pode ser calculada pelo tempo que leva para a onda sonora atingir o fundo do mar e retornar ao sistema de sonar. O próprio som que retorna ao aparelho pode ajudar a detectar o tipo de material no fundo do mar.
Para provar o conceito, a equipe criou com sucesso mapas 2D e 3D de partes do Lago Ascarate em El Paso, Texas e do Lago Grindstone em Ruidoso, Novo México.
“Meu objetivo era tornar o barco o mais moderno e acho que consegui. Claro, sempre há espaço para melhorar”, disse Sotelo, que trabalhou no barco para sua tese de mestrado. “Mas o sistema funciona e, por enquanto, espero que possa tornar mais fácil para cientistas como o Dr. Alvarez conduzir suas pesquisas.”
Alvarez usará o barco pela primeira vez neste verão para estudar o fluxo e a profundidade do Rio Grande.
Ela acrescenta que as instruções para replicar o barco estão online em seu último Sensores publicação.
“A razão pela qual escrevemos o artigo foi para que qualquer pessoa possa reproduzi-lo por conta própria”, disse Alvarez. “Ele serve como uma diretriz eficaz para iniciá-los.”
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