Investigadores da Universidade dos Açores, do Instituto Superior Técnico e da Universidade do Minho estão a criar e a testar equipamentos que permitam obter informações com o auxílio de sensores, desde o topo da atmosfera até aos quatro mil metros de profundidade no mar no âmbito do projecto SONDA – Aquisição Sincronizada de dados Atmosféricos e Oceânicos.
Até agora existe tecnologia e sensores para obter informações úteis da atmosfera e outra tecnologia e sensores para colher informações e parâmetros da coluna de água do mar até grandes profundidades. Com o projecto SONDA, a três instituições superiores pretendem obter uma tecnologia que consiga uma ligação única de obtenção de dados entre o topo da atmosfera e os quatro mil metros de profundidade no mar. Esta tecnologia permitirá, em última instância, fazer uma relação entre os parâmetros obtidos no mar e os conseguidos na atmosfera no mesmo momento, obtendo-se um fio condutor e procurando-se perceber o estado actual das alterações climáticas e perspectivar a sua evolução.
José Manuel Rodrigues Pacheco, investigador responsável do IVAR, Instituto de Investigação em Vulcanologia e Avaliação de Riscos da Universidade dos Açores, já se atingiu um terço do projecto SONDA, com a criação dos equipamentos e sensores para determinarem alguns parâmetros a baixa e média profundidade constituindo um sucesso os testes realizados no Continente junto a barragens e no mar dos Açores junto às termas da Ferraria.
A equipa de investigadores vai, agora, criar os equipamentos e sensores para obterem informação até aos quatro mil metros de profundidade, começando a trabalhar na criação dos sensores para as medições atmosféricas.
Alguns dos equipamentos e sensores criados pela equipa de investigadores já foram utilizados, com resultados muito úteis, no vulcão de La Palma, nas Canárias. A equipa montou uma rede de sensores em redor do vulcão e conseguiu lançar um balão por entre as plumas, obtendo informações que não seriam possíveis se não existisse este equipamento e sondas.
Estes equipamentos serão também muitos úteis para o estudo de fenómenos vulcanológicos nos Açores.
O projecto é justificado pelo “potencial dos oceanos para a sociedade” e pala “abundância” de diversidade natural, mineral e recursos energéticos.
Por outro lado, lê-se no preâmbulo do projecto, “há uma necessidade urgente de melhor os compreender, fornecendo as ferramentas para a preservação da fauna marinha e o uso sustentável dos recursos naturais”.
Entendem os investigadores que, “apesar dos avanços significativos para caracterizar” os oceanos, “são necessários desenvolvimentos adicionais para abordar os principais desafios de investigação em termos de ciência atmosférica, ciência dos oceanos, mudanças climáticas e ciência e tecnologia espacial”.
Sendo uma “área atractiva de investigação, os oceanos continuam a ser uma área de investigação em aberto, principalmente devido: à sua vasta extensão de água com vários quilómetros de profundidade; ao custo proibitivo da exploração, seja por ar ou mar, e; às duras condições ambientais a que os veículos e equipamentos estão expostos devido à acção das ondas, à pressão e à corrosão”.
Consideram os investigadores do projecto que, embora os satélites “venham adquirindo dados significativos sobre a exploração dos oceanos e da atmosfera, esta solução não está isenta de limitações”
Explicam que a instrumentação nos satélites “é geralmente limitada a análises discretas de amplo alcance, não permitindo medições contínuas ou análises detalhadas de uma área específica no oceano/atmosfera”.
Por outro lado, consideram “difícil obter dados fiáveis sobre a topologia do solo oceânico e sua constituição, com instrumentação baseada em satélite”.
Referem que, “actualmente, é difícil obter dados atmosféricos e oceânicos na mesma coluna vertical, o que permitiria correlacionar temporalmente os efeitos atmosféricos e oceânicos”.
Por último, consideram que “mesmo as medições obtidas por satélites, como a temperatura da superfície do mar, exigem informações fornecidas por boías fixas e derivantes para garantir a sua precisão e que não são afectadas pela poeira ou outros elementos da atmosfera”.
Nesta perspectiva, o projecto SONDA “pretende contribuir para uma melhor monitorização atmosférica e oceânica, propondo o desenvolvimento de um sistema complementar aos meios de observação existentes”.
O sistema do projecto, segundo os investigadores, “é duplo e traz inovação nos respectivos vectores como sejam as sondas e o transportador das sondas”.
Em relação às sondas, “a inovação é relativa à sua capacidade de monitorizar continuamente parâmetros de interesse desde a estratosfera até ao mar profundo”.
Estas sondas estão a ser “configuráveis, permitindo a integração de sensores atmosféricos, de movimento e marítimos”.
“Ao atingir o fundo do mar, a sonda permanecerá lá por um período pré-definido, monitorizando todas as variáveis, incluindo a imagem acústica do oceano. A sonda voltará depois à superfície para transmitir os dados adquiridos à estação de controlo através de satélite ou outro link de comunicação disponível, operando como uma sonda derivante até à degradação do material”.
Em relação ao transportador das sondas, os investigadores explicam que “será utilizado um balão de alta altitude. Esta solução de baixo custo com alta capacidade de carga viaja passivamente pela atmosfera para alcançar áreas específicas, mas com baixa precisão posicional”.
No âmbito deste projecto, os investigadores pretendem “desenvolver uma solução de controlo para dotar o aeróstato de alguma capacidade de posicionamento, alterando a sua altitude de acordo com as correntes de vento disponíveis. Controlar o volume e a carga do balão permitirá mantê-lo no ar por mais tempo, tornando-o não só um excelente observador atmosférico, mas também um repetidor de comunicações entre as sondas lançadas e uma estação de controlo no solo, reduzindo os custos habituais de comunicação por satélite”.
Um estudo de caso de aplicação do sistema SONDA proposto consiste na medição de perfis verticais de CO2 atmosférico em mar alto. As medições do perfil vertical de CO2 na troposfera são considerados “fundamentais uma vez que as incertezas dos fluxos estimados, utilizando métodos de inversão, podem ser devidos a representações inadequadas dos processos atmosféricos nos modelos de transporte”.
Como demonstração na monitorização dos oceanos, os investigadores irão lançar hidrofones na actividade sonora da região que posteriormente serão cruzados com dados da actividade geológica registada pela rede do Instituto de Investigação em Vulcanologia e Avaliação de Riscos da Universidade dos Açores
Em suma, o sistema SONDA será composto por “um enxame de sondas e um balão de alta altitude” que “permitirá a aquisição de dados de maneira económica e integrada, desde o espaço próximo ao mar profundo”.
O balão de alta altitude “será capaz de lançar sondas ao longo de centenas de quilómetros, a altitudes significativas, algo inatingível por outras tecnologias como os já comuns drones”.
Esta solução, concluem os investigadores, “também preenche a lacuna existente entre a instrumentação espacial e de superfície, adicionando às informações de satélite disponíveis a análise detalhada de longo prazo das áreas visadas”.
João Paz *