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Robô autônomo cruza o Pacífico

O Papa Mau, robô movido a ondas, registrou fenômenos marinhos invisíveis para satélites

Karen A. Frenkel
Imagem cedida por Liquid Robotics, Inc
PAPA MAU movido a ondas da Liquid Robotics viajou 16.668 quilômetros de maneira autônoma pelo Oceano Pacífico, estudando vagalhões e outros fenômenos oceânicos não detectados por satélites do sistema mundial de comunicações. Imagem: Cortesia de Liquid Robotics
Quando o Papa Mau robótico completou sua expedição científica de 16.668 quilômetros pelo Oceano Pacífico no mês passado, o submarino do tamanho de uma prancha de surfe fez mais do que estabelecer um novo recorde de distância mais longa já viajada por um veículo autônomo.

O robô movido a ondas chegou à Baía Hervey da Austrália com uma carga de dados que manterá biólogos marinhos, oceanógrafos e outros cientistas, ocupados por muito tempo, incluindo observações de vagalhões que satélites não conseguiram detectar durante sua viagem, que durou um ano inteiro.

 No que parecia ser um dia calmo e ensolarado, em fevereiro último, o Papa Mau transmitiu dados indicando um clima pesado – ondas de seis a 7,6 metros e ventos soprando a 50 nós.

O submarino estava no mar desde 17 de novembro de 2011, o primeiro de uma frota de submarinos robôs (chamados de Wave Gliders, algo como ‘Planadores de Ondas’) lançados da Baía de San Francisco pela Liquid Robotics, Inc.

“Não havia uma única nuvem no céu, não havia nada nos satélites”, conta Bill Vass, CEO da Liquid Robotics sediada em Sunnyvale, na Califórnia, que fornece dados oceânicos para empresas de navegação, energia, e meio-ambiente. “E nós dissemos, ‘Ah, deve ter alguma coisa errada com os sensores [do submarino]’. Mas quando todos os quatro robôs viram [as ondas], nós ligamos as câmeras. Foi bem assombroso”. Ali perto, um veleiro azarado perdeu seu mastro e foi resgatado por um cargueiro holandês. “Além do veleiro, do cargueiro e de nós, ninguém teria visto aquelas ondas”, adiciona Vass.

A história marítima está recheada de histórias fantásticas sobre ondas gigantescas que aparecem de repente, como muralhas de água, para afundar marinheiros desavisados e suas embarcações. Em 2010 várias dessas ondas monstruosas atingiram o cruzeiro Louis Majesty no Mediterrâneo perto da costa da Espanha, um incidente que matou duas pessoas e feriu seis.

De acordo com Vass, satélites do sistema de comunicações global usados para transmitir dados de localizações offshore “dão seu melhor palpite” sobre as condições climáticas do mar, incluindo velocidades de ventos e altura de ondas, a 400km de altura. Eles não apenas perdem as ondas gigantes, como são “tremendamente imprecisos” ao estimar as velocidades das correntes e a direção das ondas, conta ele.  

Depois de comparar dados de satélites com as descobertas de seus robôs, Vass acredita que satélites detectam o cisalhamento da superfície provocada por ventos e correntes. Há duas dimensões do cisalhamento da superfície. Uma é a diferença em correntes na superfície oceânica se comparadas às que correm nos níveis mais baixos da coluna de água. A segunda ocorre quando duas correntes colidem e geram redemoinhos localizados e turbulência. Ambos são importantes para saber quando determinar a circulação e seu efeito no uso de energia de embarcações e consumo de combustível.

“Estamos descobrindo que os satélites estão muito longe para [detectar] microcorrentes”, observa Vass. “Em muitos casos, os modelos de satélite estavam mostrando correntes 180 graus fora das correntes que experimentamos de fato, e uma diferença de velocidade em um fator de dois ou três.

Nossos robôs monitoraram os primeiros oito metros do oceano”. Um derivador – uma boia que pode submergir a uma profundidade e então elevar-se até a superfície enquanto rastreia a direção de uma corrente – pode detectar uma corrente de superfície, e um satélite pode “ver” os primeiros centímetros do oceano, mas Vass afirma que seus robôs “são sensíveis à toda a intensidade da corrente”. Dessa forma, os robôs passam por uma série de redemoinhos que eram invisíveis aos satélites.

Eles também cruzaram o equador onde, de acordo com modelos de satélites, acreditava-se que havia uma enorme corrente de cisalhamento correndo de leste a oeste. Mas a flotilha não passou por nada disso. Afloramentos, elevações de massas d’água que podem ser pequenas ou enormes e frequentemente carregam nutrientes do fundo do oceano para a superfície, também estavam nos lugares errados se comparados ao que indicavam os satélites, adiciona ele.  

“A velocidade e direção de correntes tem grandes efeitos sobre a indústria pesqueira, de petróleo e gás, e sobre as operações marítimas, e também sobre o clima global”, aponta Vass. “A capacidade que os gliders têm de coletar medidas mudará a forma como muitas dessas indústrias trabalharão no futuro”.  

Outros são mais céticos em relação à importância das descobertas dos gliders e apontam que as limitações de observações de satélite já são bem conhecidas. Oscar Schofield, professor de oceanografia bio-óptica da Rutgers University, acredita que a Liquid Robotics está exagerando a importância de suas descobertas. “Eu não assumiria um tom tão negativo”, declara ele. “Sabemos há muito tempo – desde que pusemos os satélites lá em cima – que eles são limitados. Eles são a única forma de obtermos uma visão global do oceano, apesar de serem mais inclinados para a superfície, mas ainda são a ferramenta mais eficaz”.

A questão é como completar a estrutura 3D da subsuperfície, declara Schofield. Gliders robóticos – incluindo aqueles feitos pela Liquid Robotics e pela Teledyne Webb Research, com sede em Falmouth, Massachusetts – e boias científicas como o derivador Argos estão preenchendo a lacuna de dados, adiciona ele. 

Em junho, os gliders da Liquid Robotics também documentaram uma faixa de clorofila e plâncton com mais de 1900 quilômetros – a maior já encontrada, e que não é comumente vista naquela época do ano – inicialmente não detectada por satélites. “Nessa resolução, o florescer de clorofila fornece uma ligação revolucionária entre modelos científicos e medições in situ, e transmissão de dados em tempo real”, explica Luke Beatman, oceanógrafo da Liquid Robotics. A descoberta é significativa porque algas e fitoplâncton são a base da cadeia alimentar oceânica e também regulam o clima absorvendo dióxido de carbono da atmosfera.   

Comentando sobre o florescimento de algas, Scott Glenn, professor especializado em oceanografia física da Rutgers University, declara acreditar que “os mapas espaciais de distribuição de temperatura e fitoplâncton dos arredores da superfície, obtidos por satélite e combinados com os perfis verticais obtidos por robôs submarinos e gliders são ferramentas observacionais muito poderosas, que lançam luz sobre um oceano cronicamente subamostrado que varia rapidamente no espaço e no tempo”.   

Satélites fornecem mapas de instantes de tempo enquanto os gliders submersos e de superfície fornecem séries temporais que se movem ao redor e abaixo desses mapas, e podem ser redirecionados por esses mapas a áreas de maior interesse, lembra Glenn, adicionando que ele prefere usar todos os três meios simultaneamente para obter “trajetórias de amostragem continuada por esse mundo ainda não visto”. Tanto Glenn quanto Schofield são membros do Laboratório de Observações Oceânicas do Instituto de Ciências Marinhas e Costeiras da Rutgers University.

A jornada do Papa Mau terminou quando ele chegou em Bundaberg, na Austrália, em 20 de novembro, depois de enfrentar tempestades com a força de vendavais, escapar de tubarões, raspar a Grande Barreira de Coral, e finalmente enfrentar e surfar a Corrente Oriental Australiana para chegar a seu destino nas Terras do Sul. Os gliders robóticos poderiam mudar a economia da exploração e monitoramento marinho. Um barco de pesquisa comum gasta US$37500 por dia com combustível, tripulação e manutenção. Uma expedição como a do Papa Mau feita por navio custaria dezenas de milhões de dólares. Em vez disso, cada glider robótico custa até US$3000 por dia.

A seguir, a Liquid Robotics escolheu cinco equipes de cientistas para estudar os novos dados. Pesquisadores da University of California Merced, da University of California Santa Cruz, do Instituto Oceanográfico Scripps, da University of Texas e da empresa Wise Eddy, com sede no Texas, usaram as informações para analisar a saúde e respiração do oceano, sua biomassa, e outras informações sobre organismos críticos à vida oceânica.

O segundo glider robótico, Benjamin, deve chegar à Austrália no início de 2013. Os dois outros estão sendo consertados no Havaí e acabarão navegando até o Japão. A Liquid Robotics está pensando em fazer uma missão robótica submarina para circunavegar a Antártica. 
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