Veículos subaquáticos não tripulados (UUV)

O uso de veículos subaquáticos não tripulados está a expandir-se rapidamente em setores como defesa, petróleo e gás, ciências marinhas e monitorização ambiental. Equipados com sistemas avançados como sonares, registadores de dados, câmaras subaquáticas e sistemas de navegação inercial, os UUVs podem realizar uma ampla gama de tarefas críticas. A sua capacidade de operar em ambientes perigosos ou remotos torna-os ferramentas indispensáveis nas operações marítimas modernas.

Entendendo os UUVs: uma abordagem de tecnologia dupla

Os veículos subaquáticos não tripulados, ou UUVs, são sistemas submersíveis que operam de forma independente ou com orientação remota abaixo da superfície do oceano. Ao contrário dos submersíveis tripulados, os UUVs eliminam os riscos associados à presença humana em condições subaquáticas extremas. São construídos para apoiar diversas operações, desde investigação científica até missões de defesa complexas.

Phantom UUV da Dynautics.

Existem dois tipos principais de UUVs, cada um projetado para diferentes paradigmas operacionais: veículos operados remotamente (ROVs) e veículos subaquáticos autónomos (AUVs).

Veículos operados remotamente (ROVs)

Os ROVs são submersíveis acoplados controlados em tempo real por operadores a bordo de uma embarcação ou plataforma. Um cabo coaxial ou de fibra ótica robusto fornece energia e permite comunicação de alta largura de banda, transmitindo vídeo, sinais de controlo e dados de sensores.

Os ROVs são particularmente valiosos em aplicações que exigem controlo de precisão, tomada de decisões em tempo real ou resistência prolongada sob a superfície do oceano. A maioria está equipada com câmaras a bordo, propulsores, braços manipuladores e sensores ambientais, como sonares, altímetros e sensores de pressão.

As principais aplicações dos ROVs incluem:

• Inspeção e manutenção de infraestruturas: os ROVs são amplamente utilizados na indústria offshore de petróleo e gás para inspecionar oleodutos, risers e estruturas submarinas. A sua estabilidade e capacidade de transportar garras robóticas e atuadores hidráulicos tornam-nos ideais para trabalhos de precisão.
• Arqueologia e investigação subaquáticas: estes veículos são fundamentais para documentar artefactos submersos, naufrágios e povoados antigos. As câmaras e os sistemas de iluminação dos ROV, como luzes estroboscópicas e faróis intermitentes, permitem imagens detalhadas em condições de baixa visibilidade.
• Operações de busca e recuperação: os ROVs auxiliam na recuperação de objetos e evidências do fundo do mar, muitas vezes em coordenação com sistemas de sonar, modems acústicos e manipuladores.

Veículos subaquáticos autónomos (AUVs)

Os AUVs operam independentemente do controlo humano uma vez lançados, navegando em missões pré-programadas usando sistemas a bordo. Eles dependem de sistemas de navegação inercial, registos de velocidade Doppler, GPS (enquanto estão na superfície) e sistemas de posicionamento acústico para manter o curso e coletar dados.

Veículo operado remotamente PIVOT da Deep Trekker.

Estes submersíveis não tripulados são concebidos para a aquisição eficiente de dados de alta resolução em áreas extensas. Sem amarras físicas, os AUVs podem alcançar ambientes subaquáticos remotos ou confusos e operar por longos períodos utilizando sistemas de energia avançados, como baterias de iões de lítio e células de combustível. Os planadores subaquáticos são um tipo de AUV que pode operar sem hélices, utilizando asas hidrodinâmicas e mudanças na flutuabilidade para planar autonomamente pelo oceano.

As principais aplicações dos AUVs incluem:

• Mapeamento do fundo do mar e levantamentos hidrográficos: Equipados com sonar multifeixe, sonar de varredura lateral e sonar de abertura sintética, os AUVs podem mapear o fundo do oceano com alto nível de detalhe. Esses dados são essenciais para levantamentos geológicos, planejamento de rotas de cabos e avaliação de habitats.
• Monitorização ambiental: os AUVs coletam dados usando sensores de temperatura, sensores de salinidade, sensores de turbidez, fluorômetros e sistemas de amostragem de água. Isso permite pesquisas contínuas sobre mudanças climáticas, biodiversidade marinha e padrões de poluição.
• Vigilância militar e contramedidas contra minas: os AUVs desempenham funções de defesa essenciais, incluindo rastreamento de submarinos, guerra antissubmarina e deteção de munições não detonadas (UXO). Plataformas avançadas integram sonares prospectivos, sistemas de prevenção de obstáculos e software de planeamento de missões.

Comparação e diferenciação de casos de uso

Embora os ROVs e os AUVs se enquadrem na categoria de UUVs, os seus perfis de missão divergem com base nas suas capacidades operacionais. Os ROVs destacam-se no controlo e interação em tempo real, tornando-os adequados para tarefas delicadas, como reparação de infraestruturas e recuperação de amostras. Em contrapartida, os AUVs são otimizados para a recolha de dados em áreas extensas e operações furtivas, sendo ideais para missões científicas e reconhecimento estratégico.

Os ROVs geralmente requerem uma embarcação de apoio e operadores, o que leva a custos logísticos mais elevados, mas maior adaptabilidade no trabalho. Os AUVs, por outro lado, reduzem as necessidades de mão de obra humana e o risco operacional, mas dependem fortemente de rotas pré-programadas e da autonomia dos sensores.

Tecnologia e inovação em UUVs

Os UUVs modernos incorporam várias tecnologias avançadas para atender às demandas de missões subaquáticas cada vez mais complexas. Os principais componentes e sistemas incluem:

• Sistemas de navegação: Sistemas de navegação inercial (INS), registos de velocidade Doppler (DVL), GPS (fixação de superfície) e giroscópios de fibra ótica para posicionamento subaquático preciso.
• Cargas úteis de sensores: Sonares (varredura lateral, multifeixe), sensores CTD (condutividade, temperatura, profundidade), magnetómetros, altímetros e scanners a laser para detectar e classificar objetos e ambientes.
• Energia e propulsão: Baterias de iões de lítio, células de combustível, propulsores e sistemas de lastro para suportar longa autonomia e manobrabilidade.
• Comunicação e controlo: Modems acústicos, sistemas de comunicação acústica subaquática e computadores de bordo para facilitar operações em tempo real ou autónomas.

Os UUVs militares também podem integrar ferramentas de vigilância acústica, sistemas anticolisão e criptografia para operações seguras em ambientes contestados. As implantações civis geralmente se concentram na coleta de dados ambientais, monitoramento de instalações e segurança portuária.

Adoção global e crescimento operacional

A utilização de veículos subaquáticos não tripulados está a expandir-se rapidamente entre marinhas, empresas de energia, institutos de investigação marinha e empreiteiros de infraestruturas. Desde drones subaquáticos que apoiam a inspeção de cabos até plataformas autónomas que realizam levantamentos geológicos, a adaptabilidade dos UUV torna-os indispensáveis em todos os domínios.

Os avanços tecnológicos continuam a aumentar a fiabilidade, a resistência e a funcionalidade dos UUV, abrindo caminho para sistemas de última geração capazes de missões mais longas, mergulhos mais profundos e maior autonomia. As tendências emergentes incluem capacidades de enxameação, plataformas híbridas UUV/ROV e tomada de decisões a bordo baseada em IA.

Como os UUV estão a moldar o futuro das operações submarinas

Com os ROVs a fornecerem um controlo preciso e guiado pelo operador e os AUVs a permitirem missões autónomas de longo alcance, todo o espectro de capacidades subaquáticas não tripuladas está agora a ser aproveitado para enfrentar desafios globais, desde a segurança das fronteiras marítimas e o rastreamento de submarinos até à preservação do património cultural submerso e à avaliação dos ecossistemas marinhos.