Crean una cámara submarina que no usa baterías y genera energía a partir del sonido en el agua

Investigadores del MIT han desarrollado una cámara subacuática inalámbrica sin batería, que se alimenta del sonido, y es 100.000 veces más eficiente energéticamente que otras cámaras submarinas.

Se estima que más del 95 por ciento de los océanos de la Tierra nunca ha sido observado, lo que significa que hemos visto menos área de los océanos de nuestro planeta que del lado oculto de la luna o la superficie de Marte.

El alto costo de alimentar una cámara submarina durante mucho tiempo, atándola a un barco de investigación o enviando un barco para recargar sus baterías, es un gran desafío que impide la exploración submarina generalizada.

Pero el nuevo dispositivo de alta autonomía toma fotografías en color, incluso en entornos submarinos oscuros, y transmite datos de imágenes de forma inalámbrica a través del agua.

La cámara autónoma funciona con sonido. Convierte la energía mecánica de las ondas de sonido que viajan a través del agua en energía eléctrica que alimenta su equipo de imágenes y comunicaciones. Después de capturar y codificar los datos de la imagen, la cámara también usa ondas de sonido para transmitir datos a un receptor que reconstruye la imagen.

Debido a que no necesita una fuente de energía, la cámara podría funcionar durante semanas antes de recuperarla, lo que permite a los científicos buscar nuevas especies en partes remotas del océano. También podría usarse para capturar imágenes de la contaminación del océano o monitorear la salud y el crecimiento de los peces criados en granjas acuícolas.

“Personalmente, una de las aplicaciones más emocionantes de esta cámara es en el contexto de la vigilancia del clima. Estamos construyendo modelos climáticos, pero nos faltan datos de más del 95 por ciento del océano. Esta tecnología podría ayudarnos a construir modelos climáticos más precisos y comprender mejor cómo el cambio climático afecta el mundo submarino”, dice en un comunicado Fadel Adib, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación y director del grupo Signal Kinetics en el MIT Media Lab. y autor principal del artículo.

Para construir una cámara que pudiera funcionar de forma autónoma durante largos períodos, los investigadores necesitaban un dispositivo que pudiera recolectar energía bajo el agua por sí solo y consumir muy poca energía.

La cámara adquiere energía mediante transductores hechos de materiales piezoeléctricos que se colocan alrededor de su exterior. Los materiales piezoeléctricos producen una señal eléctrica cuando se les aplica una fuerza mecánica. Cuando una onda de sonido que viaja a través del agua golpea los transductores, estos vibran y convierten esa energía mecánica en energía eléctrica.

Esas ondas de sonido pueden provenir de cualquier fuente, como un barco que pasa o vida marina. La cámara almacena la energía recolectada hasta que se acumula lo suficiente para alimentar los componentes electrónicos que toman fotos y comunican datos.

Para mantener el consumo de energía lo más bajo posible, los investigadores utilizaron sensores de imagen de potencia ultrabaja listos para usar. Pero estos sensores solo capturan imágenes en escala de grises. Y dado que la mayoría de los entornos submarinos carecen de una fuente de luz, también necesitaban desarrollar un flash de baja potencia.