As balizas acústicas subaquáticas são dispositivos de sinalização submarinos utilizados para localizar, rastrear, identificar, navegar até ou recuperar bens submersos em locais onde os sinais de RF e GNSS não estão disponíveis. Estes sistemas incluem pinger, transponders acústicos, respondedores, referências de navegação, balizas de recuperação e unidades fixadas no fundo do mar ou amarradas.
Esta página apresenta fornecedores de balizas acústicas subaquáticas para UUVs, ROVs, mergulhadores, embarcações de superfície e instalações fixas.
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Tecnologias de navegação, posicionamento e levantamento marítimo e submarino para aplicações navais e de defesa
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Os balizas acústicas subaquáticas constituem um meio prático de localizar, identificar ou recuperar bens submersos nos casos em que os sinais de radiofrequência (RF) e GNSS não se propagam através da água do mar até profundidades operacionais úteis. Os utilizadores do setor da defesa recorrem a estes dispositivos em operações marítimas tripuladas e não tripuladas, desde a localização de veículos subaquáticos até à marcação de equipamento no fundo do mar e ao apoio a tarefas de recuperação.
Uma baliza acústica pode transmitir de forma independente, responder a uma interrogação ou funcionar como parte de uma rede de posicionamento mais ampla. O desempenho do sistema depende da frequência acústica, do nível da fonte, da sensibilidade do recetor, da profundidade da água, das condições de velocidade do som, da absorção, do ruído ambiente e da plataforma, da propagação por múltiplos caminhos, da geometria do transdutor, da capacidade de potência e da integração com sistemas de navegação ou de comando.
Balizas de posicionamento acústico da Applied Acoustics
Um pinger acústico emite impulsos sonoros periódicos a uma frequência definida ou num padrão codificado, sem necessitar de um sinal de interrogação. Um pinger acústico subaquático pode fornecer uma referência relativamente simples para localização, orientação, identificação ou recuperação. Os pingers acústicos são úteis nos casos em que a transmissão contínua ou programada é preferível à medição de distância bidirecional, embora o alcance operacional e a autonomia da bateria dependam, em parte, da potência de transmissão e do ciclo de funcionamento.
Um transponder acústico recebe um sinal de interrogação e devolve uma resposta, permitindo que o sistema anfitrião meça o tempo de propagação do som e calcule a distância. Um transponder acústico subaquático pode suportar arquiteturas de posicionamento de Linha de Base Ultra-Curta (USBL), Linha de Base Curta (SBL) ou Linha de Base Longa (LBL), dependendo da geometria do sistema, enquanto um transponder acústico submarino pode ser instalado num veículo, numa carga útil, numa estrutura no leito marinho ou noutro recurso subaquático.
Um respondedor acústico é acionado por um comando elétrico, em vez de receber uma interrogação acústica. Em seguida, produz uma resposta acústica para deteção por um sistema de posicionamento. Esta abordagem pode ser útil em sistemas integrados em que o tempo de transmissão é sincronizado diretamente com a eletrónica do veículo ou da plataforma e não depende da receção de um sinal de interrogação subaquático.
Os balizas de navegação e de referência fornecem pontos conhecidos ou rastreáveis dentro de uma área de operação subaquática. Podem fazer parte de uma rede de transponders de posicionamento acústico utilizada para atualizar a posição do veículo ou limitar o desvio da navegação inercial. As referências fixas são particularmente valiosas quando as plataformas requerem um posicionamento local repetível em torno de uma área de missão definida ou têm de regressar com precisão a locais previamente mapeados.
As balizas de localização e recuperação ajudam os operadores a localizar novamente o equipamento submerso após uma missão, uma implantação ou uma emergência. Uma baliza pode transmitir um sinal periódico detetado por um recetor direcional ou por um transceptor acústico subaquático, permitindo que uma embarcação, um mergulhador, um Veículo Subaquático Não Tripulado (UUV) ou um Veículo Operado à Distância (ROV) se aproxime do equipamento quando a identificação visual não for viável.
Os sistemas no fundo do mar e amarrados podem estabelecer pontos de referência acústicos persistentes em locais conhecidos ou levantados. Podem funcionar como balizas autónomas, transponders acústicos ou transponders de libertação acústica. Um transponder de libertação acústica pode combinar funções de comando acústico ou de medição de distância com um mecanismo de libertação utilizado para recuperar instrumentos ou cargas úteis amarrados do fundo do mar ou da coluna de água.
Os UUV podem utilizar balizas acústicas subaquáticas para obter referências de posição externas quando os sinais GNSS não estão disponíveis abaixo da superfície. As medições acústicas podem ser combinadas com um Sistema de Navegação Inercial (INS), um Log de Velocidade Doppler (DVL), dados de profundidade e de atitude, a fim de limitar o erro de posição acumulado durante missões subaquáticas prolongadas e corrigir o desvio quando estiverem disponíveis localizações acústicas adequadas.
Os ROVs podem transportar um transponder ou respondedor subaquático que permite a uma embarcação de apoio monitorizar a sua posição relativa. O rastreio acústico é particularmente valioso em águas profundas ou com fraca visibilidade, onde as referências visuais são limitadas e o comprimento do cabo, por si só, não consegue proporcionar uma perceção espacial fiável em torno de estruturas submarinas, equipamento no leito marinho ou outros riscos operacionais.
Os mergulhadores e os nadadores militares podem utilizar referências acústicas para a orientação subaquática, encontros e tarefas de regresso a um ponto específico. Um recetor pode indicar a distância ou a direção até um baliza acústica, auxiliando a navegação quando a escuridão, as correntes, a fraca visibilidade ou os requisitos operacionais tornam a navegação visual e as verificações da posição à superfície inadequadas.
As missões de contramedidas contra minas (MCM) e de eliminação de engenhos explosivos (EOD) podem utilizar balizas acústicas para marcar áreas de operação, servir de referência a veículos subaquáticos, localizar novamente alvos ou guiar plataformas de regresso a objetos identificados. Referências locais consistentes podem facilitar operações repetíveis quando veículos, mergulhadores e meios de superfície têm de operar na mesma localização subaquática.
As referências acústicas fixas ou implantáveis podem apoiar redes de vigilância, ajudando a determinar a posição de sensores subaquáticos, veículos ou nós móveis. Em arquiteturas mais integradas, um transceptor acústico subaquático pode combinar funções de sinalização e de dados, de modo a que a informação de navegação possa ser coordenada com sistemas de deteção, monitorização ou comando.
As organizações de defesa utilizam balizas acústicas para localizar artigos de teste, equipamento de treino, sensores, cargas úteis e outros recursos submersos. Um emissor subaquático pode fornecer um sinal de recuperação simples, enquanto um transponder acústico pode adicionar capacidade de medição de distância quando os operadores necessitam de uma estimativa mais precisa da localização de um objeto, em vez de apenas uma indicação de localização.
O desempenho de um baliza acústico depende em grande medida da forma como o baliza e os transdutores associados são instalados. O planeamento da integração deve ter em conta as trajetórias de propagação acústica, a diretividade dos transdutores, o ruído próprio, o sombreamento estrutural, o movimento do veículo, a alimentação elétrica, as interfaces de dados e os requisitos do sistema de missão.
A instalação, a calibração, as condições de velocidade do som, a geometria dos sensores, o multipath, a interferência e a precisão das posições de referência podem, todos eles, influenciar o desempenho do posicionamento acústico. Os procedimentos operacionais devem, por conseguinte, ter em conta a calibração, as condições ambientais, a qualidade dos dados dos sensores, a correção da velocidade do som e a gestão da interferência ao longo da implantação e da operação.
Os requisitos de qualificação dependem da plataforma, do programa, do ambiente operacional e das especificações de aquisição. As normas e orientações relevantes podem ajudar a definir a resiliência ambiental, a compatibilidade eletromagnética (EMC) e a integração do sistema de posicionamento, mas os métodos de ensaio e limites aplicáveis devem ser adaptados ao equipamento pretendido e ao ambiente de serviço.
Estes requisitos devem ser aplicados de acordo com os requisitos específicos de aquisição, plataforma, ambientais e de integração, em vez de serem tratados como um conjunto de qualificações universal para todos os balizas acústicas subaquáticas.
O desenvolvimento centra-se cada vez mais na combinação de hardware acústico compacto com funções de navegação autónoma, ligação em rede e controlo de veículos, ao mesmo tempo que melhora a eficiência energética e a capacidade de coordenar múltiplos recursos subaquáticos.
À medida que a autonomia se expande na defesa marítima, as balizas acústicas subaquáticas são cada vez mais integradas em arquiteturas mais amplas de navegação e comunicações, em vez de serem utilizadas exclusivamente como localizadores autónomos. A seleção depende, portanto, não só do alcance e da capacidade de profundidade, mas também da autonomia, do ambiente acústico, da precisão de posicionamento, das restrições de instalação e da eficácia com que uma baliza acústica se integra na plataforma, no sistema de posicionamento e na rede da missão.
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