Equipamento afere qualidade da água utilizando fibra óptica (Foto: Caique Cahon)
O uso da fibra óptica e sua intermediação para o transporte de luz, que a permite conduzir digitalmente milhares de dados independentemente da distância, causou uma revolução nas telecomunicações e é um dos fatores responsáveis pela atual qualidade da internet, que foi responsável por moldar a comunicação atualmente e é caracterizada como um dos maiores avanços do último século. Além disso, a fibra óptica também influenciou melhorias em demais campos importantes, como o aperfeiçoamento de tratamentos médicos. Essa tecnologia é a primeira a ser abordada na série de notícias que o Portal da UFJF publica como parte da Semana Nacional de Ciência e Tecnologia: Luz, Ciência e Vida, promovida pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação.
No Laboratório de Instrumentação e Telemetria (LiTel) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade, os estudos sobre fibra óptica, orientados pelo professor Alexandre Bessa, são direcionados ao aperfeiçoamento da comunicação de dados e ao desenvolvimento de sensores.
Em estudos na engenharia elétrica, a luz é entendida como fonte para a condução básica de dados. Isso porque a fibra óptica é o meio de transporte de mensagens no qual na sua forma original normalmente se encontra no formato de sinais elétricos, onde estes serão convertidos em sinais ópticos apropriados, a partir de transdutores, responsáveis por converter os sinais oriundos de qualquer natureza. Ou seja, a luz que se propaga pela fibra é modulada e sofre alterações referentes às mensagens transmitidas, para que, ao fim desse processo, possa ser demodulada.
No emprego da fibra como sensor, os pesquisadores locais medem a qualidade da água, como: salinidade, condutividade, turbidez e acidez (Ph). No laboratório essa técnica se dá através de marcações periódicas nas fibras. Utiliza-se fibras ópticas convencionais, sílica, e plásticas nestes experimentos. Através de uma montagem de teste, utilizando sensores a fibra óptica plástica, é possível verificar alterações na composição de um líquido e desta forma permitindo analisar a sua turbidez – o quão turvo está o líquido. Esse equipamento que possibilita a aferição foi desenvolvido no laboratório da própria Universidade.
O laboratório também desenvolve pesquisas envolvendo Veículos Aéreos Autônomos Não Tripulados (Vaants), também conhecidos como quadrotores ou popularmente drones. Estão sendo agregados aos quadrotores sensores à fibra óptica para a medição de algumas grandezas, como a corrente elétrica oriunda dos motores elétricos. Como a interferência eletromagnética gerada pela corrente elétrica circulante nos quadrotores é intensa, os sensores se tornam extremamente úteis nestas aplicações, uma vez que uma de suas uma das maiores vantagens é imunidade eletromagnética. Sensores à fibra estão sendo desenvolvidos e serão agregados ao quadrotor como sensores para detecção de gases. Novos Vaants estão sendo construídos no laboratório e as pesquisas envolvem deste o projeto e construção até os softwares de controle. Estes veículos aéreos são utilizados em diversas aplicações, como reconhecimento de terrenos, análise de áreas preservadas, entre outras.
Além disso, também são realizadas pesquisas para a medição da qualidade do leite, sensores de deformação, temperatura e detecção de gases – contanto todos com estes sensores utilizando a fibra óptica e, consequentemente, a luz.
Quadrotor, tipo de drone, que possui fibra óptica, afere corrente elétricas em projetos desenvolvidos em núcleo de pesquisa (Foto: Caique Cahon)
Internet mais confiável
A fibra óptica tornou-se ainda mais primordial com o crescimento da demanda por dados e comunicação. Sua taxa é capaz de suportar centenas de Terabytes por segundo, enquanto cabos elétricos trabalham com o limite inferior, de Megabytes. “Foi apenas com o advento da fibra óptica que a jovem internet passou a nos conectar, transmitindo grandes quantidades de dados em alta velocidade”, disse o coordenador da Semana Nacional de Ciência e Tecnologia, Douglas Falcão, por meio de comunicado à imprensa.
A perspectiva de aperfeiçoamento da fibra óptica não está apenas relacionada ao aumento da capacidade de transmissão, mas também à segurança. Será a chamada comunicação quântica, em que as partículas de luz (fótons) serão a base para o transporte de dados que auxiliarão na criptografia da internet, tornando-a mais segura.
Esta tecnologia já está sendo trabalhada em países desenvolvidos. E o ganho em si estará na confiabilidade maior do sistema de comunicação. A criptografia e a capacidade de multiplexar, integrar maior número de usuários no meio, serão o diferencial. Em tempos em que a segurança na rede é debatida e questionada constantemente, o aprimoramento da comunicação em fibra óptica aparece como uma das soluções. Essas tecnologias chegam ao mercado para atender a sociedade com rapidez, segundo Alexandre algumas demoram menos de cinco meses.
Medicina, construção
A fibra óptica também é conhecida por sua aplicação na área médica, por meio do fornecimento de insumos para exames gástricos, como endoscopia, odontológicos ou industriais. Esse tipo de fibra é popularmente conhecida por ser tão fina quanto um fio de cabelo, e é por isso que facilitam os procedimentos médicos. O desenvolvimento e aprimoramento de tecnologias a laser e LEDs, também conhecidos como super LEDs, também são responsáveis pela otimização e realização dessas atividades.
Através dos sensores pode-se medir as oscilações em estruturas, como pontes. Com isso são capazes de relacionar o grau de influência de erosão e deformação na construção civil.
Outras informações: (32) 2102-3495 (Laboratório de Instrumentação e Telemetria/Faculdade de Engenharia)