Implementação e avaliação de um sistema de transmissão indutiva de energia em ambiente subaquático

Abstract

A exploração sísmica marítima depende da operação contínua de Nós de Fundo Oceânico (OBNs), cuja autonomia é ditada pela capacidade finita de suas baterias internas. A necessidade de içamento rotineiro destes sensores para a superfície com o intuito de manutenção energética e aquisição de dados eleva expressivamente os custos e a complexidade logística das campanhas oceanográficas. Como solução tecnológica a este gargalo, a Transmissão Indutiva de Energia (IPT) desponta como um método viável para a recarga submarina por meio de veículos subaquáticos, suprimindo o uso de conectores físicos e mitigando riscos de corrosão e falhas de vedação. O presente trabalho tem como objetivo implementar e avaliar um protótipo de transmissão indutiva voltado especificamente à recarga de OBNs. A metodologia adotada compreendeu a simulação eletromagnética por meio do Método dos Elementos Finitos (FEM) para análise do enlace magnético, seguida pelo dimensionamento e construção física de um sistema ressonante operando em 85 kHz. O aparato experimental englobou bobinas circulares planas confeccionadas em fio Litz, topologia de compensação Série-Série e estágios de conversão estática em ponte completa. Ensaios práticos de varredura espacial avaliaram o sistema no ar, em água doce e em água com salinidade progressiva (até 35 g/L), além de caracterizar o impacto de desalinhamentos laterais dinâmicos. Os resultados experimentais demonstraram a funcionalidade do enlace e apresentaram eficiências de transferência próximas a 80% no ambiente salino, sustentando estabilidade operacional para desalinhamentos de até 3 cm. Os testes em bancada permitiram mapear desafios práticos críticos, como o ganho passivo de tensão nos elementos reativos, a necessidade primária de isolamento dielétrico para prevenção de arcos voltaicos na água e a interferência de ruídos de chaveamento sobre a instrumentação digital. Conclui-se que a tecnologia de transferência sem fio é viável e se configura como uma alternativa para a extensão da autonomia de redes de monitoramento sísmico em ambiente subaquático.