Detectar minas terrestres e demais objetos enterrados pode ser um processo desafiador e lento. Fazer isso através de um veículo em movimento tornaria o processo mais rápido, mas à custa da precisão. Nesse contexto, pesquisadores do Mississipi (EUA) desenvolveram um dispositivo com sensor que oferece uma melhoria significativa em relação às tecnologias existentes, que não podem ser operadas em movimento e perdem precisão na presença de fontes externas de som ou vibração.

Medições sem um feixe de referência

Para detectar objetos enterrados, os vibrômetros Doppler a
laser (LDVs) são usados ​​em conjunto com uma fonte de áudio, como um
alto-falante, ou uma fonte sísmica, como um agitador mecânico. O som ou ondas
sísmicas fazem o solo vibrar. O LDV pode detectar diferenças sutis no padrão de
vibração onde um objeto está enterrado, desde que o detector esteja parado e o
ambiente seja suficientemente livre de vibração.

A operação de LDVs tradicionais é baseada na interferência
da luz refletida de um objeto com um feixe de referência interno ao LDV. Como
resultado, o movimento do próprio LDV pode fazer com que os sinais do LDV sejam
significativamente maiores do que os sinais causados ​​pela vibração do objeto
e indistinguíveis deles.

Os LDVs combinados com a vibração excitada no solo têm se
mostrado promissores para a detecção de minas terrestres e outros objetos
enterrados, mas sua sensibilidade às vibrações ambientais significa que eles
devem ser operados a partir de uma plataforma estável especial. O dispositivo,
chamado Sensor Interferométrico Diferencial de Feixes Múltiplos a Laser
(LAMBDIS), fornece recursos de detecção comparáveis, mas é muito menos sensível
ao movimento.

No novo trabalho, os pesquisadores usaram uma matriz linear de 30 raios lasers direcionados para a área interrogada. No caso, o novo dispositivo supera o desafio de detecção usando uma série de raios laser e combinando seus sinais para criar um esquema de detecção rápida que também é robusta o suficiente para compensar o movimento e outros “ruídos” ou interferentes que podem sobrecarregar outras técnicas. O LAMBDIS fornece a medição de campos de vibração com alta sensibilidade, embora com baixa sensibilidade ao movimento de todo o corpo do objeto ou do próprio sensor, permitindo a operação a partir de um veículo em movimento.

Testes de campo bem-sucedidos

Os pesquisadores relatam que o dispositivo LAMBDIS teve um
bom desempenho sob uma ampla gama de condições em testes de laboratório e de
campo. O LAMBDIS foi capaz de detectar objetos enterrados a 7,5 metros a 20
metros de distância e de um veículo viajando a aproximadamente 15 km/h com
resultados comparáveis ​​a um LDV montado em plataforma estável.

Aplicações ampliadas para o LDV modificado

Além de detectar minas terrestres, os LDVs são comumente usados ​​para inspecionar automóveis e componentes de aeronaves, além da avaliação de vibrações de pontes e estruturas, e da calibração de equipamentos e materiais de estudo e em aplicações odontológicas e biomédicas. O LAMBDIS poderia beneficiar essas aplicações nos casos em que o ruído ou o movimento ambiental dificulte o uso de dispositivos LDV clássicos.

Fonte: OSA.org

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.