EUA desenvolvem sistema de defesa que usa sons de camarões para detectar submarinos

Ao longo da costa de Fuerteventura, nas ilhas Canárias, esqueletos de baleias repousam na areia como testemunho silencioso de uma tecnologia que as mata. Os sonares militares dos navios e submarinos confundem o próprio sistema de navegação desses animais, levando-os a encalhar nas praias. Mas o Departamento de Defesa dos EUA está desenvolvendo uma alternativa que poderia mudar essa realidade — e a solução vem da própria natureza.

O projeto chamado Sensores Aquáticos Vivos Persistentes, ou Pals, é uma aposta ousada: em vez de disparar pulsos de sonar que prejudicam a vida marinha, o sistema escuta os sons que os animais já produzem. Lori Adornato, gerente de projetos da agência de pesquisa militar Darpa, explica a mudança de perspectiva: durante décadas, os militares trataram os ruídos naturais do oceano como interferência incômoda. Agora, estão aprendendo a transformar esse "barulho" em um sistema de detecção sofisticado. As boias de sonar convencionais funcionam apenas por algumas horas em áreas pequenas, limitadas pela vida útil das baterias. O sistema Pals promete cobrir regiões amplas por meses, oferecendo monitoramento quase contínuo das linhas costeiras e canais subaquáticos.

Uma das espécies no centro dessa pesquisa é a garoupa-preta, um peixe que pode pesar até 300 quilos e é conhecido por emitir sons altos e de baixa frequência. Laurent Cherubin, da Universidade Atlântica da Flórida, coordena uma equipe que estuda esses peixes. As garoupas-pretas são territoriais e gritam quando detectam intrusos em seu domínio — um som que pode ser ouvido a 800 metros de distância. Cherubin compara o comportamento ao latido de um cão de guarda. A equipe desenvolveu algoritmos de aprendizado de máquina capazes de distinguir entre os diferentes tipos de chamados das garoupas: alertas territoriais, sinais de acasalamento e outros sons cujo propósito ainda permanece misterioso. Esses algoritmos são então instalados em hidrofones — microfones subaquáticos — que podem cobrir um recife inteiro, rastreando os peixes conforme se movem de um território para outro.

Mas o verdadeiro destaque do projeto Pals é o camarão-pistola, também chamado de camarão-estalo. Esse pequeno invertebrado produz o som mais alto gerado por qualquer criatura viva na Terra: 210 decibéis. Para colocar em perspectiva, a decolagem de um avião a jato gera 120 decibéis. O camarão consegue esse feito fechando suas pinças com uma velocidade tão extrema que gera energia sônica suficiente para atordoar sua presa. Quando um grupo desses camarões se reúne, o resultado é um rugido constante que a cientista Alison Laferriere, da Raytheon, compara ao barulho de bacon fritando. A equipe de Laferriere desenvolveu um sistema que funciona de forma semelhante ao sonar tradicional, mas usando esses estalos naturais em vez de pulsos artificiais. O sistema detecta os ecos criados quando o som dos camarões é refletido por objetos subaquáticos — submarinos, veículos não tripulados ou qualquer outra coisa que se mova pela água.

O desafio técnico é imenso. Um único estalo de camarão-pistola é muito mais silencioso que uma fonte de sonar tradicional, mas milhares deles são disparados a cada minuto. O som varia com a hora do dia e a temperatura da água, e uma colônia nunca fica completamente em silêncio. Laferriere explica que o maior obstáculo é lidar com a enorme quantidade de ruído e seus reflexos. Ao contrário do sonar tradicional, a localização da fonte do som é desconhecida. A solução foi desenvolver algoritmos inteligentes que analisam o som, identificam um único estalo, calculam a localização do camarão, rastreiam o trajeto do som refletido e deduzem onde ele foi refletido. A equipe também criou modelos computadorizados para distinguir ecos que vêm do fundo do oceano — que podem ser ignorados — daqueles que indicam objetos em movimento.

Outras equipes do projeto Pals estão explorando abordagens diferentes. Pesquisadores da Northrop Grumman trabalham em outro sistema de sonar baseado em camarões, enquanto uma equipe da Marinha americana estuda os sons gerais dos recifes e como intrusos os afetam. Se bem-sucedido, o projeto criará uma rede massiva de sensores espalhados por amplas regiões durante longos períodos, com a maior parte do hardware fornecida pela própria natureza. Apenas os hidrofones precisarão de manutenção ou substituição.

Mas o ceticismo existe. Sidharth Kaushal, especialista em equipamento militar naval do think tank britânico RUSI, reconhece que a ideia é tentadora em princípio, mas aponta para fracassos históricos. Durante a Primeira Guerra Mundial, submarinos alemães foram identificados pelo efeito que causavam no plâncton bioluminescente, que emite luz quando perturbado. Mas tentativas posteriores de usar esse fenômeno de forma sistemática, tanto por soviéticos quanto por americanos durante a Guerra Fria, não produziram resultados práticos. O problema era diferenciar falsos positivos — como a reação de uma baleia que passava — do alvo real. Ainda não se sabe se o Pals conseguirá distinguir com precisão entre um submarino e um tubarão, por exemplo. Lori Adornato acredita que a combinação entre organismos marinhos e algoritmos modernos fornecerá um "aviso de trajeto" confiável para orientar caçadores de submarinos mais tradicionais.

Além das aplicações militares, Adornato vê potencial para pesquisa científica. Os sistemas desenvolvidos para o Pals poderiam monitorar recifes e ambientes subaquáticos com baixo impacto ecológico. Ouvir os sons naturais da vida marinha e aprender como eles mudam ofereceria aos pesquisadores uma forma barata e ecológica de rastrear o impacto das atividades humanas — desde geradores eólicos até extração de petróleo e mineração submarina. O projeto completou sua primeira fase, um estudo de viabilidade, e agora está na segunda etapa, testando as soluções em condições controladas no verão de 2022. Se funcionar, a tecnologia poderia finalmente silenciar os sonares que matam as baleias.