Los océanos cubren alrededor del 72% de la superficie de la Tierra, pero apenas hemos explorado el 5% de los fondos marinos de nuestros océanos. Para investigar esta inmensidad inexplorada, un equipo de investigación del MIT apuesta por construir una red sumergida de sensores interconectados que envíen datos a la superficie, un ‘internet de las cosas’ submarino.

Para conseguirlo, la clave es descubrir cómo suministrar energía constante a todos estos sensores diseñados para permanecer largos periodos de tiempo en las profundidades de los océanos.

La solución propuesta por los investigadores del MIT es un sistema de comunicación subacuático sin batería que apenas necesita energía para transmitir los datos que recopilan los sensores. Así, se valen del llamado ‘efecto piezoeléctrico’, que ocurre cuando las vibraciones en ciertos materiales generan una carga eléctrica, y el fenómeno de la “retrodispersión”, una técnica de comunicación comúnmente utilizada para etiquetas RFID, que transmite datos reflejando señales inalámbricas moduladas de una etiqueta y de regreso a un lector.

Un transmisor envía ondas acústicas a través del agua hacia un sensor piezoeléctrico que ha almacenado datos. Cuando la onda golpea el sensor, el material vibra y almacena la carga eléctrica resultante. Después, el sensor utiliza la energía almacenada para reflejar una onda de regreso a un receptor.

 “Básicamente, podemos comunicarnos con sensores subacuáticos basados ??únicamente en las señales de sonido entrantes cuya energía estamos cosechando”, explica coautor Fadel Adib, profesor asistente en el MIT Media Lab en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación y director fundador del grupo de investigación de Signal Kinetics.

“Pensé en lo poco que sabemos del océano y cómo los animales marinos evolucionan y procrean”, explica Adib. Los dispositivos de internet de las cosas (IoT) podrían ayudar a esa investigación, “pero bajo el agua no puedes usar señales de WiFi o Bluetooth ... y no queremos colocar baterías en todo el océano, porque eso generaría problemas de contaminación”. Así llegó Adib a los materiales piezoeléctricos, que han estado presentes y utilizados en micrófonos y otros dispositivos durante unos 150 años.

Este tipo de materiales, explica, producen un pequeño voltaje en respuesta a las vibraciones. Pero ese efecto también es reversible: la aplicación de voltaje hace que el material se deforme. Si se coloca bajo el agua, ese efecto produce una onda de presión que viaja a través del agua. A menudo se usan para detectar buques hundidos, peces y otros objetos submarinos. “Esa reversibilidad es lo que nos permite desarrollar una tecnología de comunicación de retrodispersión submarina muy poderosa”, subraya Adib.

Este sistema podría usarse para monitorizar la temperatura del mar, para estudiar el cambio climático, para rastrear la vida marina durante largos períodos de tiempo, e incluso para ‘mapear’ y recoger muestras de las diferentes zonas acuáticas del planeta.