BR112013028875B1 - Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões (4-d) - Google Patents

Abstract

sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões (4-d). um sistema submarino autônomo para efetuar monitoramento contínuo, de longo prazo no local, e com uma ampla faixa de parâmetros relacionados ao ambiente marinho, que consiste de uma estação submarina multidisciplinar e um veículo submarino autônomo que operam em conjunto um com o outro, para permitir diversos tipos de explorações ambientais. em particular, o presente sistema representa uma solução para monitorar o impacto ambiental de atividades costa afora, caracterizando locais não explorados, suportando o gerenciamento de áreas poluídas, monitorando a integridade de estruturas instaladas nos ambientes submarinos, e verificando a possível inclusão de terceiros parceiros em uma área a ser monitorada. o sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) que compreende uma estação submarina multidisciplinar (101) equipada com instrumentação embarcada (202), no mínimo um veículo submarino modular autônomo (102) móvel dentro de uma área a ser monitorada (107) ao longo de uma rota designada (106), e no mínimo um módulo instrumental externo (306) que pode ser conectado a dito veículo (102), no qual dita estação submarina multidisciplinar (101) compreende uma área de docagem (204), um sistema de interface (220), um sistema de equipamento (207) para suprir o veículo (102) com módulos instrumentais (206) e um sistema de gerenciamento (201). dito veículo submarino modular autônomo (102) que pertence ao sistema submarino autônomo para monitoramento individual (100) pode ser equipado com sensores de medição embarcados (311) e compreender no mínimo um empurrador principal (302), no mínimo um empurrador auxiliar para posicionamento fino (305, 306, 307), um casco (301), no mínimo um módulo de controle eletrônico (313), no mínimo uma reserva de energia (312), no mínimo um sistema de conexão (308) e dispositivo para ligar (317) no mínimo um módulo externo instrumental (206), no qual dito módulo externo instrumental (206) é equipado com no mínimo um sensor de medição (314). outro objetivo da presente invenção é relativo a um método que utiliza uma estação submarina multidisciplinar (101), um módulo externo instrumental (206) e um veículo submarino modular autônomo (102) para coletar dados relacionados a um ambiente submarino em relação a tempo, e fornecer depois de processamento, uma visão em quatro dimensões do ambiente submarino monitorado.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental de longo prazo e de longo alcance, contínuo, no local, em particular para medir parâmetros ambientais junto ao fundo do mar e ao longo da coluna de água.

[0002] Parâmetros de pesquisa ambiental em um ambiente submarino representam uma atividade particularmente importante, acima de tudo junto a áreas de risco tais como áreas de extração de petróleo.

[0003] Para realizar monitoramento ambiental no mar, campanhas de medição periódicas são tradicionalmente efetuadas com o desenvolvimento de instrumentos de coleta de amostras para análises de laboratório subsequentes. Esta abordagem é claramente insuficiente para garantir um entendimento completo da dinâmica de fenômenos que se desenvolvem, e não é capaz de detectar a ocorrência de eventos anômalos em tempo útil.

[0004] Quando é requerida uma capacidade de observação contínua, observatórios submarinos permanentes são utilizados, os quais, por meio de instrumentações adequadas, coletam dados sobre o ambiente circundante.

[0005] Esta abordagem precisa é útil para o monitoramento de parâmetros relacionados a fenômenos ambientais de longo prazo, tais como terremotos, tsunamis, vulcanismo, porém não pode ser facilmente utilizada para monitoramento de longo alcance.

[0006] Para superar esta desvantagem, veículos submarinos autônomos conhecidos no estado da técnica como AUVs (Veículos Submarinos Autônomos) estão sendo utilizados de maneira crescente.

[0007] Estes veículos são genericamente equipados com sistemas de propulsão e de direção para movimento submarino, e diversos instrumentos de medição para coletar dados relacionados ao ambiente submarino.

[0008] Se programados de maneira adequada, AUVs permitem explorações submarinas em áreas pré-definidas, sem intervenção humana por diversas horas.

[0009] A duração destas campanhas exploratórias, contudo, é influenciada pelo grau de autonomia em energia do veículo que, ao final de cada pesquisa, deve alcançar uma base para descarregar a informação completada e recarregar as reservas de energia.

[0010] Estas bases, ou estações, são genericamente situadas na superfície para facilitar operações humanas, em particular para um gerenciamento mais simples de estacionamento de dados (armazenagem), reconfiguração e carregamento dos veículos.

[0011] Estações submarinas são também conhecidas no estado da técnica, as quais permitem ao veículo ser gerenciado em um ambiente submarino.

[0012] Em particular, estas estações permitem o recarregamento de energia do veículo, reconfiguração do mesmo para a pesquisa subsequente, e carregamento e descarregamento dos dados coletados pelos instrumentos presentes a bordo.

[0013] Esta técnica conduziu a um melhoramento no grau de autonomia dos veículos que podem, portanto, continuar a explorar o fundo do mar por um período de tempo teórico indefinido.

[0014] O Pedido de Patente US 2009/0095209 descreve uma estação submarina equipada com dispositivo para receber um AUV, carregar suas baterias e trocar informação com ele.

[0015] Esta solução permite longas explorações completamente manipuladas em um ambiente submarino.

[0016] Outro exemplo de uma estação submarina para AUVs está representada no Pedido de Patente US 2009/0114140 que descreve um sistema para suportar operações submarinas. Este sistema permite a manipulação de um AUV, ROV (Veículo Operado de maneira Remota) e HROV (Veículo Híbrido Operado de maneira Remota) de um ponto de vista de energia, comunicação e manutenção.

[0017] Em particular, quando estes veículos entram em contato com este sistema, eles podem receber energia para explorações, trocar informação, isto é, os dados coletados pelos instrumentos embarcados, e sofrem manutenção.

[0018] Este sistema, contudo, como também as técnicas correntes conhecidas na técnica, não permite que a missão exploratória do veículo seja adaptada aos requisitos específicos do momento, e em particular, não permitem a reconfiguração do equipamento instrumental do veículo em um ambiente submarino.

[0019] Este aspecto requer que para cada tipo de exploração veículos devam ser equipados antecipadamente e para uma finalidade determinada.

[0020] Esta falta de flexibilidade dos métodos e sistemas conhecidos na técnica limita a autonomia de utilização de soluções exploratórias correntes em um ambiente submarino.

[0021] O Requerente descobriu que utilizando estações submarinas para recarregamento de energia e troca de comunicações com estes veículos, a necessidade de criar sistemas independentes e autônomos capazes de efetuar campanhas exploratórias submarinas de longo prazo e de amplo alcance pode somente ser parcialmente satisfeitas.

[0022] No estado da técnica, é também conhecida a utilização de veículos submarinos autônomos construídos de acordo com módulos que permitem uma certa flexibilidade de ajustamento do veículo. Esta técnica permite conseguir AUVs que são adequados para corresponder a diversos requisitos operacionais.

[0023] O Pedido de Patente WO 03/059734, por exemplo, descreve um AUV construído com módulos mecânicos que quando combinados uns com os outros formam um AUV que satisfaz os requisitos exploratórios específicos do momento.

[0024] Neste caso, a montagem dos diversos módulos que formam o AUV é efetuada manualmente e ao ar livre, e não em um ambiente submarino.

[0025] Com os veículos submarinos autônomos atualmente conhecidos, uma modularidade em tempo e autônoma de AUVs diretamente em um ambiente submarino não é possível. A necessidade de re-emergir o AUV das profundidades para ser capaz de adicionar ou modificar os instrumentos embarcados representa uma perda de tempo considerável que limita enormemente a flexibilidade operacional destes sistemas.

[0026] O Requerente, portanto, concebeu um veículo submarino autônomo capaz de abrigar um ou mais módulos instrumentais externos que podem ser intercambiados diretamente no local e sem requerer a intervenção manual de um operador, permitindo assim uma adaptabilidade completa do dispositivo aos requisitos exploratórios específicos do momento.

[0027] Um objetivo da presente invenção é superar as desvantagens mencionadas acima e em particular fornecer um sistema submarino autônomo para efetuar monitoramento de longo prazo de maneira contínua no local, e com uma ampla faixa de parâmetros relacionados ao ambiente marinho, que consiste de uma estação submarina multidisciplinar e no mínimo um veículo submarino autônomo, que operam em conjunto um com o outro para permitir diversos tipos de explorações ambientais.

[0028] Em particular, para monitorar o impacto ambiental de atividades costa afora que caracterizam locais inexplorados, suportando gerenciamento de áreas poluídas, monitorando a integridade de estruturas instaladas em ambientes submarinos, e verificando a inclusão possível de terceiros parceiros em uma área a ser monitorada.

[0029] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um veículo submarino autônomo para diversos tipos de explorações ambientais, que podem ser modulados por meio de módulos instrumentais externos que podem ser conectados ao corpo principal do veículo.

[0030] Outro objetivo da presente invenção é fornecer uma estação submarina multidisciplinar equipada com dispositivos e instrumentos para realizar diversos tipos de pesquisas ambientais.

[0031] Outro objetivo da presente invenção é fornecer uma estação submarina multidisciplinar equipada com dispositivo para manipular e equipar veículos submarinos modulares autônomos.

[0032] Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer um método para monitoramento ambiental em quatro dimensões, capaz de detectar dados em relação a tempo ao longo das três dimensões de espaço.

[0033] Estes e outros objetivos da presente invenção são alcançados fornecendo um sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões como especificado nas reivindicações 1, 18 e 40.

[0034] Outras características do sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões são objetos das reivindicações dependentes.

[0035] As características e vantagens de um sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões de acordo com a presente invenção irão aparecer mais evidentes a partir da descrição ilustrativa e não limitativa que segue, fazendo referência aos desenhos esquemáticos anexos, nos quais:

[0036] A figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidade preferida de um sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões de acordo com a presente invenção;

[0037] A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma modalidade preferida do sistema submarino multidisciplinar posicionado no fundo do mar;

[0038] A figura 3a é uma vista esquemática de um veículo submarino modular autônomo e um módulo instrumental externo conectado a ele;

[0039] A figura 3b é uma vista em perspectiva de uma modalidade preferida do veículo submarino autônomo que pode ser modulado por meio de um módulo instrumental externo;

[0040] A figura 4a é uma vista em perspectiva em corte do sistema de equipamento do veículo submarino autônomo e da área de atracagem para o mesmo, que fazem parte da estação submarina multidisciplinar;

[0041] A figura 4b é uma vista em perspectiva do sistema de equipamento equipado com módulos instrumentais que fazem parte da estação submarina multidisciplinar;

[0042] A figura 4c uma vista em perspectiva do módulo instrumental que pode ser conectado ao veículo submarino autônomo;

[0043] A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma seção vertical da estação submarina multidisciplinar na qual um veículo submarino modular autônomo é atracado para operações de equipamento por meio de um módulo instrumental externo.

[0044] Com referência às figuras, estas mostram um sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental em quatro dimensões indicado como um todo com 100.

[0045] Um primeiro objetivo da presente invenção está relacionado ao sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental 100 que compreende uma estação submarina multidisciplinar 101 equipada com instrumentação embarcada 202, no mínimo um veículo submarino modular autônomo 102 móvel dentro de uma área a ser monitorada 107, ao longo de uma rota designada 106, e no mínimo um módulo instrumental externo 206 que pode ser conectado a dito veículo 102, no qual dita estação submarina multidisciplinar 101 é caracterizada por compreender:no mínimo uma área de atracagem 204 adequada para acomodar dito veículo 102;no mínimo um sistema de interface 220 adequado para comunicar com dito veículo atracado 102;no mínimo um sistema de equipamento 207 adequado para dotar dito veículo atracado 102 com ditos módulos instrumentais 206 e que compreende no mínimo uma área de estacionamento 208 adequada para armazenagem de ditos módulos 206;no mínimo um sistema de gerenciamento 201 adequado para gerenciar as funcionalidades de dita estação 101.

[0046] A diita área a ser monitorada 107 pode ser uma área submarina genérica envolvida em atividades costa afora na qual existem infra-estruturas de extração e de interface de reservatórios 103, tubulações e cabos 105 conectados com uma estrutura de superfície 104 e o que quer que esteja normalmente presente em uma área submarina envolvida em atividades de petróleo e gás.

[0047] Em particular, a estrutura de superfície 104 conectada por meio de cabos e tubulações 105 com a área submarina, pode ser uma plataforma flutuante ou uma estrutura ligada ao fundo do mar.

[0048] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito veículo submarino modular autônomo 102 inspeciona dita área a ser monitorada 107 movendo ao longo da rota designada 106, de acordo com trilhas pré-programadas ou calculadas de maneira autônoma pelo mesmo veículo.

[0049] Em particular dita rota designada 106 pode consistir de trajetórias retas e/ou trajetórias encurvadas, rotas em uma profundidade constante e/ou variável, preferivelmente se situando desde 0 até 1.500 metros.

[0050] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita estação submarina multidisciplinar 101 compreende uma estrutura metálica 205 preferivelmente feita de uma liga de alumínio capaz de permanecer no fundo do mar por meio de pernas 210 que tem pés de suporte 212.

[0051] Dita estrutura 205 permite a proteção física quanto a eventos acidentais da instrumentação embarcada 202, módulos instrumentais 206, veículo submarino 102 quando atracado na estação 101, e qualquer outra coisa contida na estação 101.

[0052] Dita estrutura 205 também permite ao sistema de interface 220, ao sistema de equipamento 207, ao sistema de gerenciamento 201, e também às diversas partes dentro da estação submarina multidisciplinar 101 estar contida em seu interior.

[0053] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito veículo submarino modular autônomo 102 realiza campanhas de monitoramento em dita área a ser monitorada 107 coletando dados sobre o ambiente submarino e sobre a integridade das infra-estruturas que operam nela, por meio de instrumentos instalados a bordo do veículo 102 e/ou por meio de ditos módulos instrumentais externos 206.

[0054] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito sistema de equipamento 207 dota o dito veículo 102 com o módulo instrumental mais adequado 206 para a finalidade da missão de monitoramento a ser efetuada, de acordo com as instruções recebidas a partir de dito sistema de gerenciamento 201.

[0055] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os ditos módulos instrumentais externos 206 são mantidos em uma área de estacionamento 208 presente dentro da estrutura 205 equipada com instrumentos eletromecânicos (não ilustrado) o que permite a conexão/desconexão dos módulos 206 da estação.

[0056] Em particular, ditos módulos instrumentais 206 são armazenados em dita área de estacionamento 208 e quando conectados à dita área de estacionamento 208 podem ser recarregados, configurados, programados e operados por meio do sistema de gerenciamento 201.

[0057] Em uma modalidade particular da presente invenção, a dita área de estacionamento 208 pode ser um sistema automatizado, preferivelmente um revólver (figura 4b) que manipula os módulos instrumentais 206 para operações de carregamento/descarregamento a partir do veículo submarino 102, com base na missão exploratória programada ou acionado por controle remoto.

[0058] Uma vez que ditos módulos instrumentais 206 tenham sido desconectados de dita área de estacionamento 208, eles podem ser posicionados no veículo submarino 102 por meio de dispositivo eletro- mecânico (não ilustrado) presente no sistema de equipamento 207.

[0059] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita estação submarina multidisciplinar 101 compreende instrumentação embarcada 202 que pode ser fixa 209 ou móvel 213, adequada para medir no mínimo um dos seguintes parâmetros:temperatura;condutividade elétrica;concentração e/ou porcentagem de saturação de oxigênio dissolvido; turbidez;concentração e/ou perfil do particulado em suspensão;fluorescência (relacionada, por exemplo, a clorofila e CDOM); pHconcentração de gases dissolvidos (por exemplo, CH4, H2S, CO2);concentração de hidrocarbonetos (por exemplo, PAH);concentração de nutrientes (por exemplo, nitratos, fosfatos, silicatos, amônia);concentração de metais traço; perfil de velocidade e direção da corrente marinha;altura e direção das ondas;nível da maré;pressão de onda sonora (por exemplo, monitoramento acústico da presença e passagem de espécies marinhas tais como cetáceos por meio de hidrofones);respostas biológicas de organismos vivos (por exemplo, a frequência de abertura/fechamento das conchas de moluscos especificamente instrumentados).

[0060] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita instrumentação embarcada fixa 209 é completamente contida dentro de uma estrutura 205 e compreende no mínimo um sensor 214 e no mínimo uma unidade de controle local 215 adequada para gerenciar todas as funcionalidades dos sensores (por exemplo, aquisição, energia, controle, etc.).

[0061] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita instrumentação embarcada móvel 213 é diferente em relação à instrumentação embarcada fixa 209, em que ela pode mover a instrumentação de medição para longe da estação 101 graças a uma unidade flutuante 217 que contém em seu interior no mínimo um sensor e um cabo 218 que impede a sua desconexão da estação 101.

[0062] O dito cabo 218 quando enrolado pela ação de um guincho 216 permite que a unidade flutuante 217 equipada com sensores ser retornada dentro da estação 101 para atividades de interface com a própria estação 101.

[0063] Este movimento vertical da unidade flutuante 217 permite a perfilagem da coluna de água, revelando por meio dos sensores contidos nela, dados sobre o ambiente submarino em diferentes alturas a partir do fundo do mar.

[0064] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita estação submarina multidisciplinar 101 compreende dentro de dita estrutura 205, sistema de gerenciamento 201 adequado para gerenciar as funcionalidades da estação, em particular a comunicação entre as diversas instrumentações embarcadas, a interface com uma estrutura de superfície 104, a distribuição e regulação da alimentação elétrica, o monitoramento dos parâmetros técnicos do sistema (estado, alarmes, etc.), a coleta e armazenagem dos dados obtidos pelos diversos instrumentos, configuração e seleção dos módulos instrumentais externos 206, e a programação das missões de monitoramento.

[0065] Em particular, dito sistema de gerenciamento 201 pode ser conectado com uma estrutura de superfície 104 por meio de no mínimo um cabo umbilical 211 que permite a transmissão de dados e/ou alimentação de energia da estação 101.

[0066] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita estação submarina multidisciplinar 101 compreende dentro de dita estrutura 205 uma área de atracagem 204, adequada para permitir a entrada/saída e atracagem temporária do veículo 102 dentro da estação submarina 101.

[0067] As entrada e saída do veículo 102 nesta área de atracagem 204 são facilitadas por dispositivos guia adequados selecionados dentre sistemas de posicionamento acústico, câmaras de televisão, luzes, sensores de proximidade 219, anteparas de entrada.

[0068] Em particular, ditos dispositivos guia que fazem parte de dita área de atracagem 204 podem ser conectados ao sistema de gerenciamento 201.

[0069] Preferivelmente, dita área de atracagem 204 pode compreender um plano horizontal sobre o qual o veículo 102 repousa depois de entrar na estação 101, e uma abertura 203 no plano horizontal através da qual o sistema de equipamento 207 conecta os módulos instrumentais 206 ao veículo atracado 102.

[0070] Deveria ser apontado que quando o veículo submarino modular autônomo 102 está posicionado na área de atracagem 204 dito sistema de interface 220 de dita estação permite que no mínimo uma das seguintes operações seja efetuada: comunicação de dados entre o veículo 102 e a estação 101; recarregamento das baterias 312 do veículo 102.

[0071] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito sistema de interface 220 consiste de dispositivo de conexão direta tal como tomadas de conexão ou elementos de conexão.

[0072] Em uma modalidade alternativa, o dito sistema de interface 220 entre dita estação 101 e dito veículo 102 consiste de dispositivo de comunicação sem fio.

[0073] Nesta solução particular as baterias 312 de dito veículo 102 podem ser recarregadas por meio de sistemas de indução eletromagnética.

[0074] Deveria ser apontado que estes sistemas de indução são conhecidos na técnica e disponíveis aos especialistas no campo, sem impor restrições adicionais em relação a trabalho de rotina normal.

[0075] Um segundo objetivo da presente invenção é relativo a um veículo submarino modular autônomo 102 equipado com sensores de medição embarcados 311, que compreende no mínimo um empurrador principal 302, no mínimo um empurrador auxiliar para posicionamento fino 305, 306, 307, um casco 301, no mínimo um módulo de controle eletrônico 313, no mínimo uma reserva de energia 312, no mínimo um sistema de conexão 308, caracterizado em que ele compreende dispositivo 317 para ligar no mínimo um módulo externo instrumental 206, no qual dito módulo externo instrumental 206 é equipado com no mínimo um sensor de medição 314.

[0076] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os ditos empurradores principais 302 e empurradores de posicionamento fino 305, 306, 307 têm um propulsor e são operados por no mínimo um motor 310 dentro do casco 301, dito motor 310 é preferivelmente elétrico.

[0077] Em particular os empurradores laterais 305, empurradores frontais 306 e empurradores superior e inferior 307 servem para um deslocamento fino do veículo 102 no espaço, isto proporcionando uma ampla capacidade de manobra e posicionamento.

[0078] A manobra do veículo 102 pode ser ainda facilitada por um ou mais lemes 303.

[0079] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito casco 301 é feito de um material não corrosível, preferivelmente um material compósito.

[0080] Os componentes internos que devem operar no ar, tal como o módulo de controle eletrônico 313 e a reserva de energia 312, são abrigados em um ou mais recipientes estanques a água 309, preferivelmente feitos de titânio e capazes de tolerar altas pressões, preferivelmente até 300 bar. Em uma modalidade preferida da presente invenção, os ditos sensores de medição embarcados 311 efetuam medições de no mínimo um dos seguintes parâmetros:temperatura;condutividade elétrica;concentração saturação e/ou porcentagem de oxigênio dissolvido; turbidez;fluorescência (relacionada a clorofila e/ou CDOM);pH;concentração de gás dissolvido (por exemplo, CH4, H2S, CO2); concentração de hidrocarbonetos (por exemplo, PAH).

[0081] Em particular ditos sensores de medição embarcados 311 posicionados dentro do casco 301 podem entrar em contato com a água do mar por meio de uma ou mais aberturas 304 presentes no próprio casco 301.

[0082] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito dispositivo de ligação 317 pode ser dispositivo ativado de maneira eletromecânica e permitir o enganchamento do módulo 206 ao veículo 102.

[0083] O dito veículo 102 pode compreender dispositivo de comunicação (não ilustrado) com o módulo instrumental externo 206 permitindo uma troca bidirecional de informação para sincronizar os dados coletados pelos diversos sensores em adição a uma possível troca de energia.

[0084] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito veículo modular submarino autônomo 102 compreende um sistema de conexão 308 capaz de ser interfaceado com um sistema de interface 220 para troca de comunicações entre o veículo 102 e a estação submarina 101. Dito sistema de conexão 308 também permite o recarregamento das reservas de energia embarcadas 312.

[0085] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito veículo modular submarino autônomo 102 pode compreender um módulo de controle eletrônico 313 que gerência o funcionamento e controle dos empurradores, os sensores 311 embarcados, as reservas de energia 312, o dispositivo de ligação 317, o sistema de conexão 308 e possível dispositivo de comunicação com o módulo instrumental externo 206.

[0086] Em uma modalidade particular da presente invenção, a dita reserva de energia 312 é uma bateria elétrica, preferivelmente uma bateria de íon de lítio ou de polímero de lítio.

[0087] Deveria ser apontado que o veículo pode ser produzido com um casco 301 que tem uma forma achatada, em particular com uma superfície inferior chata, para facilitar o repouso do veículo 102 sobre a estação submarina multidisciplinar 101 ou sobre o fundo do mar. Em particular, quando o veículo 102 se aproxima da estação 101 a superfície inferior do casco 301 pode facilmente repousar sobre a superfície da área de atracagem 204, permitido ao sistema de equipamento 207 intervir sobre o veículo através da abertura 203 da superfície.

[0088] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito módulo instrumental externo 206 equipado com sensores de medição 314 pode compreender:dispositivo de conexão 319;dispositivo de comunicação 320;um casco 318;uma unidade de controle 316.

[0089] Em uma modalidade particular da presente invenção, o dito módulo instrumental externo 206 compreende no mínimo uma fonte de energia interior 315, preferivelmente uma bateria elétrica.

[0090] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a unidade de controle 316 e a fonte de energia 315 podem ser contidas em um ou mais recipientes estanques a água 321 posicionados dentro do casco 318 e capazes de tolerar pressões submarinas elevadas.

[0091] O dito recipiente estanque a água 321 é feito preferivelmente de titânio.

[0092] Deveria ser apontado que dita unidade de controle 306, ditos sensores 314 e dita fonte de energia interna 315 são contidos dentro de dito casco 318 para uma melhor proteção de possível impacto, para assegurar que o veículo tem uma capacidade hidrodinâmica adequada. Dito casco 318 é preferivelmente feito de um material compósito, ou outro material não corrosível.

[0093] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito dispositivo de conexão 319 permite o enganchamento do módulo instrumental 206 ao sistema de equipamento 207 da estação multidisciplinar submarina 101, ou ao veículo 102, garantindo um acoplamento integral durante o deslocamento do veículo 102 na água.

[0094] Em uma modalidade particular da presente invenção, o dito dispositivo de conexão 319 pode ser acionado mecânica ou eletromecanicamente por meio de dita unidade de controle 316, que consiste de ranhuras conformadas de maneira adequada, presentes sobre o casco 318.

[0095] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito dispositivo de comunicação 320 permite a troca de informação e/ou o suprimento de energia com estruturas externas tais como o veículo 102 ou o sistema de equipamento 207 da estação submarina multidisciplinar 101.

[0096] Em uma modalidade particular da presente invenção, o dito dispositivo de comunicação 320 permite a sincronização das medições efetuadas por meio dos sensores 314 com aquelas efetuadas pelos sensores 311 embarcados em dito veículo 102.

[0097] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita unidade de controle 316 controla o funcionamento dos sensores de medição 314, a regulação e distribuição da alimentação de energia e a interface com o veículo 102.

[0098] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito sensor de medição 314, instalado em dito módulo instrumental externo 206, pode ser selecionado dentre os seguintes tipos de sensores:óticos (foto câmaras, videocâmaras);acústicos (sonares, ecossondas);analisador automático de hidrocarbonetos;analisador automático de fenolcompósito;analisador automático de metais traço; analisador automático de nutrientes.

[0099] Um terceiro objetivo da presente invenção é relativo a um método de monitoramento ambiental em quatro dimensões em um ambiente submarino, que compreende uma estação submarina multidisciplinar 101 de acordo com a presente invenção; no mínimo um módulo instrumental externo 206 de acordo com a presente invenção, e no mínimo um veículo submarino modular autônomo 102 de acordo com a presente invenção, caracterizado pelas seguintes fases:seleção e suprimento de no mínimo um módulo instrumental externo 206 para o veículo submarino modular autônomo 102 por meio da estação submarina multidisciplinar 101;ligação do módulo instrumental externo 206 ao veículo submarino modular autônomo 102;partida do veículo submarino modular autônomo 102 e do módulo instrumental externo 206 ligado a ele a partir da estação submarina multidisciplinar 101;execução da pesquisa por meio do veículo submarino modular autônomo 102 e módulo instrumental externo 206 ligado a ele ao longo de uma trajetória pré- definida ou calculada em tempo real com base nos dados medidos pelos sensores;execução de medições e coleta de dados sobre o ambiente submarino por meio dos sensores presentes no veículo submarino autônomo 102 e no módulo instrumental externo 206 ligado a ele,retorno do veículo submarino modular autônomo 102 para a estação submarina multidisciplinar 101;descarregamento de dados coletados por meio da estação multidisciplinar submarina 101;recarregamento das baterias do veículo submarino modular autônomo 102 por meio da estação submarina multidisciplinar 101;atracagem do veículo submarino modular autônomo 102 dentro da estação submarina multidisciplinar 101 até a missão subsequente;medição e coleta de dados do ambiente submarino por meio da instrumentação 202 embarcada na estação submarina multidisciplinar 101;processamento da combinação de dados coletados pelo veículo submarino modular autônomo 102, módulo instrumental externo 206 e a instrumentação embarcada 202 para análise do ambiente submarino.

[00100] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito método permite monitoramento ambiental por meio de correlacionar dados coletados no momento de detecção e a posição de pesquisa.

[00101] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os ditos dados coletados representam medições de no mínimo um dos seguintes parâmetros: temperatura;condutividade elétrica;saturação concentração e/ou porcentagem do oxigênio dissolvido;turbidez,concentração e/ou perfil do particulado em suspensão;fluorescência (relacionada, por exemplo, a clorofila e CDOM);pH;concentração de gases dissolvidos (por exemplo, CH4, H2S, CO2);concentração de hidrocarbonetos;concentração de nutrientes;concentração de metais traço;concentração de fenol;perfil de velocidade e direção da corrente marinha;altura e direção das ondas;nível de maré;pressão de onda sonora (por exemplo, para monitoramento acústico da presença e passagem de espécies marinhas tais como cetáceos por meio de hidrofones);respostas biológicas de organismos vivos (por exemplo, a frequência de abertura/fechamento das conchas de moluscos especificamente instrumentados);imagens óticas e/ou acústicas (por exemplo, do fundo do mar e infra- estruturas que estão sendo inspecionadas).

[00102] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a dita trajetória selecionada pode ser identificada de maneira autônoma por meio do sistema de gerenciamento 201 com base em mapas pré- formulados ou em base de processamentos efetuados em tempo real nos dados coletados, ou alternativamente imposto por um sistema de superfície (não ilustrado) conectado com a estação 101.

[00103] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os ditos dados coletados em relação a tempo fornecem, depois de processamento, uma visão global, isto é, uma visão em quatro dimensões do ambiente submarino monitorado.

[00104] Exemplo

[00105] Um sistema submarino autônomo 100 foi utilizado para a finalidade, posicionado dentro de uma área 107 envolvida em atividades de petróleo e gás situada no fundo do mar de acordo com a figura 1, no qual um veículo submarino modular autônomo 102 se move ao longo de uma rota 106 definida antecipadamente com base no posicionamento das infra-estruturas 103 e tubulações 105 que conectam ditas infra-estruturas com a plataforma situada na superfície 104.

[00106] Durante a missão exploradora 106 o veículo submarino modular autônomo 102 adquire dados relacionados ao ambiente marinho e integridade das infra-estruturas que aí operam por meio dos sensores instalados embarcados e/ou presentes no módulo instrumental 206, e retorna no final da missão para a estação submarina multidisciplinar 101 posicionada no fundo do mar.

[00107] Em particular a área a ser monitorada com dito sistema submarino autônomo 100 se estende por aproximadamente 4 km em largura e 4 km em comprimento, e está situada em uma profundidade de aproximadamente 1.000 metros.

[00108] A estação submarina multidisciplinar 101 inclui uma estrutura de metal 205 de acordo com a figura 2, que é posicionada de maneira firme sobre o fundo do mar graças a quatro pernas suporte 210 fornecidas com o mesmo número de pés suporte 212.

[00109] Diversos sistemas necessários para o funcionamento da estação são posicionados dentro de dita estrutura 205, que tem uma base de 5 x 5 metros e uma altura de 3,5 metros. Em particular, a estação compreende um sistema de controle 201 que se comunica por meio de um cabo umbilical 211 com a plataforma flutuante 104.

[00110] Este sistema de controle 201 envia informação sobre as missões de monitoramento efetuadas e recebe informação sobre a configuração de futuras missões.

[00111] O sistema de controle 201 também manipula distribuição e regulação da energia elétrica recebida através do cabo umbilical 211 a partir da estrutura de superfície.

[00112] O sistema de controle 201 também gerencia a comunicação com as diversas instrumentações embarcadas, coletando os dados medidos e os armazenando antes de processar.

[00113] Dito sistema de controle 201 também garante controle dos diversos parâmetros técnicos do sistema (estado, alarmes, etc.).

[00114] A estação 101 contém em seu interior dois tipos de instrumentação embarcada 202, do tipo fixo 209 e do tipo móvel 213, e que permitem a medição de diversos parâmetros do ambiente submarino.

[00115] Alguns dos sensores utilizados para a instrumentação embarcada são indicados aqui abaixo.

[00116] Um sensor de condutividade, temperatura e profundidade para medir a temperatura, condutividade elétrica e parâmetros derivados deles (salinidade, densidade, velocidade do som). Em particular um sensor CTD SBE-16 da companhia Seabird Eletronics foi utilizado.

[00117] Um sensor de tipo ótico para medir a saturação concentração e/ou porcentagem do oxigênio dissolvido. Em particular um sensor modelo 4330F da companhia AADI foi utilizado.

[00118] Um sensor para medir a turbidez por meio de comprimentos de onda na zona azul. Em particular um sensor modelo ECO NTU da companhia WETLABS foi utilizado.

[00119] Um sensor para concentração e/ou perfil de particulado suspenso do tipo acústico de alta frequência. Em particular um sensor modelo AQUAscat 1000 da companhia Aquatec foi utilizado.

[00120] Um fluorímetro para medir a fluorescência, por exemplo, de clorofila e CDOM. Em particular um fluorímetro modelo ECO FL da companhia WETLABS for utilizado.

[00121] Um sensor de medição de pH. Em particular um sensor modelo SBE 27 da companhia Seabird Eletronics foi utilizado.

[00122] Um sensor para medir a concentração de metano dissolvido. Em particular um sensor modelo METS da companhia Franatec foi utilizado.

[00123] Um sensor para medir a concentração de hidrocarbonetos foi utilizado. Em particular um sensor modelo HydroC da companhia Contros foi utilizado.

[00124] Um sensor para medir a concentração de nutrientes: nitratos, fosfatos silicatos, amônia. Em particular, um sensor no local para nutrientes modelo NAS3-X da companhia Envirotech Instruments foi utilizado.

[00125] Um sensor para medir a concentração de metais traço, tais como cobre, chumbo, cádmio, zinco, manganês e ferro. Em particular uma sonda voltametrica submarina modelo VIP da companhia Idronaut foi utilizada.

[00126] Um sensor para medir o perfil de velocidade e direção da corrente do mar. Em particular um sensor Accoustic Doppler Current Profiler modelo Workhorse Monitor ADCP da companhia RD Instruments foi utilizado.

[00127] Um sensor para medir o nível de maré. Em particular um sensor de profundidade de alta pressão da série 8CB da companhia Paroscientific foi utilizado.

[00128] Um sensor para medir a pressão de onda acústica. Em particular um modelo hidrofone TC 4042 da companhia RESON foi utilizado.

[00129] Um sensor para medir as respostas biológicas de moluscos. Em particular um sistema desenvolvido pela companhia Biota Guard foi utilizado.

[00130] Tanto quanto a instrumentação móvel 203 é envolvida, esta compreende uma unidade flutuante 217 feita de um material compósito que contém um ou mais sensores de medição. Uma vez que a carcaça 217 é flutuante em água, ela permite perfilagem ao longo da coluna de água.

[00131] Uma vez que estas operações tenham sido efetuadas, um guincho elétrico 216 desenrola o cabo 218 que conecta a unidade flutuante 217 à estação 101 reposicionando a instrumentação móvel 213 dentro da estrutura 205.

[00132] A instrumentação fixa 209, ao contrário, é restringida firmemente à estrutura 205, porém pode ser substituída no caso de necessidade por meio de uma intervenção submarina normal utilizando um ROV equipado com um braço de manipulação adequado.

[00133] A estação 101 contém dentro da estrutura uma área de atracagem 204 de acordo com as figuras 2, 4a e 5, que compreende um plano horizontal que tem dimensões indicativas de 4000 x 2000 mm capaz de facilmente abrigar o veículo submarino modular autônomo 102.

[00134] Dita área de atracagem 204 também inclui alguns instrumentos que operam para suportar o veículo 102 para facilitar seu posicionamento dentro da estação 101. Em particular, alguns sistemas de posicionamento acústico e sensores de proximidade 219 são instalados na área de atracagem 204, que detectam a aproximação do veículo 102 no sentido da área em questão.

[00135] A área de atracagem 204 também tem uma abertura 203 no plano de suporte horizontal através da qual os módulos instrumentais externos 206 são instalados no veículo 102.

[00136] Ao penetrar na estação 101 o veículo 102 é posicionado sobre o plano da área de atracagem 204 em uma posição particular que permite ao sistema de equipamento 207 operar facilmente sobre o veículo 102 através da abertura do plano 203 para estacionamento e substituição do módulo instrumental externo 206.

[00137] Em particular, o sistema de equipamento 207 posiciona o módulo instrumental 206 destacado do veículo 102 dentro da área de estacionamento 208, e recebe instruções a partir do sistema de controle 201 para remover um novo módulo instrumental externo 206 para ser posicionado no veículo 102.

[00138] Todos os módulos instrumentais externos 206 disponíveis estão contidos dentro da área de estacionamento 208, em particular, eles estão contidos em um sistema carrossel que, por meio de rotação, facilita a remoção do módulo 206 pré- selecionado para a missão de monitoramento a ser efetuada; os módulos restantes 206 permanecem conectados ao carrossel para operações de recarregamento e configuração.

[00139] Uma vez que o módulo instrumental 206 tenha sido removido, o sistema de equipamento 207 traz o módulo instrumental em correspondência com o dispositivo de ligação 317 presente abaixo do veículo 102, e então efetua a operação de conexão do módulo externo 206 ao veículo 102. O módulo instrumental externo 206 utilizado tem dispositivo de conexão 319 que se salienta em relação ao casco 318, como mostrado na figura 4c.

[00140] Este dispositivo de conexão 319 permite ao módulo ser conectado a ambos, ao sistema de equipamento 207 e ao dispositivo de ligação 317 do veículo.

[00141] Em particular, o casco 318 do módulo instrumental externo 206 é feito de um material compósito.

[00142] Os componentes dentro do módulo que devem operar no ar, tal como unidade de controle 316 e a fonte de energia interna 315, são contidos em um recipiente estanque a água 321, capaz de tolerar pressões elevadas.

[00143] O módulo instrumental externo 206 tem uma forma cilíndrica com extremidades chatas e, em algumas configurações, alcançam 1, 500 mm em comprimento, e 250 m em diâmetro.

[00144] Quando o módulo 206 foi corretamente posicionado pelo sistema de equipamento 207, o dispositivo de ligação 317 bloqueia o módulo instrumental externo 206 ao veículo 102.

[00145] Somente em seguida o módulo 206 é liberado pelo dispositivo eletromecânico do sistema de equipamento 207, retornando para a posição de repouso.

[00146] O módulo instrumental 206 também tem uma conexão adequada que atua como um dispositivo de comunicação 320 para a troca de informação e dados com o veículo 102, ou com a estação submarina 101.

[00147] Esta conexão permite a troca de informação na entrada e saída com o módulo 206.

[00148] Em particular, quando o módulo 206 é conectado ao veículo 102 por meio do dispositivo de ligação 317, o dispositivo de comunicação 320 entra em contato com o dispositivo de conexão (não ilustrado) do veículo submarino modular autônomo 102.

[00149] Os instrumentos 311 e 312 são sincronizados através desta conexão, de modo a obter uma medição unívoca em relação ao tempo.

[00150] O veículo submarino modular autônomo 102 utilizado tem um casco 301 que tem uma forma achatada para proporcionar um melhor suporte no fundo do mar e no plano 204 da estação 101, e inclui uma série de empurradores que permitem ao dispositivo ser movido em três dimensões (figura 3b). Em particular existem dois empurradores principais 302 posicionados na popa do veículo 102 enquanto existem dois empurradores laterais auxiliares traseiros 305 e quatro frontais e que são posicionados nos dois lados do veículo 102. Finalmente existem dois empurradores auxiliares superior e inferior 307 para cada lado, posicionados na proa e popa do veículo 102. Todos os empurradores são ativados por motores elétricos.

[00151] A combinação de todos os empurradores proporciona ao veículo a flexibilidade máxima de movimento e posicionamento em espaço, e também a possibilidade de estabilizar horizontalmente o veículo 102 enquanto operando.

[00152] Os empurradores são alimentados com baterias de íon de lítio recarregáveis 312 capazes de garantir no mínimo 8 horas de autonomia.

[00153] O leme 303 também facilita a manobra e estabelecimento das trajetórias a serem seguidas durante as explorações de monitoramento 106.

[00154] Os sensores embarcados 311 do veículo 102 entram em contato direto com a água do mar por meio das aberturas 304 presentes no casco 301.

[00155] O veículo 102 alcança as seguintes dimensões: 3,750 x 1,500 x 750 mm (comprimento x largura x altura).

[00156] Os sensores embarcados 311 do veículo 102 e os sensores de medição 314 do módulo instrumental externo 206 permitem que inúmeros parâmetros sejam medidos em relação ao tempo e posição. Em particular o veículo é equipado com instrumentação embarcada para medir os seguintes parâmetros:temperatura, condutividade elétrica e pressão, por meio da sonda CTD SBE-49 de SeaBird,turbidez por meio do sensor ECO NTU da WETLABS,fluorescência para clorofila e CDOM por meio do sensor ECO FL de WETLABS,concentração de oxigênio dissolvido e porcentagem de saturação por meio do sensor 4330F de AADI,concentração volumétrica de hidrocarbonetos PAH por meio do sensor Hydroc de CONTROS.

[00157] O módulo de instrumentação externa 206 conectável ao veículo e selecionável, dependendo do programa de missão prevê as seguintes soluções:módulo de amostragem de água equipado com amostrador automático Aqua Monitor da companhia Envitotech Instruments,módulo de observação a ser utilizado para detecção de vazamentos ou para inspeção visual de infra-estruturas submarinas tais como, por exemplo, linhas de escoamento, coletores, PLEMS, etc. Ele é equipado com instrumentos para monitorar os seguintes parâmetros/dados:imagens e vídeos revelados por meio de vídeo- câmaras de alta resolução em cor INSPECTOR HD e produzidas pela companhia ROS (Remote Ocean Systems);concentração de metano revelada por meio do sensor METS da companhia Franatech;concentração volumétrica de hidrocarbonetos PAH revelada por meio do sensor Hydroc da companhia CONTROS;presença de corantes traçadores revelados por meio do sistema de medição ótico Bowtwch utilizando uma lâmpada LED 540 e uma telecâmera monocromática 600TVL;módulo de análise de poluentes para a medição “in situ” dos seguintes parâmetros: concentração de metais traço por meio da sonda VIP da companhia Idronaut;concentração de hidrocarbonetos específicos por meio de um ou mais analisadores;concentração de fenóis por meio de um analisador;concentração de nutrientes por meio do sensor NAS3-X da companhia Envirotech Instruments;módulo de pesquisas acústicas utilizando o sonar de abertura sintética Prosas Surveyor produzido por Applied Signal Technology Inc.

[00158] Finalmente, está claro que o sistema assim concebido pode sofrer inúmeras modificações e variações, todas incluídas na invenção; além disso, todos os detalhes podem ser substituídos por elementos tecnicamente equivalentes. Na prática os materiais utilizados, como também as dimensões, podem variar de acordo com os requisitos técnicos.

Claims (26)

1. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) que caracterizado pelo fato de que compreende:uma estação submarina multidisciplinar (101) incluindo instrumentação embarcada (202);pelo menos um módulo instrumentado externo que é ligado a um veículo submarino modular autônomo (102);e pelo menos um veículo submarino modular autônomo móvel dentro de uma área a ser monitorada (107) ao longo de uma rota designada (106) compreendendo elementos de conexão ativados eletromecanicamente para permitir o enganchamento do pelo menos um módulo instrumentado (206) externo para o dito veículo submarino modular autônomo (102);a estação submarina multidisciplinar (101) incluindo:pelo menos uma área de atracagem (204) configurada para acomodar o veículo submarino modular autônomo;pelo menos um sistema de interface (220) configurado para comunicar com o dito veículo submarino modular autônomo atracado;pelo menos uma estrutura de carrossel configurada para fornecer o veículo submarino modular autônomo atracado com o pelo menos um módulo instrumentado externo e incluindo pelo menos uma área de estacionamento (208) configurada para armazenar o pelo menos um módulo instrumentado externo; e circuitos de gerenciamento incluindo um processador que é configurado para gerenciar a estação submarina multidisciplinar (101).

2. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito veículo submarino modular autônomo (102) inspecionar a dita área a ser monitorada 107 movendo-se ao longo da rota designada (106) de acordo com trilhas pré-programadas ou calculadas de maneira autônoma pelo mesmo veículo.

3. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de dito veículo submarino modular autônomo (102) realizar campanhas de monitoramento na dita área de monitoramento (107), coletar dados do ambiente submarino e na integridade das infra-estruturas que operam nele, por meio de instrumentos instalados embarcados no veículo (102) e/ou por meio dos ditos módulos instrumentais externos (206).

4. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos ditos módulos instrumentais externos (206) serem mantidos em uma área de estacionamento (208) presente dentro da estrutura (205) equipados com instrumentos eletromecânicos que permitem a conexão/desconexão dos módulos (206) da estação.

5. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da dita estação submarina multidisciplinar (101) compreender instrumentação embarcada (202) que é fixa (209) ou móvel (213), adequada para medir pelo menos um dos seguintes parâmetros: temperatura;condutividade elétrica;concentração e/ou porcentagem de saturação de oxigênio dissolvido; turbidez;concentração e/ou perfil do particulado em suspensão;fluorescênciapHconcentração de gás dissolvidoconcentração de hidrocarbonetosconcentração de nutrientes;concentração de metais traço;perfil de velocidade e direção da corrente marinha;altura e direção das ondas;nível da maré;pressão de onda sonora;respostas biológicas de organismos vivos.

6. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de dita instrumentação embarcada fixa (209) ser completamente contida dentro de uma estrutura (205) e incluir pelo menos um sensor (214) e pelo menos uma unidade de controle local (215) adequada para gerenciar todas as funcionalidades dos sensores.

7. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da dita instrumentação embarcada móvel (213) ser diferente em relação a instrumentação embarcada fixa (209) em que ela pode se mover para longe da estação (101) graças a uma unidade flutuante (217) que contém dentro da mesma pelo menos um sensor e um cabo (218) que impede sua desconexão da estação (101).

8. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato do dito sistema de gerenciamento (201) ser conectado a uma estrutura de superfície (104) por meio de pelo menos um cabo umbilical (211) que permite a transmissão de dados e/ou alimentação de energia da estação submarina multidisciplinar (101).

9. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da entrada e saída do veículo (102) na área de atracagem (204) ser facilitada por dispositivos guia adequados selecionados dentre: sistemas de posicionamento acústico, câmaras de vídeo, luzes, sensores de proximidade (219), funis.

10. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de quando o veículo submarino modular autônomo (102) está posicionado na área de atracagem (204), o dito sistema de interface (220) da dita estação permite pelo menos que uma das seguintes operações seja efetuada:comunicação de dados entre o veículo (102) e a estação (101); recarregamento das baterias (312) do veículo (102).

11. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do dito sistema de interface (220) consistir de dispositivos de conexão direta tais como tomadas de conexão ou elementos de conexão.

12. Sistema submarino autônomo para monitoramento ambiental (100) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do dito sistema de interface (220) entre a dita estação (101) e o dito veículo (102) consistir em dispositivos de comunicação sem fio.

13. Veículo submarino modular autônomo (102) incluindo sensores de medição embarcados (311) que compreendepelo menos um empurrador principal (302),pelo menos um empurrador auxiliar para posicionamento fino (305), (306), (307),um casco (301),pelo menos uma bateria;pelo menos um sistema de conexão de dados e energia configurado para fazer interface com um sistema de interface para o intercâmbio de comunicações entre o veículo e uma estação submarina, permitindo a recarga de pelo menos uma bateria;pelo menos um módulo instrumentado externo (206), em que o módulo instrumentado externo inclui pelo menos um sensor de medição (314);elementos de conexão ativados eletromecanicamente permitindo o engate do módulo instrumentado externo ao veículo submarino; epelo menos um módulo de controle eletrônico (313) implementado por circuitos e configurado para gerenciar propulsão, sensores, energia e os elementos de conexão.

14. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato dos ditos empurradores principais (302), e empurradores de posicionamento fino (305), (306), (307) terem um propulsor e serem operados por pelo menos um motor elétrico (310) dentro do casco (301).

15. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito casco (301) ser feito de material compósito não corrosível.

16. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do módulo de controle eletrônico (313) e da reserva de energia (312) serem abrigados em um ou mais recipientes estanques a água (309) feitos de titânio e capazes de tolerar pressões de até 300 bar.

17. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato dos ditos sensores de medição embarcados (311) efetuarem medições de pelo menos um dos seguintes parâmetros: temperatura;condutividade elétrica;saturação concentração e/ou porcentagem de oxigênio dissolvido;turbidez;fluorescência;pH;concentração de gás dissolvido;concentração de hidrocarbonetos.

18. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato dos ditos sensores de medição embarcados (311) posicionados dentro do casco (301) comunicarem com o ambiente marinho por meio de pelo menos uma abertura (304) presente no casco (301).

19. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito veículo (102) compreender dispositivos de comunicação com o módulo instrumental externo (206) que permite uma troca bidirecional de informação para sincronizar os dados coletados por meio dos diversos sensores.

20. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito veículo modular submarino autônomo (102) compreender um sistema de conexão (308) capaz de ser interfaceado com um sistema de interface (220) para a troca de comunicações entre o veículo (102) e a estação submarina (101).

21. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito casco (301) ter uma forma achatada com uma superfície inferior chata para facilitar o repouso do veículo sobre a estação submarina multidisciplinar (101) ou sobre o fundo do mar.

22. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito módulo instrumental externo (206) equipado com sensores de medição (314) compreender:dispositivos de conexão (319) para permitir o enganchamento do módulo instrumental (206) ao sistema de equipamento (207) da estação multidisciplinar submarina (101) ou ao veículo (102);dispositivos de comunicação (320) para permitir a sincronização das medições efetuadas por meio dos sensores de medição (314) com aquelas efetuadas por meio dos sensores (311) embarcados no dito veículo (102);um casco (318);uma unidade de controle (316) para controlar o funcionamento dos sensores de medição (314), a regulação e distribuição da alimentação de energia e interface com o veículo (102).

23. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato do dito módulo instrumental externo (206) compreender pelo menos uma fonte de energia interior (315).

24. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato da unidade de controle (316) e da fonte de energia (315) serem contidas em pelo menos um recipiente estanque a água (321) feito de titânio, posicionado dentro do casco (318).

25. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato do dito casco (318) ser feito de material compósito ou outro material.

26. Veículo submarino modular autônomo (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito sensor de medição (314) instalado no dito módulo instrumental externo (206) ser selecionado dentre dois seguintes tipos de sensores:ótico;acústico;analisador automático de hidrocarbonetos;analisador automático de fenol;analisador automático de metal traço;analisador automático de nutriente.

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