Tecnologias desenvolvidas inicialmente para aplicações militares e sistemas de navegação estão ganhando novas possibilidades de uso na exploração de recursos naturais. Os relógios atômicos, conhecidos pela capacidade de medir o tempo com extrema precisão, podem contribuir para pesquisas de petróleo, gás e minerais, inclusive em regiões submarinas de difícil acesso.
Segundo reportagem publicada pelo Poder360 nesta segunda-feira (12), esses equipamentos utilizam oscilações de átomos como referência para medir o tempo com grande exatidão. Desenvolvidos a partir da década de 1940, eles tiveram papel importante na evolução de sistemas de posicionamento e navegação, como o GPS e o GNSS.
Com os avanços científicos, pesquisadores e empresas passaram a desenvolver versões menores desses instrumentos, ampliando seu potencial de aplicação em operações industriais. Entre os setores que podem se beneficiar da tecnologia estão a exploração de petróleo e gás em alto-mar e a busca por depósitos minerais.
Tecnologia pode melhorar o mapeamento submarino
Na exploração em águas profundas, os relógios atômicos podem contribuir para a construção de mapas tridimensionais do subsolo oceânico. Como os sinais convencionais de GPS não atravessam a água do mar, as equipes precisam utilizar métodos alternativos para determinar posições e sincronizar os equipamentos de medição.
O físico William McGehee, pesquisador do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST), explica que o mapeamento do fundo oceânico pode envolver centenas de sensores acústicos instalados no assoalho marinho.
Para combinar corretamente as informações coletadas, esses sensores precisam operar de maneira sincronizada. Referências temporais precisas ajudam a relacionar os dados acústicos às posições das embarcações e dos equipamentos utilizados na pesquisa.
Nesse cenário, os relógios atômicos podem aprimorar a sincronização das medições e contribuir para a identificação de estruturas geológicas que indiquem possíveis reservas de petróleo e gás.
Petrobras e Shell têm experiências diferentes
Uma das alternativas disponíveis são os relógios atômicos em escala de chip, conhecidos pela sigla CSAC. Compactos e desenvolvidos para aplicações que exigem precisão temporal em equipamentos menores, esses dispositivos já são utilizados em operações no Mar do Norte.
De acordo com McGehee, a tecnologia poderia ser aplicada pela Petrobras em atividades de exploração na Margem Equatorial brasileira. Entretanto, segundo informações divulgadas pelo Poder360, a estatal informou que ainda não utiliza esse tipo de equipamento.
A Shell, por sua vez, já emprega relógios atômicos em atividades relacionadas ao posicionamento de embarcações, à pesquisa submarina e à navegação marítima no Brasil.
O pesquisador também destacou que os modelos compactos podem ser adquiridos por alguns milhares de dólares. O tamanho reduzido facilita a integração dos equipamentos a sistemas que precisam operar em ambientes com limitações de espaço.
Relógios podem ajudar a encontrar minerais
Além da exploração de petróleo e gás, os relógios atômicos também despertam interesse pela possibilidade de contribuir para a identificação de depósitos minerais.
O físico Jun Ye, da Universidade do Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, avalia que instrumentos suficientemente sensíveis poderão detectar pequenas diferenças na gravidade associadas às estruturas geológicas subterrâneas.
A possibilidade se baseia em um princípio da física: a gravidade influencia a passagem do tempo. Em regiões com maior potencial gravitacional, relógios extremamente precisos podem registrar diferenças muito pequenas na passagem do tempo, desde que outros fatores que interferem nas medições sejam controlados.
Essas variações podem ajudar a identificar anomalias gravitacionais relacionadas à distribuição de massa e à densidade das rochas abaixo da superfície.
A técnica conhecida como gravimetria utiliza justamente a medição de variações no campo gravitacional para investigar estruturas subterrâneas. Dependendo das condições, os dados podem contribuir para localizar formações geológicas incomuns, cavidades e concentrações de materiais com propriedades diferentes das áreas próximas.
Apesar do potencial, o uso de relógios ultrassensíveis nesse tipo de investigação ainda depende de avanços tecnológicos que permitam realizar medições precisas em ambientes externos e durante operações de campo.
Reduzir o tamanho dos equipamentos é um desafio
Jun Ye coordena pesquisas com relógios atômicos e nucleares altamente sofisticados, alguns dos quais dependem de estruturas laboratoriais de grandes dimensões. Um dos principais desafios é reduzir o tamanho desses sistemas sem comprometer a precisão e a estabilidade das medições.
Os modelos mais avançados ainda podem exigir condições controladas, o que limita sua utilização direta em operações de exploração. Empresas dos Estados Unidos, da China e da Alemanha trabalham para desenvolver equipamentos menores e mais práticos.
Os relógios atômicos compactos já representam um avanço nesse sentido. No entanto, instrumentos destinados à detecção de pequenas variações gravitacionais precisam alcançar níveis de sensibilidade compatíveis com as exigências da exploração geológica.
Indústria vê potencial na gravimetria
Scott Davis, presidente-executivo da empresa americana Vescent, especializada em tecnologia quântica e componentes de precisão, também aponta a exploração mineral como uma das aplicações promissoras dessas ferramentas.
Na avaliação dele, a indústria de petróleo e gás já representa um mercado relevante para os relógios atômicos compactos. A gravimetria, por sua vez, poderá ampliar o uso de tecnologias quânticas na busca por recursos naturais.
“As tecnologias quânticas em áreas como mineração e gravimetria serão muito fortes. O maior mercado para a gravimetria será a extração e descoberta mineral”, afirmou Davis.
A expectativa é que a combinação entre precisão, portabilidade e novas técnicas de medição amplie as aplicações desses equipamentos. Caso os desafios científicos e tecnológicos sejam superados, os relógios atômicos poderão contribuir para aprimorar o mapeamento submarino e desenvolver métodos mais eficientes de identificação de depósitos minerais.
*Da Agência Fonte Exclusiva.