China crea un radar que detecta "una aguja en un pajar"

Uno de los sistemas de detección y medición más conocidos es el de sensor LiDAR, siglas de LightDetection and Ranging (básicamente Detección y medición de distancias por luz). Como su nombre indica, se trata de un sistema de medición y detección de objetos a través de un tipo de luz, en este caso el láser. Su funcionamiento es “sencillo”: se emite un pulso de láser para calcular superficies y cartografiar espacios en tres dimensiones, algo similar a lo que hacen algunos animales como los murciélagos, solo que, en lugar de emitir un sonido, el LiDAR emite pulsos láser.

Su aplicación es casi infinita: agricultura, arqueología, topografía, ciencias forenses y hasta fotografía. De hecho, los iPhone cuentan con un sensor de estos para medir distancias y ser más preciso. Pero no todos los LiDAR son iguales. Y un avance realizado en China lo demuestra.

Un artículo científico de un equipo liderado por Shangguan Mingjia, ha sido reconocido en los premios de este año de la revista internacional Applied Optics. El estudio, que se destacó entre 1.278 presentaciones, demuestra una tecnología de radar que puede detectar objetos a grandes profundidades, un proceso que se ha comparado con “pescar una aguja en el mar”.

En el estudio, el equipo de Mingjia dio a conocer el primer sistema LiDAR Raman de fotón único del mundo, capaz de operar a 1.000 metros por debajo del nivel del mar. El detector monofotón de alta sensibilidad y bajo nivel de ruido supera los desafíos significativos de tamaño y consumo de energía de los sistemas LiDAR oceánicos y también es adecuado para condiciones de poca luz.

Mientras tanto, la dispersión Raman (el fenómeno de la luz láser que interactúa con los materiales para producir cambios vibracionales) puede ayudar a identificar sustancias como el petróleo y el CO2 disuelto, según el estudio. Más allá de la detección temprana de derrames de petróleo, el sistema muestra un inmenso potencial para detectar e identificar materiales en entornos acuáticos complejos, con aplicaciones en estudios oceánicos y exploración de recursos en aguas profundas.

Según el estudio, las demostraciones experimentales del equipo se basaron en un radar cilíndrico de 40 cm de largo con un diámetro de 20 cm y un consumo de energía de menos de 100 vatios. El equipo deMingjia señala que el radar detectó con éxito derrames de petróleo submarinos desde una distancia de 12 metros utilizando solo un pulso láser de 1 microjulio. El sistema podría desplegarse a profundidades de hasta 1000 metros y se caracteriza por su miniaturización y alta integración.

Según el informe de Optica, el sistema tiene importantes aplicaciones potenciales en la identificación de materiales submarinos, la detección de corales y la exploración de nódulos de manganeso. Dado que la tecnología ofrece la posibilidad de obtener imágenes láser de alta resolución de pequeños objetivos submarinos, podría también tener usos en arqueología submarina, las inspecciones estructurales y los campos militares, como el reconocimiento y la detección de submarinos.

El próximo paso es desarrollar “otro LiDAR Raman submarino que utilice un láser de longitud de onda más corta, como un láser azul, para reducir la influencia de la fluorescencia de la clorofila de las plantas marinas. Además, integraremos el sistema en vehículos submarinos autónomos (AUV)”, concluye el estudio.