O objetivo deste trabalho é desenvolver um sensor acústico capaz de medir correntes marítimas. Este projeto surge da necessidade de recolher alguns dados de interesse marítimo com vista a criar modelos de funcionamento dos ecossistemas. Neste projeto pretende-se colocar vários sensores georreferenciados a diferentes profundidades a fazer medições e armazenar os dados respetivos. O nosso sensor será responsável por medir a velocidade da água que flui num determinado nó do sistema. Este deverá ser capaz de medir a intensidade da corrente e a direção independentemente da sua posição no espaço, necessitando por isso de um magnetómetro (bússola digital) para usar o norte geográfico como referência. O sensor de corrente marítima que é apresentado utiliza transdutores piezoelétricos ultrassónicos pretendendo com isso tornar o sistema mais fiável e com maior robustez devido à ausência de partes móveis. As propriedades dos ultrassons exploradas neste trabalho para obtenção da velocidade da corrente são o tempo de voo e a variação de frequência. O tempo de voo é o tempo que um determinado sinal demora a propagar-se no meio entre dois pontos. Os morcegos, com base neste princípio, conseguem distinguir objetos a diferentes distâncias graças à reflexão que ocorre em tempos diferentes consoante o objeto se encontra mais próximo ou mais distante. Se o eco recebido tiver uma frequência diferente da emitida, estamos perante um fenómeno de efeito de Doppler, que nos indica que o objeto se encontra em movimento em relação ao ponto de emissão. No desenvolvimento do sensor será estudado o formato da estrutura, a posição e a orientação dos transdutores, de forma a melhorar o fator de qualidade das medições em diferentes condições. Tal deverá ter em conta a robustez, dimensões consideradas razoáveis e evitar fenómenos de turbulência no volume de água a ser medido. Será também apresentado como serão desenvolvidos os transdutores tendo com base a frequência de ressonância pretendida, direção de propagação do feixe sonoro e potência do sinal. O processamento dos sinais enviados e recebidos pelos transdutores é desenvolvido em FPGA (Field Programmable Gate Arrays) dada a necessidade de processamento em tempo real, facilidade de implementação de novos programas e consequentes testes. Com vários sensores destes é possível entender fenómenos de transporte à escala costeira. O porquê de aparecem e desaparecem praias torna-se assim mais simples de compreender e o fundamento científico mais percetível graças aos dados concretos que é possível obter de um instrumento de medição desta escala.
Pretende-se com esta tese desenvolver um sensor de correntes marítimas capaz de estar submerso a diferentes profundidades, este deverá ser capaz de medir a velocidade da água num determinado ponto sem influenciar as características a medir no meio aquático devido à sua presença. O sensor deverá ser capaz de retornar a intensidade da corrente (m/s) e o ângulo face a um referencial interno ao sensor. Este angulo poderá ser recalculado face ao norte geográfico utilizando um magnetómetro dado que este não terá uma posição fixa na sua aplicação final. Durante o seu desenvolvimento pretende-se estudar alguns fenómenos acústicos inerentes ao funcionamento do sistema de medição, tentando minimizar o impacto negativo nas medições da velocidade do fluido, e se possível entender o interesse que poderá ter para outras áreas de estudo marítimo, tal como a turbidez ou a salinidade. Apesar do objetivo deste trabalho se centrar no desenvolvimento de um único sensor, este deverá ser capaz de ser integrado com outros tipos de sensores sem influenciar as suas medições. Dada a natureza do sistema em que será integrado deverá ser capaz de comunicar com um microcontrolador com data logger e ser eficiente do ponto de vista energético.