Muitas pessoas adoram visitar a beira-mar, seja para aproveitar os benefícios físicos de um mergulho emocionante ou simplesmente para relaxar na praia e pegar um sol. Mas esses prazeres simples e afirmadores da vida são facilmente arruinados pela presença de lixo, que, se persistente, pode ter um sério impacto negativo no meio ambiente e na economia local.
Se você estivesse na costa de Dubrovnik, Croácia, em setembro de 2021, pode ter visto dois robôs vasculhando o fundo do mar em busca de detritos. Nesta equipe de dois, um foi treinado para reconhecer resíduos, o outro para recolhê-los em sua cesta. Os robôs estavam embarcando em sua missão inaugural e sendo testados em um ambiente do mundo real pela primeira vez para avaliar sua capacidade de realizar certas tarefas, como reconhecer lixo e manobrar debaixo d'água. "Achamos que nosso projeto é o primeiro a coletar lixo subaquático de forma automática com robôs", disse o Dr. Bart De Schutter, professor da Delft University of Technology na Holanda e coordenador do projeto SeaClear.

Os robôs são um exemplo de inovações que estão sendo desenvolvidas para limpar lixo subaquático. Acredita-se que os oceanos contenham entre 22 e 66 milhões de toneladas de resíduos, que podem diferir em tipo de área para área, onde cerca de 94% deles estão localizados no fundo do mar. Equipamentos de pesca descartados pelos pescadores, como redes, são predominantes em algumas áreas costeiras, enquanto garrafas de plástico e vidro são encontradas principalmente em outras, por exemplo. "Às vezes também vemos material de construção (na água) como blocos de concreto ou pneus e baterias de carro", disse o Dr. De Schutter.

Quando o lixo entra nos oceanos e mares, pode ser transportado pelas correntes para diferentes partes do mundo e até poluir áreas remotas. Os animais marinhos podem ser afetados se engolirem lixo ou ficarem presos nele, enquanto a saúde humana também está em risco se pequenos pedaços acabarem em nossa comida. "É um problema muito sério que precisamos resolver", disse a Dra. Fantina Madricardo, pesquisadora do Instituto de Ciências Marinhas—Conselho Nacional de Pesquisa (ISMAR-CNR) em Veneza, Itália e coordenadora do projeto Maelstrom.

Mergulhadores humanos são atualmente mobilizados para recolher resíduos em algumas áreas marinhas, mas não é uma solução ideal. Mas mergulhadores experientes podem ser difíceis de encontrar, enquanto a quantidade de tempo que eles podem passar debaixo d'água é limitada pelo suprimento de ar. Algumas áreas também podem ser inseguras para humanos, devido à contaminação, por exemplo. "Esses são aspectos que o sistema automatizado que estamos desenvolvendo pode superar", disse o Dr. De Schutter. "(Ela) será muito mais eficiente, econômica e segura do que a solução atual baseada em mergulhadores humanos."

Uma equipe de robôs catadores de lixo

Dr. De Schutter e sua equipe estão construindo um protótipo de seu sistema para o projeto SeaClear, que é composto por quatro tipos de robôs que trabalharão de forma colaborativa. Uma embarcação robótica, que permanece na superfície da água, atuará como um hub fornecendo energia elétrica para os outros robôs e conterá um computador que é o cérebro principal do sistema. Os outros três robôs - dois que operam debaixo d'água e um drone aéreo - serão amarrados à embarcação.

Um robô subaquático será responsável por encontrar lixo ao se aventurar perto do fundo do mar para fazer varreduras de perto usando câmeras e sonar. O drone também ajudará a procurar lixo quando a água estiver limpa, voando sobre uma área de interesse, enquanto em áreas escuras, ele procurará obstáculos como navios. O sistema será capaz de distinguir entre lixo e outros itens no fundo do mar, como animais e algas marinhas, por meio de inteligência artificial. Um algoritmo será treinado com imagens de itens que pode encontrar, incluindo garrafas plásticas e peixes, para que aprenda a discerni-los e identificar o lixo.

A coleta de lixo será feita pelo segundo robô subaquático, que coletará itens mapeados por seus companheiros. Equipado com uma pinça e um dispositivo de sucção, ele coletará pedaços de resíduos e os depositará em uma cesta amarrada colocada no fundo do mar que será posteriormente trazida à superfície. "Fizemos alguns testes iniciais perto de Dubrovnik, onde uma garrafa de plástico foi depositada de propósito e a coletamos com um robô de garra", disse o Dr. De Schutter. “Teremos mais experimentos onde tentaremos reconhecer mais pedaços de lixo em circunstâncias mais difíceis e depois coletá-los com o robô”.

Impacto na limpeza subaquática

Dr. De Schutter e seus colegas acreditam que seu sistema será capaz de detectar até 90% do lixo no fundo do mar e coletar cerca de 80% do que identificar. Isso está de acordo com alguns dos objetivos da Missão da UE Restaurar Nossos Oceanos e Águas até 2030, que visa eliminar a poluição e restaurar os ecossistemas marinhos, reduzindo o lixo no mar.

Quando o projeto terminar no final de 2023, a equipe espera vender cerca de dez de seus sistemas automatizados nos próximos cinco a sete anos. Eles acham que será de interesse dos governos locais nas regiões costeiras, especialmente nas áreas turísticas, enquanto as empresas também podem estar interessadas em comprar o sistema e fornecer um serviço de limpeza ou alugar os robôs. "Estas são as duas principais direções que estamos olhando", disse o Dr. De Schutter.

Aprimorando os pontos críticos de lixo

Outra equipe também está desenvolvendo um sistema robótico para lidar com o lixo no fundo do mar como parte do projeto Maelstrom. No entanto, o primeiro passo é identificar os pontos quentes subaquáticos onde o lixo se acumula para que eles saibam onde deve ser implantado. Diferentes fatores, como correntes de água, a velocidade com que um determinado item descartado afunda e recursos subaquáticos, como cânions, afetam onde o lixo se acumula. "Estamos desenvolvendo um modelo matemático que pode prever onde o lixo vai acabar", disse o Dr. Madricardo.

Seu sistema robótico, que está sendo testado perto de Veneza, é composto por uma plataforma flutuante com oito cabos que são conectados a um robô móvel que se moverá no fundo do mar para coletar os resíduos em uma caixa, usando uma pinça, gancho ou dispositivo de sucção dependendo do tamanho da maca. A posição e orientação do robô podem ser controladas ajustando o comprimento e a tensão dos cabos e serão inicialmente operados por um humano na plataforma. No entanto, usando inteligência artificial, o robô aprenderá a reconhecer objetos e, eventualmente, poderá funcionar de forma independente.

Reaproveitamento de lixo subaquático

A Dra. Madricardo e seus colegas também pretendem reciclar todo o lixo recolhido. Um segundo robô será encarregado de classificar os resíduos recuperados e classificá-los com base no que é feito, como material orgânico, plástico ou têxtil. Em seguida, o projeto está se unindo a parceiros industriais envolvidos na reciclagem de materiais para transformar o que eles recuperaram.

Plásticos sujos e misturados são difíceis de reciclar, então a equipe usou uma planta de pirólise portátil desenvolvida no projeto anterior da MarGnet para transformar resíduos plásticos em combustível para alimentar sua tecnologia de remoção. Isso se encaixa com o objetivo da UE de avançar para uma economia circular, onde os produtos e materiais existentes são reaproveitados pelo maior tempo possível, como parte do Pacto Ecológico Europeu e da Estratégia de Plásticos. "Queremos demonstrar que você pode realmente tentar reciclar tudo, o que não é fácil", disse o Dr. Madricardo.

Aproveitando bolhas para limpar rios

A Dra. Madricardo e seus colegas também estão desenvolvendo uma segunda tecnologia focada na remoção do lixo que flutua nos rios para que possa ser interceptado antes de chegar ao mar. Uma cortina de bolhas, chamada Bubble Barrier, será criada bombeando ar através de um tubo perfurado colocado no fundo de um rio, que produz uma corrente ascendente para direcionar o lixo para a superfície e, eventualmente, para as margens, onde é coletado .

O sistema foi testado em canais na Holanda e atualmente está sendo testado em um rio ao norte do Porto, em Portugal, onde deverá ser implementado em junho. "É uma ideia simples que não tem impacto na navegação (de barco)", disse o Dr. Madricardo. "Acreditamos que também não terá impacto negativo na fauna, mas vamos verificar isso."

Embora as novas tecnologias ajudem a combater o lixo subaquático, a Dra. Madricardo e sua equipe também pretendem reduzir a quantidade de lixo que acaba nos corpos d'água. O projeto Maelstrom, portanto, envolve esforços de divulgação, como campanhas organizadas de limpeza costeira, para informar e envolver os cidadãos sobre o que eles podem fazer para limitar o lixo marinho. "Nós realmente acreditamos que uma mudança (na sociedade) é necessária", disse o Dr. Madricardo. "Existem tecnologias (disponíveis), mas também precisamos fazer um esforço coletivo para resolver esse problema."