Tecnologia Nacional de Ponta – Fibra ótica como condutor de Energia Elétrica

No ultimo dia 10 de julho de 2024, o Instituto Nacional de Telecomunicações (INATEL) realizou uma prova de conceito de uma tecnologia tão inovadora que parece andar sobre a fina borda que divide o real do fictício, este grande instituto, em parceria com a indústria MPT Cable, conseguiu comprovar a viabilidade de um sistema Power Over Fiber (PoF).

O Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL, é um centro de excelência em pesquisa e ensino na área de engenharia, trata-se de uma instituição privada sem fins lucrativos, mantida pela Fundação Instituto Nacional de Telecomunicações o FINATEL.

Mas o que é um sistema Power Over Fiber (POF)? o POF seria uma forma que consiste (simplificando ao extremo) transportar não somente dados, mas também potência elétrica em um mesmo condutor de fibra ótica, ele é composto de: o laser de alta potência, a fibra óptica, o conversor fotovoltaico, o circuito eletrônico e os sensores a serem alimentados. As aplicações são inúmeras, podemos levar alimentação a sensores alocados em ambientes sensíveis (explosivos !!!) a eletricidades ou mesmo isolar circuitos sensíveis de redes ruidosas ou com grandes oscilações de tensão.

O conceito POF é conhecido no segmento de fibra desde 1970, mas o que então teria de novo na proposta apresentada pelo INATEL, bem, primeiro que se trata de um método brasileiro (que por si só já é merecedor de loas, músicas e estatuas) e depois que “nosso” método já está com uma aplicação pratica encaminhada como ponto de partida. Aqui vale uma enorme ressalva, até a presenta data, só se tem conhecimento de pesquisas similares na Espanha e no Japão.

Como bem informa o editorial de 11 de julho de 2024 do INATEL, a equipe responsável pelo teste está alocada no laboratório WOCA (Wireless and Optical Convergent Access) que já pesquisava este fundamento desde 2020, com a chegada da parceria o projeto deu um grande passo em direção aos testes de comprovação de viabilidade (prova de conceito) realizado (com sucesso) em suas dependências.

O teste consistiu em transportar pela fibra potência suficiente para alimentar uma “femtocélula 5G” além claro, dos respectivos dados.

-Ok, vamos lá, o que é FEMTOCELULA…Femtocelula é um dispositivo pequeno, potência baixíssima e alcance de poucos metros, utilizado para prover conectividade em ambientes fechados, ele é o responsável por interligar o ambiente interno as redes externas, como um roteador-.

O editorial também traz o comentário do gerente de pesquisa e inovação Dr Francisco Portelinha do ICC PDI HW/SWE, Francisco Portelinha explica sobre os diferenciais do projeto.

“Nós desenvolvemos um sistema totalmente inovador, comprovamos a sua viabilidade aqui no INATEL e transferimos essa solução ao mercado. Foi possível comprovar o funcionamento da fibra transmitindo dados e também energia. Com isso, conseguimos alimentar uma Femtocélula 5G e também poderemos aplicar em soluções para o 6G, usando somente um cabo com várias fibras transmitindo dados e energia” defende o profissional do INATEL.

Foi descrito neste mesmo texto que esse método apresentava algumas vantagens e dentre elas seria a já possível aplicação pratica no mercado da tecnologia.

Cabe aqui uma observação deste humilde profissional que vos escreve, ideias e inovações são criadas o tempo todo por inúmeras pessoas e profissionais neste mundão redondo aguado e azulado, mas existe um fosso gigantesco entre “ter uma ideia” e “Por a ideia em pratica” e é justamente aqui que toda essa história fica ainda mais interessante. Um belo texto escrito pela jornalista Tissiane Vicentin ao site do tilt-UOL afirma que nada mais nada menos que a EMBRAER está em conversa com o INATEL para a aplicação direta desta tecnologia em suas (já belíssimas) aeronaves.

Então nós já temos o seguinte, transmissão na velocidade da luz de dados e energia pelo mesmo canal e fica a pergunta, quais os impactos destas implementações, onde ou como estas sopas de letrinhas poderão impactar na vida cotidiana social? Pois bem, fibras óticas são basicamente plástico e fibra de vidro, são como canos de espelhos que levam a luz de um “ponto A” a um “ponto B” como se agua fosse. Já para se transmitir a energia elétrica é amplamente difundido o uso de cabo de cobre.

De acordo com o coordenador Sodré Junior (Arismar Cerqueira Sodré Junior, coordenador de pesquisas do Laboratório WOCA do INATEL) a quantidade de cabos de cobre utilizada para a fabricação de um avião pode chagar a 1 tonelada, o consumo de combustível de um avião, dentre as variáveis existentes, tem no peso total um componente sensível, ou seja, quanto mais pesado, mais combustível gasta, agora vamos raciocinar o seguinte, o que aconteceria se possível fosse trocar a maior partes dos cabos de cobre por fibra ótica para ir e vir com dados e energia elétrica? Teríamos um avião muito mais leve, mais fácil de construir, com custos menores que gastam bem menos combustível, isso levaria a todo um efeito cascata que impactaria em toda uma rede envolvendo de passagem aéreas a valores de fretes, tornando a cadeia mais funcional e inteligente.

E olha que estamos olhando para apenas uma das aplicações, substituindo o cobre por fibra também alteramos sensivelmente a geração de pequenos campos eletromagnéticos (inerente a qualquer circuito elétrico), com isso segmentos como o militar ou o hospitalar que são sensíveis a estas perturbações poderiam economizar uma quantidade significativa em seus orçamentos pois não mais precisariam investir em filtros e barreiras que teriam por finalidades a eliminação destes ruídos já inexistentes por princípio tecnológico.

Então já está tudo resolvido? Podemos usar uma lanterna para esquentar o nosso chuveiro elétrico?? Não, não é bem assim que a banda toca, a tecnologia existe, testes práticos já ocorreram e demonstram sua viabilidade real, empresas se interessaram e querem implementar o método aos seus produtos, mas ainda há muito o que ser pesquisado e desenvolvido, o mercado de aviônica já encontrou uma aplicação, especialista acreditam que ainda levara 5 anos para as telecomunicações incorporar totalmente esta novidade. Todavia a eficiência da célula fotoelétrica ainda é muito baixa, atualmente conseguimos tirar apenas 21% de toda energia existente em um foco de luz solar, ainda há muito a ser descoberto, de qualquer forma, é reconfortante saber que ainda estamos apenas arranhando o verdadeiro potencial que a tecnologia fotoelétrica é capaz de entregar a sociedade humana.

Fontes:

– Inatel/noticias/Sistema inovador de transmissão de dados e energia por fibra óptica tem conceito comprovado no Inatel

-Inatel/noticias/ Pesquisa brasileira sobre telecomunicações ópticas é destaque na conferência OWTP, no Japão

-UOL/tilt/Como energia via fibra óptica criada no Brasil pode baratear passagem aérea

Marcos Soares é Associado a AEAT-VGP, e tem as seguintes formações: Técnico em Eletrotécnica, Tecnólogo em engenharia Eletrônica, especialista em Automação, especialista em Equipamentos Médicos Hospitalares e Pós Graduação em Energias Renováveis.