Vice-reitoria para Assuntos Acadêmicos

A pesquisadora Elizabeth Verdugo (de vestido branco, ao centro) e o aluno de doutorado Raul Ribeiro participaram da Eucap 2023, a maior e mais importante conferência de antenas e propagação da Europa - Fotos: arquivo pessoal

Elizabeth Verdugo, pós-doutoranda do Centro de Estudos em Telecomunicações (CETUC), foi uma das vencedoras do TICRA Foundation Grants com a tese Fog and Rain Attenuation Models for the Design of FSO Links in 5G+, e recebeu uma bolsa para apresentar o trabalho Estimation of Rain Attenuation in FSO Links based on Visibility Measurements na 17ª edição da maior e mais importante conferência de antenas e propagação da Europa: a European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), realizada em Florença, Itália. Em dezembro do ano passado, a pesquisadora já havia sido convidada pela Huawei para apresentar os resultados da tese em um workshop em Milão.

Durante a mesma conferência em Florença, o aluno de doutorado Raul Ribeiro, também do CETUC, foi um dos finalistas do Student Best Paper, com o trabalho A Novel High-order Spectral Element Method for the Analysis of Cylindrical Waveguides filled with Complex Anisotropic Media, subproduto da tese em andamento SEM-Based Mode-Matching Method for the Electromagnetic Analysis of Logging and Inspection Sensors for Oil Wells in Anisotropic Geophysical Formations. No final de 2022, o projeto de doutorado recebeu um Fellowship da IEEE Antennas and Propagation Society.

Fog and Rain... – Orientada pelo professor Luiz da Silva Mello, do CETUC, em cooperação com pesquisadores do Politecnico di Milano e do Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), da Itália, Fog and Rain Attenuation Models...  foi selecionada pela comissão TICRA e EurAAP entre mais de 800 aplicações de todo o mundo.

– A tese teve o objetivo de desenvolver modelos globais para o desempenho de enlaces ópticos no espaço livre (free-space optics), sob diversas condições atmosféricas. A tecnologia FSO possibilita a transmissão de comunicação de banda larga por meio de links sem fio ponto a ponto, em distâncias de até alguns quilômetros, explorando o espectro óptico não licenciado – explica a autora.

Segundo Verdugo, o uso da tecnologia FSO é principalmente direcionado para a conectividade temporária limitada, backup ou para ambientes corporativos e campi universitários. No entanto, existe um imenso potencial para ampliar seu alcance no contexto do fronthauling/backhauling ou do acesso last-mile em redes além da geração 5G, graças à vasta largura de banda disponível no espectro óptico.

– Ao desenvolver modelos de atenuação de neblina e chuva, buscamos aprimorar a compreensão das influências atmosféricas no desempenho dos enlaces FSO. Esses modelos globais serão de grande importância para o projeto e o dimensionamento eficientes desses enlaces, permitindo que operadoras de telecomunicações e provedores de serviços ampliem o uso da tecnologia FSO em cenários de maior demanda de largura de banda e maior alcance geográfico.

Ao estender o alcance de aplicação da tecnologia FSO, Verdugo acredita que o estudo contribuirá para a evolução contínua das redes de comunicação, permitindo uma conectividade mais robusta e de alta capacidade em ambientes desafiadores. Adicionalmente, os resultados obtidos na pesquisa serão relevantes para o avanço das tecnologias de comunicação sem fio e sua aplicação em futuras gerações de redes de telecomunicações.

De acordo com a autora, a novidade da pesquisa está no desenvolvimento dos modelos globais de atenuação de neblina e chuva específicos para enlaces FSO, abordagem que permitirá um projeto mais preciso e eficiente dos enlaces levando em consideração as condições atmosféricas específicas do ambiente onde o enlace será instalado.

– Isto é crucial para garantir a confiabilidade e o desempenho desses enlaces em diferentes cenários e ambientes. Além disso, ao estender o alcance da tecnologia FSO para aplicações de maior largura de banda e alcance geográfico, abrimos possibilidades para melhorar a conectividade em áreas onde a infraestrutura tradicional de comunicação é limitada ou inexistente, uma contribuição que amplia o escopo de aplicação da tecnologia FSO e possibilita seu uso em futuras gerações de redes de telecomunicações, indo além do 5G.

A Novel High-order... – Segundo Raul Ribeiro, o trabalho apresentado no EuCAP 2023 teve um foco mais teórico, o de desenvolver técnicas numéricas para o estudo de propagação de ondas eletromagnéticas em estruturas cilíndricas preenchidas com meios complexos (anisotrópicos, não-homogêneos e com perdas).

Subproduto da tese em andamento, sob a orientação dos professores José Ricardo Bergmann e Guilherme Rosa, do CETUC, e a supervisão do professor Fernando Teixeira, da Ohio State University, USA – onde o aluno se encontra como pesquisador visitante do Electroscience Laboratory (ESL) –, o trabalho apresentou uma série de validações considerando estruturas radialmente limitadas e não-limitadas; meios homogêneos e não homogêneos, com perda e sem perdas, isotrópicos e anisotrópicos. “Os resultados numéricos mostraram que a nossa técnica formulada em coordenadas cilíndricas (Spectral Element Method) obtém soluções acuradas e com um baixo custo computacional comparada aos métodos numéricos canônicos”, observa.

Ribeiro explica que om tipo de problema apresentado no artigo do EuCAP é semelhante aos encontrados em perfilagem e inspeção de poços de petróleo, pois um poço de petróleo pode ser próximo a uma estrutura cilíndrica, e as formações geofísicas são meios complexos.

O objetivo da tese de doutorado em curso é desenvolver técnicas numéricas semianalíticas – eficientes e com baixo custo computacional – para a modelagem de sensores de perfilagem eletromagnéticos para a avaliação de reservas de hidrocarbonetos fósseis, assim como para a vistoria e a inspeção de poços de petróleo completados.

Experiência Internacional

Para Elizabeth Verdugo, o doutorado no CETUC abriu portas para uma enriquecedora experiência internacional. “Participar de conferências internacionais, apresentando minha pesquisa, foi apenas o começo. O doutorado sanduíche em Milão permitiu que eu aplicasse meus conhecimentos em outro ambiente experimental. Essa experiência ampliou minha perspectiva científica e fortaleceu a colaboração do CETUC com grupos de pesquisa internacionais”, observa.

Atualmente, a pesquisadora estende seu trabalho de doutorado através de um novo experimento em Milão, implementado em setembro de 2022, um projeto que envolve enlaces FSO e enlaces de ondas milimétricas dentro de um laboratório conjunto da Huawei, do Politecnico di Milano e do Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR).

– Além disso, um dos objetivos centrais da minha pesquisa é replicar o experimento em ambientes com características climáticas distintas, como o clima tropical do Rio de Janeiro, onde a ocorrência de chuva tem um papel relevante no desempenho dos enlaces ópticos. Com isso em mente, espero poder contribuir significativamente para o desenvolvimento de um modelo global para o desempenho de enlaces ópticos no espaço livre.

A pesquisadora acrescenta que a bagagem acadêmica e cultural adquirida durante a jornada no CETUC tem sido um diferencial significativo na carreira: “Estou confiante de que essas experiências me capacitam a contribuir de forma relevante para o avanço da ciência e tecnologia em nível global. Sou profundamente grata por todas as oportunidades que tive e estou entusiasmada com as perspectivas futuras que essa trajetória internacional me proporcionou”.

Para Raul Ribeiro, a experiência no Electroscience Laboratory, em Ohio, USA, constitui um diferencial em sua área de estudo, o eletromagnetismo aplicado, lembrando que o laboratório, assim como a PUC-Rio, tem uma série de trabalhos aplicados à indústria de óleo e gás: “A cooperação internacional do CETUC com a Ohio State University vem sendo muito relevante para o desenvolvimento da minha pesquisa”.