Claire Swedberg
A inovação em RFID está avançando em ambientes cada vez mais desafiadores para ajudar as indústrias a se beneficiarem da identificação automática de objetos. Uma dessas inovações está ocorrendo debaixo d’água, com o rastreamento de peixes tão pequenos quanto o arenque que são capturados na natureza, depois são transportados e processados em operações a granel.
A Omni-ID desenvolveu uma etiqueta RFID UHF injetável para peixes que permite que eles sejam rastreados individualmente após serem capturados por pescadores comerciais. Isso pode ser feito quer os animais estejam em gaiolas de peixes subaquáticas ou enquanto se movem através de calhas submarinas ou em esteiras transportadoras em plantas de processamento antes de serem transportados para os armazéns. As etiquetas seriam removidas antes que a carne fosse embalada para os consumidores.
As etiquetas UHF especializadas estão sendo desenvolvidas como uma alternativa às etiquetas RFID de baixa frequência (LF) usadas para rastrear peixes, em um esforço para melhorar a confiabilidade e o alcance da leitura das etiquetas e reduzir o custo de rastreamento de peixes individuais. O projeto é liderado pela empresa de tecnologia norueguesa RFID Solutions AS para o Instituto de Pesquisa Marinha da Noruega (IMR). A próxima fase, marcada para novembro deste ano, será injetar as etiquetas em peixes cultivados para que possam ser rastreados no Mar do Norte durante o inverno.
A IMR usa tecnologia para monitorar os estoques de peixes marinhos há décadas e usa métodos de recaptura de etiquetas para ajudar os interesses comerciais e de conservação a entender detalhes sobre os peixes e seus movimentos. Em 2021, a IMR, RFID Solutions e Omni-ID receberam financiamento Eurostars/Innovate como um consórcio de três vias para desenvolver a etiqueta UHF e o sistema de leitor para contar vários peixes simultaneamente.
O objetivo da implantação de UHF é ajudar a indústria de pescados a alcançar velocidades de leitura de tags mais rápidas, explicam os membros do consórcio, usando um algoritmo anticolisão que permite que um grande número de tags seja lido de uma só vez. O consórcio espera aumentar a eficiência e a precisão da captura de dados de estoque de peixes e ajudar os usuários a entender melhor a migração e o comportamento dos peixes, de acordo com Tony Kington, CEO da Omni-ID.
Normalmente, os três tipos de peixes que estão sendo rastreados – salmão, cavala e arenque – são cultivados até o tamanho adulto em um ambiente de criação, depois são soltos na natureza, onde alguns são posteriormente capturados por pescadores comerciais. Ao marcar os peixes, a indústria pode monitorar a porcentagem de peixes cultivados que são capturados na natureza.
A Omni-ID tem experiência com rastreamento de peixes, mas não em nível individual. Com o parceiro de tecnologia Aucxis, por exemplo, a empresa fornece etiquetas RFID UHF usadas em contêineres de peixe para a Vlaamse Visveiling, uma empresa que realiza leilões de peixes nos portos de pesca de Zeebrugge e Oostende. A Omni-ID forneceu à Auxcis milhares de suas etiquetas rígidas EXO 800P, para serem fixadas em caixas. Essas etiquetas robustas, de baixo perfil e alcance médio operam em temperaturas de -20 a +85 graus Celsius e vêm com chips Alien Technology Higgs 3 incorporados ou chips Monza M700 ou M730 da Impinj.
As caixas podem ser lidas à medida que se movem pela cadeia de suprimentos, inclusive durante a compra em leilão e o envio aos clientes. A Omni-ID usou sua experiência projetando tags que podem ser lidas neste ambiente desafiador para construir uma nova tag que pode ser injetada por via subcutânea, usando o equipamento implantador LF existente, com o tamanho da tag variando de 15 a 25 milímetros de comprimento e 5 milímetros de diâmetro.
As etiquetas UHF precisavam fornecer uma distância de leitura de 5 a 10 centímetros de distância debaixo d’água e até 2 metros fora da água. Além disso, as etiquetas exigem bordas arredondadas para evitar ferir os peixes quando são aplicadas. As pequenas etiquetas tinham que ser de cor azul para que pudessem ser claramente identificáveis quando os peixes capturados fossem processados para consumo. Como resultado, a Omni-ID desenvolveu dois formatos de tags UHF: um com 15 milímetros de comprimento e outro com 25 milímetros de comprimento, ambos com 3 milímetros de largura. A etiqueta mais curta pode atingir um alcance de leitura de 1 metro, a segunda 2 metros.
Cada etiqueta é presa sob a pele na barriga do peixe, diz Kington. Um trabalhador seguraria um peixe na posição vertical e usaria um dispositivo de injeção para inseri-lo. Os peixes jovens continuariam a crescer na fazenda, seriam soltos e, em alguns casos, posteriormente capturados por pescadores em mar aberto. As etiquetas podem ser lidas enquanto o peixe ainda está vivo, desde que esteja preso em uma gaiola subaquática. A etiqueta foi projetada para ser interrogada rapidamente por um leitor na gaiola. Os peixes capturados (que não estão mais vivos) são transportados de duas maneiras: através de um tubo com água ou em uma esteira durante o processamento.
Embora as etiquetas LF já tenham sido usadas para o rastreamento desses peixes, indicam os membros do consórcio, a transmissão LF nem sempre foi eficaz e as etiquetas eram relativamente caras. LF tem um alcance de leitura curto, o que significa que o peixe precisaria estar muito perto do leitor, enquanto um grande número de peixes geralmente passa pelos leitores em alta velocidade, dificultando a leitura. “Isso é importante para rastrear milhares de peixes que estão indo e voltando na frente do leitor”, afirma Kington. O LF também pode ser suscetível ao ruído eletrostático do motor de baixa frequência que está presente nas plantas de processamento.
O UHF é mais confiável para captura de dados, pois é menos suscetível ao ruído de RF ambiente e pode ser lido à distância. Portanto, o projeto pretende ser uma demonstração de se o UHF pode fornecer uma alternativa de custo menor do que o LF, além de ser mais eficaz. No entanto, UHF apresenta seus próprios desafios neste ambiente. O LF normalmente funciona melhor em torno da água do que o UHF, e a construção de uma etiqueta UHF com uma antena extremamente pequena exigiria engenharia especial. Omni-ID, portanto, teve que desenvolver uma etiqueta com uma antena medindo cerca de 0,1 polegada por 0,6 polegada. A etiqueta aproveita um invólucro de vidro para seu próprio design de antena e chip.
O objetivo é tornar a etiqueta o mais durável e eficaz possível, explica Kington, além de injetável e biossegura. “Acho que o design da antena é realmente novo se você pensar nesse fator de forma muito pequeno”, diz ele. Os engenheiros da Omni-ID usaram o software de modelagem de RF existente da empresa para projetar a etiqueta, testando incrustações de cerâmica e plástico. Eles selecionaram o plástico por seu custo relativamente baixo e construíram a antena para produzir a impedância necessária, concentrando-se nas propriedades da pele e da água. “Colocamos todos esses detalhes no modelo para fornecer uma antena eficiente dentro de um peixe e dentro da água, mesmo que o peixe esteja se movendo”, diz Kington.
Pode haver vários outros casos de uso para etiquetas RFID UHF injetáveis, observa Kington, e a Omni-ID está atualmente em conversas com potenciais parceiros e clientes em vários setores. Por exemplo, as tags LF são usadas para fornecer as identidades de ativos de alto valor, como veículos agrícolas.
As etiquetas podem ser injetadas ou embutidas nos assentos dos veículos para que não possam ser vistas ou facilmente removidas. O número de identificação exclusivo codificado em cada etiqueta pode ser armazenado em um banco de dados, juntamente com o número de série e as informações do veículo correspondente. Se um veículo fosse roubado, ele ainda poderia ser identificado pela polícia com o uso de um leitor RFID. E se etiquetas RFID UHF fossem injetadas nos assentos, elas poderiam fornecer uma leitura de longo alcance a um custo menor.
O projeto de rastreamento de peixes continuará no próximo ano, diz Kington, após o desenvolvimento inicial da etiqueta. “Estamos planejando implantar 5.000 tags em um teste real em novembro”, afirma.