Drones e o Crescimento do Mercado Global
O mercado de drones está em rápida ascensão, projetando um crescimento que pode alcançar impressionantes US$ 57,8 bilhões até 2030, conforme apontado no Relatório do Mercado de Drones. Embora esses dispositivos sejam frequentemente associados a conflitos armados, sua aplicabilidade se estende a diversas áreas, incluindo meio ambiente, agricultura, logística e comunicações. Essa versatilidade tem impulsionado a adoção de drones em monitoramento de incêndios, fiscalização de resíduos e estudo da vida animal.
No setor agrícola, por exemplo, os drones desempenham um papel crucial na detecção de pragas e na dispersão de sementes, além de monitorar lavouras com precisão. Já na logística, eles estão revolucionando o modo como produtos são entregues, tanto em áreas urbanas quanto rurais. Um uso inovador inclui sua função como antenas móveis em locais com infraestrutura de comunicação deficiente.
Desafios Energéticos para os Drones
Leia também: Governo de Alagoas Impulsiona Memória e Inovação Tecnológica em Seminário Internacional
Fonte: alagoasinforma.com.br
Leia também: Emergent Cold Latam Adquire Comfrio e Fortalece Presença no Brasil
Fonte: olhardanoticia.com.br
Apesar do avanço na tecnologia, a autonomia dos drones ainda enfrenta um desafio significativo: o consumo de energia. Voar requer uma quantidade considerável de energia, e os motores dissipam parte dela em forma de calor e vibração. Esse fator limita a capacidade das baterias, que, por sua vez, precisam ser leves para não comprometer o voo, resultando em recargas frequentes e gerando preocupações ambientais com o descarte de baterias. Embora a energia solar tenha emergido como uma alternativa viável, sua implementação pode adicionar peso e encarecer os dispositivos. Portanto, é vital desenvolver soluções que aumentem a capacidade das baterias de forma sustentável e acessível.
Com esse objetivo, o Programa de Pós-Graduação em Metrologia (PósMQI) da PUC-Rio está explorando inovações na geração de eletricidade a partir do vento e das vibrações geradas pelas hélices dos drones. Os primeiros resultados dessa pesquisa foram divulgados na revista Energies.
A Revolução dos Materiais Piezoelétricos
Mas como exatamente essa energia é coletada? A resposta encontra-se em materiais chamados piezoelétricos, que têm a capacidade de gerar eletricidade quando submetidos a pressão. Quando tensionados, esses materiais sofrem pequenas deformações, um fenômeno que ocorre devido ao deslocamento das cargas internas, possibilitando a conversão de energia mecânica em elétrica.
Leia também: Educação Paraibana Destaca Inovação Digital em Encontro Nacional
Fonte: omanauense.com.br
Leia também: Delegação Internacional Explora Sistema de Saúde Pública no Rio de Janeiro
Fonte: odiariodorio.com.br
Materiais como quartzo e cerâmicas baseadas em perovskita são conhecidos por sua eficiência nesse processo, mas apresentam desvantagens: muitos são tóxicos e pesados, além de custarem caro devido à complexidade de sua fabricação. Para contornar essas limitações, a equipe da PUC-Rio está focada em desenvolver sistemas utilizando PVDF (fluoreto de polivinilideno), um polímero plástico que é atóxico, leve, flexível e econômico, já utilizado em tubulações e isolantes. Esse material pode ser facilmente integrado a estruturas móveis, como os braços de drones.
Integração nos Drones Multirrotores
Os drones vêm em diversas configurações, incluindo os de asa fixa e os de asas batentes, que voam em velocidades mais elevadas e podem integrar dispositivos piezoelétricos mais facilmente. No entanto, a maior parte das aplicações práticas é realizada por drones multirrotores, como tricópteros e quadricópteros. Esses modelos são mais estáveis e versáteis, permitindo decolagens verticais e manobras precisas, mas enfrentam limitações em termos de autonomia, uma vez que dependem fortemente das hélices para sustentação.
Para resolver esse desafio, a equipe de pesquisa instalou três transdutores de PVDF nos braços dos drones multirrotores, conectando-os a um circuito de gerenciamento de energia. Essa configuração demonstrou um aumento linear na potência coletada, mesmo durante voos lentos, a cerca de 7,5 metros por segundo, possibilitando o uso de sensores que exigem mais energia.
Resultados Promissores e Futuras Perspectivas
Os experimentos realizados, com financiamento da Faperj, CNPq e Capes, mostraram resultados encorajadores. Com o motor operando a 3975 rotações por minuto, o sistema conseguiu gerar até 17,3 volts, suficiente para carregar um capacitor de 3,6 volts em apenas 162 segundos. Embora a potência obtida, cerca de 4 microwatts, ainda seja modesta e não substitua a bateria principal, já possibilita a alimentação de sensores eletrônicos, liberando, assim, a bateria para funções mais críticas.
Além disso, a natureza modular do sistema permite a adição de transdutores para escalar a potência, com cada módulo custando menos de 50 dólares. O próximo passo da equipe envolve testes em ambientes externos, onde os drones serão submetidos a turbulências, variações de velocidade e diferentes condições climáticas, para avaliar a viabilidade da tecnologia em situações reais.