Drones: Um Mercado em Expansão e o Desafio da Energia

O mercado de drones está em franca expansão, projetado para atingir US$ 57,8 bilhões até 2030, conforme apontado pelo Relatório do Mercado de Drones. Essa ascensão é impulsionada pela versatilidade desses equipamentos, que encontram aplicações em diversos setores, desde conflitos armados até monitoramento ambiental e logístico. A capacidade de operar em áreas remotas e a crescente demanda por soluções inovadoras têm consolidado o setor.

Aplicações Diversificadas e o Desafio Energético

Atualmente, drones são utilizados em projetos que abrangem desde a vigilância de incêndios e o monitoramento da degradação de recifes de corais, até a fiscalização do descarte irregular de lixo e o estudo de populações de animais. No campo, auxiliam na detecção de pragas, na dispersão de sementes e no acompanhamento de lavouras. Além disso, estão sendo aplicados em entregas logísticas, tanto em áreas urbanas quanto rurais, e como antenas móveis em locais sem infraestrutura de comunicação adequada.

Tecnologias de Conversão de Energia: PVDF e Transdutores

Um dos principais desafios no uso de drones é o consumo de energia, que exige recargas frequentes e gera impacto ambiental com o descarte de baterias. Para contornar essa questão, a pesquisa busca alternativas sustentáveis, como a conversão de energia proveniente do vento e das vibrações criadas pelas hélices. O polímero PVDF (fluoreto de polivinilideno) tem se destacado como um material promissor, devido à sua atóxicidade, baixo custo, leveza e resistência.

Implementação em Drones Multirrotores

Drones multirrotores – como os quadricópteros e hexacópteros – são ideais para tarefas de monitoramento, mapeamento e inspeções, devido à sua estabilidade, capacidade de decolagem vertical e manobras precisas. No entanto, sua autonomia é limitada, pois dependem exclusivamente das hélices para criar sustentação e voam em velocidades mais baixas, resultando em menor produção de vento e vibrações. Para superar essa limitação, uma equipe de pesquisa instalou transdutores de PVDF nos braços desses drones.

Resultados Promissores e Perspectivas Futuras

Os transdutores de PVDF, conectados em série e ligados a um circuito integrado de gerenciamento de energia, foram capazes de aumentar a potência coletada, mesmo em voos lentos, a cerca de 7,5 metros por segundo. Os experimentos, financiados pela Faperj, CNPq e Capes, produziram até 17,3 volts, suficientes para carregar um capacitor de 3,6 volts em 162 segundos. Apesar da potência modesta (cerca de 4 microwatts), os resultados são promissores, permitindo alimentar sensores eletrônicos e aumentar a autonomia dos drones. A equipe planeja avaliar o desempenho em ambientes externos, sujeitos a turbulência e diferentes condições climáticas, com a possibilidade de escalar o sistema adicionando mais transdutores.

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