Planador criado por cientistas usa energia do vento para se locomover

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Foto: Gabriel Bouquest/MIT

Considerado símbolo de bom presságio pelos marinheiros, o albatroz está entre os voadores mais eficientes do reino animal. Em um único dia, consegue percorrer cerca de 800 quilômetros batendo as asas. A façanha é resultado de uma técnica chamada voo dinâmico, que permite a esse pássaro planar e mergulhar entre camadas de ar com velocidades distintas. Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o MIT, nos Estados Unidos, criaram um planador autônomo que usa a mesma estratégia para percorrer longas distâncias sem o uso de motores.

Quando o vento está forte, o aeromodelo se mantém normalmente no ar. Porém, em ventos mais calmos, tem uma quilha que encosta na superfície da água e o permite se mover como um barco à vela. O planador pesa menos de três quilos, voa entre três e 10 vezes mais rápido do que um veleiro comum e usa apenas um terço do vento necessário para manter um albatroz no ar.
Em mar aberto, a invenção pode percorrer longas distâncias e, em tese, se manter no ar por tempo indeterminado, pois é raro que não haja vento nesse ambiente. De acordo com os engenheiros, um esquadrão autônomo dos veículos poderá monitorar grandes áreas no oceano, coletando informações sobre o clima e sobre a vida marinha.
“Os oceanos são muito vastos, e é chocante o quão pouco nós entendemos sobre eles. Não temos a tecnologia para monitorá-los de forma eficiente. Por isso, eu imagino centenas de planadores percorrendo os oceanos e coletando dados para cientistas”, diz Gabriel Bousquet, que liderou o projeto, apresentado na Conferência Internacional de Robótica e Automação, em Brisbane, na Austrália.
Antes de criar o planador, Bousquet estudou o comportamento dos albatrozes. Características como a habilidade de percorrer grandes distâncias gastando pouca energia e de ficar meses no ar — esse pássaro só costuma voltar para terra firme na época do acasalamento — chamaram a atenção do pesquisador. Em outubro passado, ele descreveu matematicamente o voo da ave em um artigo na revista Interface.
 
Entre camadas de ar
Para se manter no ar, o albatroz voa entre camadas de ar com velocidades diferentes. A cada vez que mergulha sobre ou entre elas, ganha um pouco de velocidade. Usando rastreadores de GPS nas aves, Bousquet constatou que elas voam em curvas relativamente suaves, de 60º em média, entre as correntes. Ele e colegas usaram essa descoberta para projetar um planador com 3 metros de asa, de ponta a ponta. Para aumentar a autonomia da peça, adicionaram à estrutura uma quilha, que permite que ela se mova como um barco quando a brisa está fraca.
“Na prática, a quilha se parece com uma terceira asa, vertical, estendendo-se da barriga do planador”, conta Bousquet. “A sua ponta foi projetada para entrar na água quando o robô está a 50 centímetros da superfície. Nós calculamos que ele precisa de ventos de apenas 9,2 km/h,  que é muito pouco vento, para viajar a 35 km/h, o que é muito rápido para um barco à vela. Além disso, o seu alcance é virtualmente infinito, limitado somente pelo desgaste dos materiais.”
O teste ocorreu no Rio Charles, que corta o estado de Massachusetts. O planador foi equipado com GPS, piloto automático e sensores de ultrassom para que seus criadores pudessem medir sua altura em relação à água. Puxado por um barco até atingir 32 km/h, passou a voar de forma autônoma e, com um comando dos pesquisadores, desceu até a linha d’água para navegar.
“A velocidade do vento fica maior quanto mais alto se sobe. O albatroz, que inspirou o conceito, retira energia das camadas mais altas, mais rápidas, para voar nas camadas mais lentas”, explica Francisco Souza, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia, em Minas Gerais.
Para o professor, a invenção será muito útil para o uso em grandes corpos d’água, como lagos, represas e oceanos. “Tecnicamente, ela não precisaria parar nunca, a menos que seja preciso fazer uma manutenção ou que haja ventos muito fracos, o que não é comum. O planador é fantástico nesse sentido”, disse.
“Ele foi criado e otimizado para o uso em oceanografia, para voar muitos e muitos quilômetros”, concorda Mateus Miranda, professor de engenharia automotiva e aeroespacial da Universidade de Brasília, câmpus Gama. “Um drone comum tem autonomia muito limitada, e é muito complicado percorrer essas distâncias de barco”, compara.
Gás carbônico
Segundo Bousquet, uma das aplicações mais imediatas para a tecnologia é o monitoramento de como os oceanos interagem com o gás carbônico na atmosfera. Por um lado, eles ajudam a absorver o excesso do gás produzido pela humanidade. Por outro, esse processo aumenta a acidez das águas e pode prejudicar a vida marinha.
“A forma como o CO2 é absorvido é comandada por processos muito complicados, relacionados à física, à biologia e à química”, diz o pesquisador. “Entendê-los requer um monitoramento local. O Oceano Antártico, em particular, é um dos que mais absorvem o gás. Porém, como ele tem muito vento e é muito remoto, está entre os menos estudados.”
Segundo Bousquet, o insight que ele e os colegas tiveram é cada vez mais comum nas ciências. “De forma mais geral, estamos vivendo uma época muito animadora, na qual a engenharia está se tornando avançada o suficiente para copiar inspirações da natureza”, diz. “Pense em como os morcegos são ágeis ao voar. Ainda existe um grande abismo entre a performance dos animais e os sistemas construídos por nós, e eu espero que, na próxima década, várias ideias da natureza  sejam aproveitadas.”
Fonte: Correio Braziliense