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Pirajuba

Poli-USP desenvolve veículo autônomo subaquático

Protótipo servirá de plataforma para o desenvolvimento de novas tecnologias de coleta de dados científicos em pesquisas oceanográficas e monitoramento ambiental.

O Pirajuba, nome de origem tupi que significa “peixe amarelo”

Ettore Apolonio de Barros / DivulgaçãoO Pirajuba, nome de origem tupi que significa “peixe amarelo”Ettore Apolonio de Barros / Divulgação

Está em fase de testes a terceira versão do Pirajuba, protótipo de veículo subaquático não tripulado desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecatrônica e Sistemas Mecânicos (PMR) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP). O projeto de AUV – sigla em inglês de veículo autônomo submerso – teve início em 2008 com o objetivo de servir de plataforma de testes para pesquisas nas áreas de dinâmica, controle e navegação de veículos submarinos (ver Pesquisa FAPESP n°141). Desde então seus principais componentes vêm sendo aperfeiçoados. Em 2011 passou a ser adaptado para missões oceanográficas e de monitoramento ambiental. O objetivo é que o AUV possa, no futuro, facilitar o mapeamento do solo marinho, além de ser usado em trabalhos de inspeção de instalações submersas, como oleodutos, gasodutos e emissários submarinos.

O Pirajuba, nome de origem tupi que significa “peixe amarelo”, já havia sido testado em tanques de prova, como os do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) de São Paulo, para avaliar como reagia à resistência da água. Em julho de 2012 e janeiro de 2013 foram realizados pela primeira vez testes no mar de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro, com o apoio da Marinha do Brasil, a fim de verificar sua funcionalidade e dinâmica de navegação. À época, os algoritmos de piloto automático foram verificados, manobras pré-programadas executadas e dados de navegação e batimetria lidos e armazenados. Novos testes estão previstos para a segunda metade de 2013.

“Agora pretendemos verificar a capacidade do veículo de coletar dados para pesquisas oceanográficas e de levantamento hidrográfico em águas rasas”, disse o engenheiro Ettore Apolonio de Barros, do Laboratório de Veículos Não Tripulados do PMR e pesquisador responsável pelo projeto. “A ideia é estabelecer uma tecnologia nacional que sirva de base para o desenvolvimento de veículos subaquáticos não tripulados voltados para missões de campo também em outras áreas, como inspeção de estruturas offshore, a exemplo de plataformas petrolíferas, e aplicações militares”, completou.

Em julho de 2012 e janeiro de 2013 foram realizados pela primeira vez testes no mar de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro, com o apoio da Marinha do Brasil

Ettore Apolonio de BarrosEm julho de 2012 e janeiro de 2013 foram realizados testes no mar de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro, com o apoio da Marinha do BrasilEttore Apolonio de Barros

A utilização do Pirajuba em missões científicas em águas rasas deve ter início até o final deste ano. Para isso ainda são necessários ajustes no sistema de navegação, implementação de sistemas de segurança e a adaptação de sensores oceanográficos. A expectativa é que o veículo seja produzido em versões que possam ser utilizadas também na inspeção de estruturas submersas. “Além disso, os subsistemas desenvolvidos devem promover a capacitação do laboratório em diversos aspectos da tecnologia submarina”, avaliou o engenheiro.

Em formato de torpedo (veja foto), o Pirajuba tem 1,78 metro de comprimento, 23 centímetros de diâmetro e pode atingir a velocidade aproximada de 10 quilômetros por hora (km/h). “O AUV possui energia e capacidade de processamento, com computadores de bordo acoplados. Assim, não depende da assistência humana durante suas missões”, explicou o engenheiro. Seu sistema de energia baseia-se em um banco de baterias de polímero de lítio, que oferecem altas densidades relativas de energia e a possibilidade de serem moldadas de acordo com a geometria do casco do robô.

Segundo o pesquisador, as melhorias alcançadas nessa terceira versão do Pirajuba referem-se à concepção mecânica de seus componentes principais, como casco, sistema de propulsão e manobra e estrutura interna do vaso principal. “Esta versão está muito mais operacional que as anteriores, beirando a de um protótipo comercial”, comentou. “O sistema de vedação e proteção catódica dos vasos está validado, a manipulação dos componentes do veículo e sua manutenção foram facilitadas, o sistema de flutuação está integrado ao casco conforme o projeto assistido por computador, o sistema de manobra é mais preciso e os programas de controle embarcado e interface com a base de comando estão mais refinados e de fácil utilização”, explicou.

Em sua versão atual, o formato do AUV também está mais próximo da geometria ideal dos modelos utilizados na aplicação de métodos de predição de esforços hidrodinâmicos. “Isso é importante para estabelecer o veículo como uma plataforma de testes viável para a validação das predições produzidas por esses métodos”, afirmou Ettore. O casco novo é mais leve que o da versão anterior e foi laminado em um molde fabricado por controle numérico de um robô manipulador do Centro de Engenharia Naval e Oceânica do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. “Por ora, o AUV só pode atuar em profundidades de até 100 metros. Mas, mesmo em águas rasas, pode ser aplicado em missões nas áreas de petróleo e gás, como aquelas relacionadas à inspeção de oleodutos e gasodutos próximos da costa”, explicou.

Veja aqui o vídeo do AUV Pirajuba em teste em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro.

Projeto
Investigação numérica de esforços hidrodinâmicos sobre veículos autônomos submarinos (n° 2009/10205-3); Modalidade: Auxílio Pesquisa – Regular; Coord.: Ettore Apolonio de Barros (Poli-USP). Investimento: R$ 201.786,06