{"id":529291,"date":"2024-08-27T11:08:30","date_gmt":"2024-08-27T14:08:30","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=529291"},"modified":"2024-08-27T14:38:09","modified_gmt":"2024-08-27T17:38:09","slug":"un-dron-para-explorar-otros-planetas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-dron-para-explorar-otros-planetas\/","title":{"rendered":"Un dron para explorar otros planetas"},"content":{"rendered":"

Un dron dotado de generaci\u00f3n h\u00edbrida de energ\u00eda, solar fotovoltaica y e\u00f3lica, capaz de despegar verticalmente y mantenerse en vuelo estacionario, como un helic\u00f3ptero, como as\u00ed tambi\u00e9n de desplazarse horizontalmente con alas, como un avi\u00f3n, podr\u00eda llevar a cabo misiones con objetivos diversos y de larga duraci\u00f3n en \u00e1reas inh\u00f3spitas de la Tierra o en otros planetas con atm\u00f3sfera, como es el caso de Marte. El proyecto de un veh\u00edculo a\u00e9reo no tripulado (VANT, como se denomina oficialmente a los drones) con estas caracter\u00edsticas fue dirigido por el ingeniero mec\u00e1nico Alysson Nascimento de Lucena, del estado brasile\u00f1o de Rio Grande do Norte, con la colaboraci\u00f3n de investigadores de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN) y del Instituto Tecnol\u00f3gico de Aeron\u00e1utica (ITA), de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos (S\u00e3o Paulo). En diciembre de 2023, los inventores del Vant Marte, como ellos lo bautizaron, registraron la patente del aparato en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI).<\/p>\n

Lucena se inspir\u00f3 en los problemas que presentaron los dispositivos con propulsi\u00f3n solar de la Nasa, la agencia espacial estadounidense, en sus misiones en Marte. En 2022, el dron Ingenuity, el primero en sobrevolar suelo marciano, qued\u00f3 inutilizado durante d\u00edas por la imposibilidad de recargar sus bater\u00edas, debido a que la acumulaci\u00f3n de polvo imped\u00eda que los rayos solares llegaran a las placas fotovoltaicas acopladas en su estructura. Ese mismo a\u00f1o, tambi\u00e9n en Marte, las dificultades para captar energ\u00eda solar por la acumulaci\u00f3n de polvo condujeron al abandono de la misi\u00f3n de investigaci\u00f3n geol\u00f3gica de la sonda InSight.<\/p>\n

\u201cLa bater\u00eda de un VANT proporciona una autonom\u00eda de vuelo de 20 a 30 minutos. La mayor parte del tiempo permanece en reposo, recargando la bater\u00eda. En las misiones a Marte, este tiempo de reposo conlleva una acumulaci\u00f3n de polvo sobre las placas fotovoltaicas, lo que reduce la eficiencia de la recarga, no habiendo humanos cerca ni un sistema aut\u00f3nomo de remoci\u00f3n de ese polvo\u201d, explica Lucena.<\/p>\n

La innovaci\u00f3n propuesta por el ingeniero mec\u00e1nico, a\u00fan en fase de dise\u00f1o (no hay un prototipo desarrollado), es un dron con alas, en las que se instalar\u00e1n las placas fotovoltaicas. Un sistema compuesto por un \u00fanico conjunto motopropulsor con dos rotores coaxiales \u2012dos h\u00e9lices sincr\u00f3nicas superpuestas\u2012 ser\u00e1 el responsable del empuje durante el vuelo.<\/p>\n

Cada rotor estar\u00e1 dotado de un sistema de control que permitir\u00e1 que el paso (o \u00e1ngulo) de cada pala de la h\u00e9lice pueda ajustarse de forma independiente. Cuando el dron se encuentre en reposo, una de las aspas podr\u00e1 estar alineada a noventa grados, en perpendicular a la direcci\u00f3n del viento, mientras que la otra podr\u00e1 mantenerse neutra, a cero grados (v\u00e9ase la figura abajo<\/em>). \u201cUn algoritmo calcular\u00e1 la direcci\u00f3n del viento y posicionar\u00e1 la h\u00e9lice para aprovechar al m\u00e1ximo la generaci\u00f3n de energ\u00eda e\u00f3lica\u201d, describe Lucena. Durante el vuelo vertical, el movimiento de las h\u00e9lices generar\u00e1 viento que ayudar\u00e1 a remover el polvo depositado sobre las placas fotovoltaicas.<\/p>\n

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Alexandre Affonso, con base en dibujos de la UFRN<\/span>Para un mejor aprovechamiento de la generaci\u00f3n de energ\u00eda e\u00f3lica, el \u00e1ngulo de cada pala de la h\u00e9lice puede ajustarse en forma independiente, perpendicularmente (palas celestes<\/em>) o alineadas con el viento (palas azules<\/em>)Alexandre Affonso, con base en dibujos de la UFRN<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cEl uso de las palas de los rotores para generar energ\u00eda cuando el dron est\u00e1 en tierra es una idea excelente y novedosa\u201d, comenta el ingeniero electricista Jo\u00e3o Batista Dolvim Dantas, tecn\u00f3logo s\u00e9nior del Comando Aeron\u00e1utico, experto en rob\u00f3tica y en aeronaves pilotadas por control remoto. \u201cLa generaci\u00f3n h\u00edbrida, e\u00f3lica y fotovoltaica maximiza la duraci\u00f3n de la misi\u00f3n de un VANT sin necesidad de manipulaci\u00f3n humana directa. Un dron con estas caracter\u00edsticas podr\u00e1 recolectar datos durante extensos per\u00edodos de tiempo y a grandes distancias en regiones des\u00e9rticas o polares, as\u00ed como en ambientes que representen un peligro para la vida, como las zonas de actividad volc\u00e1nica\u201d, subraya Dantas.<\/p>\n

El Vant Marte es h\u00edbrido por partida doble, ya que adem\u00e1s de su capacidad para generar energ\u00eda e\u00f3lica y fotovoltaica, posee un sistema de soporte de vuelo dual, con h\u00e9lice y ala fija. \u201cEsta combinaci\u00f3n de soporte de vuelo ampl\u00eda su eficiencia operativa\u201d, dice el ingeniero mec\u00e1nico Raimundo Carlos Silv\u00e9rio Freire J\u00fanior, director del m\u00e1ster de Lucen en la UFRN, quien tambi\u00e9n particip\u00f3 en el desarrollo. Un dron exclusivamente multirrotor aterriza y despega verticalmente \u2012sin necesidad de una pista estas operaciones\u2012 y puede mantenerse en vuelo estacionario, pero el consumo de energ\u00eda para mantener el rotor en funcionamiento es alto. En tanto, un dron exclusivamente de ala fija requiere una pista, pero cuenta con la ventaja del ala como soporte del vuelo horizontal, lo que reduce el consumo de combustible y proporciona mayor velocidad. \u201cEl dron h\u00edbrido conjuga las ventajas de ambos sistemas\u201d, dice Freire J\u00fanior.<\/p>\n

Los VANT con soporte de vuelo h\u00edbrido no son nada nuevo. Ya se utilizan, aunque en forma incipiente y principalmente en el exterior, en misiones militares y de defensa civil. \u201cLa combinaci\u00f3n de ala y h\u00e9lice permite la vigilancia de una amplia regi\u00f3n utilizando el ala. Si se detecta un punto de inter\u00e9s espec\u00edfico, el dron puede detenerse y sobrevolarlo. En una misi\u00f3n de rescate, tras detectar el objetivo, el dron puede aproximarse para visualizar la situaci\u00f3n m\u00e1s detalladamente o entregar un material necesario\u201d, pone como ejemplo la ingeniera electr\u00f3nica Neusa Maria Franco de Oliveira, supervisora del posdoctorado de Lucena en el ITA, donde coordina el proyecto de un VANT con soporte de vuelo h\u00edbrido y bater\u00eda de recarga tradicional.<\/p>\n

El Vant Marte fue concebido durante el doctorado de Lucena en ingenier\u00eda el\u00e9ctrica y computaci\u00f3n en la UFRN. Seg\u00fan el ingeniero de sistemas inform\u00e1ticos Luiz Marcos Garcia Gon\u00e7alves, director del doctorado de Lucena, a\u00fan quedan retos importantes por resolver para hacer que el dispositivo sea funcional en su operaci\u00f3n a grandes distancias. El principal es el desarrollo de algoritmos para la toma de decisiones en forma aut\u00f3noma, como un mejor aprovechamiento del viento para la generaci\u00f3n e\u00f3lica o cuando, en vuelo, debe optar por el uso de la h\u00e9lice o el ala.<\/p>\n

En este momento, los investigadores se encuentran abocados a la b\u00fasqueda unos 2 millones de d\u00f3lares en fondos, seg\u00fan estiman, para el desarrollo de un prototipo del dispositivo, con todas las operaciones aut\u00f3nomas ya incorporadas y dise\u00f1ado para volar en un ambiente de baja presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, como el que existe en el planeta rojo.<\/p>\n

Lucena trabaja actualmente como ingeniero mec\u00e1nico en Equatorial Sistemas, una empresa aeroespacial con sede en S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos (S\u00e3o Paulo), en el sector a cargo del desarrollo de drones innovadores. Uno de los proyectos en marcha es un modelo de soporte h\u00edbrido impulsado a hidr\u00f3geno. Este modelo de dron, de gran tama\u00f1o, pesar\u00e1 200 kilogramos (kg) y se utilizar\u00e1 para el transporte de cargas de aproximadamente 50 kg, con una autonom\u00eda de vuelo de 450 kil\u00f3metros. La meta de la compa\u00f1\u00eda es construir un aparato m\u00e1s grande, de 600 kg, capaz de transportar cargas de 200 kg. \u201cEn un futuro no muy lejano, los drones cobrar\u00e1n importancia en la log\u00edstica del transporte urbano de cargas\u201d, anticipa el ingeniero.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Proyectan un veh\u00edculo a\u00e9reo no tripulado para que vuele en Marte y en \u00e1reas inh\u00f3spitas de la Tierra","protected":false},"author":538,"featured_media":529296,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[312],"coauthors":[1346],"class_list":["post-529291","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-innovacion","position_at_home-sumario"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/529291","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/538"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=529291"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/529291\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":529305,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/529291\/revisions\/529305"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/529296"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=529291"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=529291"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=529291"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=529291"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}