Como escolher o melhor Drone para cada trabalho?

Por Colaborador externo | 04 de Abril de 2014 às 18h25

Por Floriano Peixoto*

O uso de Sistemas de Veículos Aéreos Não Tripulados (Sis VANTs) para obtenção de imagens aéreas para as mais diversas aplicações já é uma realidade. Fala-se em Sis VANT, pois trata-se de todo um sistema desenvolvido para operar uma aeronave não tripulada com eficiência e segurança.

Existem inúmeras opções no mercado, tanto de equipamentos nacionais como importados. Das mais diversas formas, tamanhos e preços. E não são equipamentos baratos. Por isso não podemos errar na escolha. Mas como fazer para chegar à conclusão de qual deles pode melhor nos atender? Segundo pesquisa da MundoGEO, a maioria das empresas procura uma solução completa, sempre pensando no resultado final. Mas para se chegar a este resultado, tem-se um bom caminho a percorrer. Muita coisa precisa ser analisada e pesada.

Um bom começo é determinar o tipo de trabalho a ser desenvolvido com o Sis VANT, que tipo de terreno iremos cobrir, quais as condições para decolagem e pouso das aeronaves, o tamanho das áreas a serem imageadas, a facilidade ou não de acesso a estas áreas, se vamos precisar de imagens georreferenciadas com grande precisão ou apenas saber se determinada área está sendo desmatada, invadida, ou com sua ocupação expandida. Estes fatores irão impactar diretamente no tempo de voo necessário para cumprir cada missão, e isso ajudará a definir qual a autonomia e alcance que seu Sis VANT deverá ter. Com esta primeira informação, já poderemos eliminar uma parcela dos sistemas existentes no mercado.

Agora temos que levar em conta outro fator: quanto maior a autonomia e alcance de voo necessário, maior será a aeronave e seu custo de aquisição e operação, e maior o tempo para treinamento da equipe que deverá operar tal sistema. Além disso, quanto maior a aeronave, mais pesada ela é, necessitando de maior distância para pousos e decolagens. Neste ponto vale a pena avaliar se realmente eu preciso de um avião que voe cinco horas ininterruptas, ou se posso realizar cinco voos de uma hora. É preciso levar em conta que um piloto em terra deverá monitorar todo o tempo em que a aeronave estará no ar.

A decisão deve ser tomada analisando-se todos estes fatores e principalmente a missão a ser desenvolvida. Se tenho pista de boa qualidade para decolagem e pouso, se posso operar horas ininterruptas monitorando uma área de grandes dimensões, o que deverá pesar será o custo de aquisição e operação de cada sistema.

E, no caso da aerofotogrametria, existe um fator a mais a ser levado em conta: a condição climática, mais especificamente o calor. Com o avançar do dia, o sol vai aquecendo a terra, e dependendo do tipo de solo ele é mais ou menos aquecido. E este calor é irradiado para o ar sobre ele. O ar aquecido, por ser mais leve, começa a subir, gerando colunas de ar ascendente. À medida em que o calor vai aumentando, a velocidade de deslocamento dessas colunas de ar também aumenta. Com a subida do ar quente, uma camada de ar mais frio desce para ocupar o seu lugar. Temos, então, colunas de ar quente subindo e colunas de ar frio descendo, e este movimento gera o que conhecemos como turbulência.

Quantas vezes já sentimos o efeito desta atividade térmica em voos comerciais que fizemos, aonde ocorreu turbulência com céu limpo? E nosso VANT também sofrerá o efeito dessa turbulência. Conclusão: para trabalho de aerofotogrametria de precisão não dá para voar o dia inteiro, a não ser que não haja atividade térmica.

Continuando com a escolha da aeronave: VANT ou Aeromodelo? Afinal um VANT de pequeno porte e um aeromodelo são tão parecidos, ou será até que não são iguais? A resposta é: não são iguais. A diferença fundamental entre VANTs e aeromodelos está na segurança operacional. Se formos num final de semana a qualquer clube de aeromodelismo, veremos que é comum a perda de aeronaves pelos mais diversos motivos. Por problemas na transmissão ou recepção do sinal de rádio controle, por perda do motor em voo, por quebra ou queima de um dos servos (motor que aciona as superfícies de comando), por falha estrutural e por aí vai.

Os aeromodelos caem. Vão embora por conta própria. Perguntem para qualquer aeromodelista. Podem dizer que cair não tem problema, pois muitos atualmente são feitos de isopor, com motor traseiro e, se atingirem uma pessoa, não causarão nenhum dano.

Ledo engano. Experimentem cortar um quadrado de isopor de 5 por 5 centímetros e espessura de 3 centímetros. Subam em cima dele com a ponta de um dos pés. Veremos que ele se achata, mas não completamente. Agora imaginem um avião de isopor pesando meio quilo atingindo alguém, na cabeça, a 200 quilômetros por hora. Pois um aeromodelo ou VANT caindo chega fácil nessa velocidade.

Um VANT não pode cair. É projetado para não cair. Mas como faço para distinguir um VANT de um aeromodelo?

A melhor maneira de ver se é um VANT ou um aeromodelo é verificar se os seus sistemas de comando, estabilidade, controle e acompanhamento de voo são redundantes e independentes. De nada adianta sistemas duplicados se não são independentes.

Em primeiro lugar vamos ver quais superfícies se movimentam em uma aeronave para que ela mantenha um rumo estabilizado ou mude sua trajetória.

VANT

Estes são os comandos primários de voo. Em asas voadoras, as mesmas superfícies de comando fazem as vezes de ailerons e profundores. Para movimentar estas superfícies existem pequenos motores (servos) que acionam braços articulados nelas.

A quebra ou queima de um desses motores não é coisa rara. Daí é preciso que existam pelo menos dois motores para acionar cada superfície de comando. Se um deles queimar, o outro continua trabalhando. Mas se caso houver uma quebra com travamento do motor, ele poderá impedir do funcionamento do segundo.

Servos

O travamento de uma superfície de comando, invariavelmente causa a queda da aeronave. O ideal é que existam duas superfícies de comando com um servo em cada uma delas, para fazer a mesma função, e dois receptores de rádio acionando cada um dos sistemas.

Em um VANT existe uma placa controladora de voo microprocessada com diversos sensores, que precisa ter redundância. Ou, utilizar duas placas embarcadas com sistema independente, em que o piloto em terra pode passar o comando da missão de uma para outra. Através delas é que a aeronave mantém sua estabilidade independentemente do piloto em solo. Também permite fazer um voo pré programado, com pontos de passagem, decolagem e pouso automáticos. Através de um modem de duas vias, o piloto em solo recebe todos os parâmetros de telemetria do VANT e pode enviar comandos para ele.

Os voos de VANT normalmente não são feitos utilizando-se o rádio controle, igual aos dos aeromodelos. Este rádio normalmente é utilizado em situações de emergência, caso o sistema de telemetria e comando fique sem sinal. Esta é a redundância de comando encontrada em um VANT.

Mas precisamos também ter redundância no acompanhamento do voo. A telemetria fornece todos os dados para uma tela de computador que está sendo operado pelo piloto. O segundo modo de acompanhamento de voo é através de uma câmera de vídeo online, embarcada no VANT. Em um monitor de TV tem-se a imagem dessa câmera e está se vendo aonde e como ele está voando.

Daí temos três sistemas de telecomunicações independentes, com frequências diferentes para comando e acompanhamento de voo. E o sistema deve ser projetado e configurado para abortar a missão automaticamente, em caso de falha em quaisquer desses controles, fazendo com que a aeronave volte para o seu ponto de lançamento ou acione seu para-quedas de emergência.

Aeromodelos normalmente não têm para-quedas de emergência, equipamento obrigatório em qualquer VANT.

Agora que já vimos os parâmetros que podem nos ajudar a diferenciar um VANT de um aeromodelo, vamos passar a analisar os parâmetros que vão determinar qual o melhor Sis VANT para o nosso trabalho, e como planejar uma missão para que se obtenha o melhor resultado dela. Mas sobre isso vamos falar na próxima edição.

*Floriano Peixoto é pesquisador responsável pelo projeto de pesquisa e desenvolvimento de Sis VANTs Albatroz Aerodesign, pré incubado no NINE – Núcleo de Inovação, Negócios e Empreendedorismo da UNISANTA – Universidade Santa Cecília, em Santos – SP.

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