Drones impulsados ​​por energía solar podrían permanecer en el aire para siempre

Un robot aéreo que pesa 4 gramos funciona con pequeños paneles solares que producen voltajes extremadamente altos, un método que podría permitir que los drones vuelen indefinidamente.

Un dron que pesa sólo 4 gramos es el vehículo aéreo con energía solar más pequeño que ha volado hasta el momento, gracias a su inusual motor electrostático y sus diminutos paneles solares que producen voltajes extremadamente altos.

Aunque el prototipo del tamaño de un colibrí sólo funcionó durante una hora, sus creadores dicen que su enfoque podría dar lugar a drones del tamaño de un insecto que pueden permanecer en el aire indefinidamente.

Los diminutos drones son una solución atractiva para una variedad de problemas de comunicaciones, espionaje y búsqueda y rescate, pero se ven obstaculizados por la escasa duración de la batería, mientras que las versiones alimentadas por energía solar luchan por generar suficiente energía para sustentarse.

A medida que se miniaturizan drones que funcionan con energía solar, sus paneles solares se encogen, lo que reduce la cantidad de energía disponible, dice Mingjing Qi de la Universidad de Beihang en China.

La eficiencia de los motores eléctricos también disminuye a medida que se pierde más energía en calor, afirma.

Para evitar este ciclo decreciente, Qi y sus colegas desarrollaron un circuito simple que aumenta el voltaje producido por los paneles solares a entre 6.000 y 9.000 voltios.

En lugar de utilizar un motor electromagnético como los de los autos eléctricos, cuadricópteros y diversos robots, utilizaron un sistema de propulsión electrostático para impulsar un rotor de 10 centímetros.

Este motor funciona atrayendo y repeliendo componentes alternos con cargas eléctricas dispuestas en un anillo, creando un par que hace girar una sola pala del rotor como un helicóptero.

Los componentes livianos están hechos con finas astillas de fibra de carbono cubiertas con una lámina de aluminio extremadamente delicada.

Sus demandas de alto voltaje son en realidad una ventaja, ya que la corriente se reduce, lo que genera pérdidas de calor muy bajas.

“La corriente de funcionamiento es extremadamente baja para la misma potencia de salida, lo que hace que el motor casi no genere calor.

La alta eficiencia y el bajo consumo de energía del motor nos permiten alimentar el vehículo con un panel solar muy pequeño”, afirma Qi.

“Hemos conseguido que por primera vez un vehículo microaéreo vuele aprovechando la luz solar natural.

Antes de esto, sólo los aviones ultraligeros muy grandes podían lograr esto”.

La máquina de los investigadores, a la que llaman CoulombFly, pesa sólo 4,21 gramos y logró un vuelo de 1 hora antes de fallar mecánicamente.

Qi dice que estos puntos débiles se pueden eliminar y que las versiones futuras efectivamente podrán volar indefinidamente usando paneles solares durante el día y recolectando señales de radio, como 4G y Wi-Fi, para obtener energía durante la noche.

CoulombFly es capaz de transportar una carga útil de 1,59 gramos, lo que podría permitir pequeños sensores, computadoras o cámaras.

Pero con diseños refinados, los investigadores creen que esto podría aumentarse a 4 gramos, y las versiones de ala fija podrían incluso transportar hasta 30 gramos.

También se está trabajando para crear una versión aún más pequeña de CoulombFly que tenga un rotor de menos de 1 centímetro de diámetro.

Fuente: New Scientist