Após emplacar quatro recordes de velocidade no Guinness com seus drones Peregreen, os sul-africanos Luke Bell e seu pai Mike, embarcaram recentemente em um novo desafio: construir uma aeronave capaz de voar por horas usando apenas a luz do sol, sem depender de baterias convencionais.
Apaixonados por mecatrônica, eles sabiam muito bem que a regra básica da aviação para asas rotativas (drones e helicópteros) é: o peso é o maior inimigo da eficiência. Por isso, fugiram do padrão das hélices pequenas — que equipam a maioria dos drones —, pois elas giram muito rápido e gastam muita energia.
Em seu canal no YouTube, Luke Maximo Bell, o jovem engenheiro explica que construiu um chassi em forma de X com canos finos de fibra de carbono e hélices gigantes de 47 centímetros, que geraram uma eficiência tão alta que o drone voou com cerca de 70 watts, o mesmo consumo de uma lâmpada incandescente antiga.
O sistema de energia da primeira versão consistia em 27 painéis solares extremamente finos e frágeis — alguns quebraram durante os testes, e um deles não resistiu nem ao gato da família. Unidos em série, eles geravam cerca de 150 watts sob sol forte.
Após ajustes no chassi e no software, o grande momento chegou. Operando em acoplamento direto aos painéis solares — sem baterias ou controladores — e com uma potência de decolagem de 150W, o drone voou com sucesso. A aeronave caseira provou, na prática, a viabilidade do conceito.
Reforçar a estrutura e reduzir o peso: uma missão impossível?
Encerrado abruptamente por uma rajada de vento, o voo de três minutos expôs o ponto fraco da primeira versão: sem uma reserva extra de energia, qualquer instabilidade atmosférica derrubava o drone. Retornando à prancheta, os Bell tinham o que é para nós, leigos, uma missão impossível: reforçar a estrutura e, ao mesmo tempo, reduzir o peso total.
Como exímios engenheiros de drones, eles sabiam que a solução estava na geometria, e não na massa, ou seja, não na quantidade de material, mas na forma como esse material é distribuído. No primeiro protótipo, a estrutura que segurava os painéis solares era “frouxa”, deixando os painéis meio caídos.
Eles começaram as reformas retirando as “gambiarras” pesadas — plástico excessivo, fios soltos, parafusos desnecessários —, substituindo tudo por uma arquitetura inteligente. Usando o software de modelagem 3D Onshape, a dupla construiu suportes de poliuretano termoplástico (TPU), capazes de deformar e voltar ao formato original.
A remoção do peso inútil, o fim do metal e o uso de fios de cobre mais curtos permitiram, além da redução da inércia rotacional, também uma economia de cerca de 70 gramas. Menos peso reduziu em 4 watts a energia exigida pelos motores, o que parece pouco quando pensamos nos 1,5 mil watts de um secador de cabelo, mas foi uma queda de 6% no consumo total de energia do drone.
Finalmente, a solução mais decisiva — mas criticada por muitos — foi a instalação de um circuito com diodos e uma minúscula bateria auxiliar. Necessário nos momentos em que o céu fecha e o sol some por alguns segundos, o equipamento atua apenas como nobreak, para evitar que o drone entre em queda livre devido à reinicialização do computador de voo.
O recorde e o sonho do voo indefinido
Essa versão final chegou a 28 painéis e mais de 110 watts sob sol pleno — folga suficiente para carregar a bateria auxiliar sob céu aberto. Reconhecendo que “o vento é sempre um grande problema com um dispositivo de tão baixa carga alar”, Luke já prepara a V3 de seu drone recordista.
A verdade é que manter um drone de hélices (multirrotor) parado no ar consome muito mais energia do que manter um avião (asa fixa) voando. Atual recordista de autonomia — com 64 dias consecutivos — o Airbus Zephyr S é tecnicamente um drone solar com asas, mas está longe de voar indefinidamente.
Como Dédalo e Ícaro, Mike e Luke acreditam no sonho do voo indefinido, e indicam que uma possível solução seria transformar o drone em um eVTOL — aeronave elétrica de decolagem e pouso vertical —, na qual o painel solar faria o papel duplo de asa e gerador de energia ao mesmo tempo
Mesmo não seguindo o rigor científico de grandes laboratórios, o recorde dos Bell prova que a inovação pode também ser construída em uma garagem. Com uma impressora 3D, painéis frágeis e um gato atrapalhando, o drone solar mostra que a “tecnologia de quintal” pode abrir caminhos que a indústria ainda não percorreu.
