Un dron chino solar del tamaño de la palma de la mano bate récords mundiales

Dron CoulombFly del tamaño de la palma de la mano. (Foto: Xinhua)

Un dron chino del tamaño de la palma de la mano y que pesa menos que una hoja de papel ha captado la atención de los medios de comunicación porque su innovador motor le permite seguir volando siempre que reciba luz solar.

La máquina impulsada por energía solar fue diseñada por investigadores de la Universidad de Beihang, conocida por su experiencia en investigación aeronáutica y astronáutica. Es solo una décima parte del tamaño del anterior poseedor del récord como el avión más pequeño impulsado por energía solar y una 600 parte de su peso.

Los microvehículos aéreos tienen una gran cantidad de aplicaciones, desde el monitoreo ambiental hasta la búsqueda y rescate, lo que los convierte en herramientas versátiles. Pueden realizar tareas especializadas como capturar imágenes, detectar objetos y transportar artículos en espacios confinados. Sin embargo, la duración limitada del vuelo supone un obstáculo importante para su utilidad.

El investigador principal, Qi Mingjing, explicó que los micro vehículos aéreos tradicionales utilizan motores electromagnéticos para impulsar sus rotores. Sin embargo, los pequeños motores se sobrecalientan a altas velocidades, lo que provoca una fuerte caída en la eficiencia de conversión de energía. La luz solar natural puede ser una alternativa potencial como fuente de energía, pero cuanto más pequeño se vuelve un dron, menos superficie tiene para recolectar la luz solar.

En su estudio, publicado el jueves en la revista Nature, el equipo de investigación destaca que las máquinas voladoras tradicionales (aquellas que pesan menos de 10 gramos) solo pueden permanecer en el aire hasta 10 minutos.

Para superar los desafíos de eficiencia, Qi y sus colegas desarrollaron un motor electrostático que utiliza la fuerza de Coulomb, que es la fuerza entre partículas cargadas eléctricamente en reposo, para generar un movimiento giratorio continuo. El nombre del dron, CoulombFly, proviene de su exclusivo motor.

Un video de demostración presentado por los investigadores enseña que el motor funciona creando un círculo de cargas eléctricas, lo que genera una fuerza de torsión para hacer que una sola pala gire como las aspas de un helicóptero.

“La ventaja de un motor de este tipo es que puede reducir eficazmente el calor”, resaltó el coautor Peng Jinzhe.

"Esto se debe a que la electricidad estática funciona a alto voltaje y baja corriente", añadió Peng. "Cuanto más baja es la corriente, menos calor genera".

Según el estudio, la eficiencia de conversión de energía de las máquinas voladoras que pesan menos de 5 gramos y funcionan con dicha electricidad estática podría superar 10 veces la de los motores electromagnéticos tradicionales, con menos de una décima parte del consumo de energía requerido para el mismo levantamiento.

Antes del avance, los investigadores de la Universidad de Harvard publicaron un artículo en Nature en 2019 en el que presentaban el avión Robobee que desarrollaron, que en su día se consideró el nivel más alto en el campo de los microvehículos aéreos. Sin embargo, dependía de una fuente de luz artificial, equivalente a tres veces la intensidad de la luz solar natural, para mantener un vuelo sostenido.

Los investigadores de Beihang aseguraron que, a diferencia del resto, el CoulombFly puede lograr un vuelo continuo confiando únicamente en la luz natural, lo que representa un importante salto adelante.

“Después de un mayor desarrollo, se espera que la nueva tecnología de motor de drones se aplique en operaciones de rescate de emergencia, detección de espacios estrechos y otros escenarios similares”, concluyó el profesor Yan Xiaojun, uno de los investigadores principales.