Inovação em veículos de decolagem vertical

Criados inicialmente para fins militares, os drones surgiram como solução para realizar missões arriscadas sem expor pilotos ao perigo. Com o avanço da tecnologia, esses veículos aéreos não tripulados (VANTs) ultrapassaram o campo de batalha e passaram a ocupar espaços que vão do lazer e da produção audiovisual às aplicações industriais e segurança. Hoje, os drones estão cada vez mais presentes no cotidiano e se tornaram ferramentas versáteis para solucionar problemas complexos, como os desafios atuais de mobilidade urbana.

Nem sempre o crescimento dos grandes centros urbanos foi acompanhado de um planejamento. Muitas pessoas se concentraram em pequenas regiões, dificultando o deslocamento pelas cidades. A mobilidade aérea surgiu como uma alternativa tecnológica para atender essas necessidades de movimentação, possibilitando serviços mais flexíveis, sustentáveis e capazes de diminuir congestionamentos e tempo de viagem.

Com esse objetivo, o Centro de Pesquisa em Aerodinâmica Experimental (CPAERO), da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia (Femec/UFU), em parceria com a empresa Xmobots, desenvolve uma hélice de alto desempenho, baixo custo e otimizado para redução de ruído. O projeto integra o Programa FW1000, voltado à criação de soluções inovadoras de mobilidade aérea.

A relevância dessa parceria foi reconhecida na etapa regional do prêmio Finep de Inovação 2025, uma iniciativa da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). O Programa FW1000 foi vencedor na categoria infraestrutura, saneamento, moradia e mobilidade sustentáveis. Para o coordenador do projeto na UFU e professor da Femec, Odenir de Almeida, a participação da universidade representa um avanço importante na formação dos discentes e no protagonismo da instituição na ciência nacional. 

A busca por ares de desenvolvimento e inovação

O foco principal do projeto está na análise aerodinâmica e aeroacústica dos sistemas de propulsão. Isso significa que os pesquisadores da UFU buscam otimizar a eficiência das hélices durante os voos e reduzir o ruído gerado em decolagens verticais. “O desafio é projetar as hélices para gerar a força [necessária] para poder tirar a aeronave do solo com maior eficiência. Como são múltiplas hélices e múltiplos motores, a questão do ruído passa a ser relevante para a comunidade que vai estar exposta aquela aeronave”, explica o docente.

A pesquisa, desenvolvida no Laboratório de Aerodinâmica Experimental (Laex/UFU), tem duração de três anos e utiliza modelos semi-empíricos, simulações computacionais e testes em bancadas e em túnel de vento, além de ensaios com protótipos em escala real. A instrumentação da bancada, já iniciada pela equipe, possibilita “testar e retirar os parâmetros de desempenho de diferentes hélices que a gente possa projetar ou mesmo comerciais. Essa é a abordagem que a gente fala experimental”, descreve Almeida. 

Os pesquisadores também trabalham no desenvolvimento de simulações para avaliar a funcionalidade do protótipo. “A gente utiliza a Dinâmica dos Fluidos Computacionais (CFD), onde usamos softwares comerciais, a partir das hélices que são projetadas ou mesmo hélices comerciais. Através dessa geometria, a gente é capaz de simular o funcionamento dessas hélices e tirar parâmetros de desempenho”, afirma o coordenador do projeto. O desenvolvimento em diferentes frentes é fundamental para criar a melhor solução de mobilidade aérea. 

Para alcançar os resultados, a parceria possibilitou um investimento em uma infraestrutura especializada no Laex. “A gente precisou comprar computadores de alto desempenho para poder fazer essas simulações, tem simulação que fica uma semana rodando. [Há também] os modelos semi-empíricos e analíticos que a gente utiliza para poder fazer o projeto das hélices, e foi investido no laboratório a capacidade de impressão 3D”, conta o professor da UFU. Os pesquisadores conseguem criar a geometria da hélice em softwares de desenho tridimensional, realizar a impressão e os testes físicos na bancada experimental. “Todas essas ferramentas trabalham num looping de otimização, ou seja, um círculo virtuoso de projeto”, conclui.

A parceria também permite o envolvimento de mais pesquisadores no projeto, oferecendo bolsas de pesquisa a docentes, técnicos e estudantes de graduação e pós-graduação. Além do desenvolvimento de um sistema de propulsão eficiente e silencioso, alcançar um projeto sustentável faz parte do planejamento da equipe. “Se a gente consegue ter uma máquina que seja mais eficiente energeticamente, isso traz consigo um ganho em termos de sustentabilidade. Por usar um motor elétrico, a gente precisa ter um design eficiente, [com] hélices para consumir a menor quantidade possível de energia desse motor”, destaca Odenir de Almeida.

O Programa FW1000 faz parte das empresas beneficiadas pela aprovação na seleção pública Ministério da Ciência e Tecnologia (MCTI)/Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT)/FINEP Subvenção Econômica à Inovação Plataformas Demonstradoras de Novas Tecnologias Aeronáuticas. O objetivo é o desenvolvimento de uma aeronave demonstradora de tecnologias que possam integrar propulsão elétrica ou híbrida, visando condução não tripulada para transporte de carga e passageiros com capacidade de testar operação autônoma integrada.

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