Rezistentă la flăcări, drona FireDrone ajută pompierii (2)

July 2023

 

Robotul aerian multimediu FireDrone rămâne operațional chiar și după expunerea timp de zece minute la o temperatură de 200ºC (392ºF)

Continuare Carcasa dronei FireDrone (stratul izolator din aerogel) protejează nu doar componentele electronice. Alături de baterie, controlerul de zbor, transmițătorul video și receptorul radio, sunt „apărate” de flăcări, cu „îmbrăcămintea” protectoare din aerogel, camera optică, senzorul de CO2 și camera cu infraroșu (newatlas.com). Aerogelurile (vezi prima parte) sunt corpuri solide cu structură poroasă, asemănătoare cu a unui burete. Având un procent de 99,8 din volum spațiu gol, aerogelul este considerat cel mai ușor material solid, spre comparație este, de exemplu, de 1.000 de ori mai puțin dens decât sticla, un alt solid pe bază de siliciu (solarsystem.nasa.gov). Inițial, aerogelul a fost creat pentru aplicații din domeniul aerospațial, a fost utilizat pentru izolarea termică a costumelor astronauților și ca spațiu de înmagazinare pentru unele gaze sau diverse substanțe. „Materia primă din care se produce este forma amorfă de dioxid de siliciu, cunoscută sub denumirea de silicat de potasiu sau silicat. Această materie primă pur minerală stă la baza celui mai performant material termoizolant”. Incluziunea moleculelor de aer în porii corpulul solid limitează considerabil transferul termic, iar rezultatul este „materialul cu cea mai redusă conductivitate termică”. În lipsa unui „scut protector”, componentele electronice și elementele structurale ale unei drone se pot defecta sau topi dacă ajung în spațiile cu temperaturi ridicate. Pe baza schimburilor de informații cu pompierii, cercetătorii au dedus că dacă dronele s-ar apropia mai mult de clădirile sau pădurile cuprinse de flăcări ar oferi date, care s-ar putea dovedi cruciale, despre structura și amploarea incendiilor și ar ajuta la pregătirea riguroasă și în siguranță a intervențiilor. Când drona va pătrunde singură într-o clădire incendiată, va transmite date în timp real, „cum ar fi distribuția surselor de incendiu, locația pericolelor care trebuie evitate și locul în care se află persoane captive”. Soluția optimă este echiparea dronelor cu senzori de dioxid de carbon (CO2) și camere, dar și cu o stuctură care să permită funcționarea la temperaturi înalte. Necesitatea unor soluții tehnice pentru astfel de situații i-a determinat pe cercetătorii implicați în proiect să investigheze „aplicarea materialelor de izolare termică în robotica aeriană”. Aerogelul special al dronei FireDrone, realizat la EMPA Dübendorf, a fost inspirat de „principiile” naturale de reglare a temperaturii, cum sunt proprietățile izolatoare ale blănurilor unor animale. Au urmărit și s-au inspirat de la animalele care trăiesc la temperaturi extreme, cum ar fi vulpea arctică sau pinguinul, care au un strat adecvat de grăsime, un material propriu pentru reglarea temperaturii corpului care le permite supraviețuirea în condiții extreme. Au studiat și insecta hemipteră a cărei nimfă produce o secreție, asemănătoare vizual salivei, pentru a se proteja de temperaturile ridicate prin crearea unui înveliș de spumă care izolează, dar poate și răci prin evaporare, micromediul de sub „acoperișul” astfel creat (onlinelibrary.wiley.com). Gelul poros creat special pentru proiectul FireDrone constă, în principal, din pungi de aer într-o matrice de poliimid (polyimide plastic), silice (dioxid de siliciu) și fibre de sticlă, iar straul exterior din aluminiu ajută la reflectarea (respingerea) căldurii. În plus, pe măsură ce gazul se evaporă din senzorul de CO2, în dronă se produce un efect de răcire. Fibra de sticlă asigură o mai mare rezistență structurală. În concluzie, robotul „zburător” experimental are carcasa din material termoizolant și un sistem de răcire propriu. În prezentarea postată pe site-ul youtube.com de EMPA tv se mai precizează că, „testele urmează să crească în complexitate, de la teste ale subsistemelor cu o fidelitate scăzută, la teste complete de sistem în scenarii din viața reală”. Când se va ajunge la etapa finală, la etapa de comercializare, pe lângă ajutorul dat echipelor de pompieri, „aeronava ar putea fi folosită și la evaluarea incendiilor forestiere sau chiar la cercetări în medii foarte reci datorită aerogelului său izolator”.

Tags