Robótica e energia solar

Nesse artigo iremos entender como a energia solar é tão importante em um dos principais desafios da robótica: A autonomia energética.

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A importância da autonomia energética

A robótica consiste no desenvolvimento de robôs para realizar tarefas com eficiência e precisão e definitivamente, esta foi uma das áreas de conhecimento que mais se desenvolveu nos últimos anos, com grandes avanços e em um curto espaço de tempo. Podemos perceber que conforme o tempo passa são produzidos robôs cada vez menores, mais especializados e mais baratos, tornando-os assim mais populares e de fácil obtenção, além de serem uma ótima solução em locais de difícil acesso e na realização de tarefas arriscadas para o ser humano, garantindo produtividade, redução de atividades braçais e ocupação de trabalhos que oferecem risco de vida.

Mesmo com tais grandes avanços, a robótica ainda enfrenta seus gargalos, que a impedem de ter uma presença maior na sociedade. Um deles é a é a autonomia energética. A crescente demanda por projetos que necessitam ficar grandes períodos sem um instante de carregamento, como por exemplo, drones e máquinas autônomas, cria a necessidade da existência fonte geradora de energia que possa estar embarcada na estrutura dos elementos citados. Uma possível solução para este impasse é a utilização de baterias, porém sozinhas elas não conseguem dar a autonomia necessária para que o robôs operem sem nenhuma ajuda humana, pois, em virtude do consumo da bateria, é necessário que haja algum mecanismo para que esta energia seja reposta enquanto a os mesmos estão em funcionamento.

Desta maneira, a questão da energia para funcionamento das máquinas acaba culminando no desenvolvimento de aplicações para ambientes como campos de agricultura, locais fora da atmosfera terrestre e zonas glaciais como Antártida e polo norte, de modo que,  uma solução para este problema pode ser a escolha da utilização de uma fonte renovável de energia, neste caso, estamos falando da energia solar.

A Energia Solar

O Sol é um recurso natural cuja energia emanada é abundante no planeta Terra, fornecendo para o globo inteiro uma energia comparada a seis mil hidrelétricas de Itaipu por dia. Com o custo se reduzindo e a eficiência das placas aumentando, a energia solar vem sendo usada em diversas áreas e já pode ser considera da uma realidade para o uso na robótica. Com as placas fotovoltaicas é possível converter luz do Sol em eletricidade e além disso, unindo as mesmas (como fornecimento de energia) à um banco de baterias, pode-se armazenar essa energia, obtendo portanto uma solução para o problema da necessidade dos robôs no que diz respeito ao carregamento manual do banco citado. Como o sol está sempre disponível em todo local, torna-se possível fazer sistemas que atuem em locais com limitação de fornecimento de energia, expandindo a robótica a áreas inacessíveis e localizações além do alcance humano.

Energia solar e robótica

Uma grande aplicação da associação entre o conceito de robótica e as placas fotovoltaicas são os robôs lançados pela NASA para exploração espacial. Os Rovers, veículos exploradores robóticos que percorrem a órbita de Marte colhendo informações sobre rochas e materiais na superfície do planeta vermelho, conseguem autonomia energética para realizar suas missões por um grande período de tempo graças ao uso da energia solar. Em dois dos Rovers, Spirit e Opportunity, o sistema de suprimento de energia formado por um conjunto de placas solares consegue gerar 140 Watts por quatro horas em um dia marciano e precisam de apenas 100 Watts para operar. Assim, munidos de um conjunto de baterias de Lítio-íon, conseguem também operar à noite. Ambos foram lançados no ano de 2003: o Spirit se manteve ativo até o ano de 2010 e o Opportunity está em uso até hoje.

Mas nem só de Marte a NASA vive, pois, Grover, um outro Rover, irá atuar na captação de dados das geleiras na Groenlândia, no Hemisfério Norte, um lugar inóspito e de baixas temperaturas. O envio do Grover para coletar informações sobre o acúmulo de neve nas geleiras consiste em um método barato para obtenção de dados e seu sistema de alimentação utiliza de duas placas solares montadas em forma de “V” para captação tanto da radiação solar vinda do sol quanto a refletida pela superfície.

Na agricultura também podemos utilizar a mesma ideia dos robôs autônomos espaciais. A universidade de Sydney está construindo a LadyBird, um robô autônomo com objetivos de captação de dados sobre o local do plantio e o solo. Com o uso de placas fotovoltaicas, a LadyBird consegue ser sustentável para a natureza e passível de percorrer grandes pedaços do terreno a ser plantado.

São inúmeros os grandes projetos existentes pelo mundo, entretanto, devemos também dar uma certa atenção ao fato de que o uso de placas fotovoltaicas em pequenos projetos também é uma ótima solução para aplicações de robótica, inclusive com a plataforma Arduino. O Solares, um projeto de extensão presente na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), pesquisa e realiza trabalhos envolvendo a utilização da energia solar em diferentes locais. A construção de um carrinho solar, um carrinho de controle remoto que tem a sua energia advinda de placas solares, é uma dessas aplicações.

A montagem do carrinho citado foi feita com a utilização de uma placa Arduino, além de dispor de uma conexão Bluetooth para o controle de sua movimentação. Com o auxílio de um pequeno banco de baterias, o carrinho consegue ter uma autonomia de 3 horas.

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Considerações finais

Este foi apenas um tutorial teórico cuja finalidade foi abordar a importância da utilização da energia solar em aplicações de robótica. Você já realizou algum projeto semelhante aos apresentados aqui? Deixe suas dúvidas, relatos e sugestões nos comentários abaixo