Japão cria drone que funciona como “pára-raios” para proteger contra descargas elétricas

A tecnologia dos drones continua a surpreender, expandindo-se agora para a área da proteção contra fenómenos atmosféricos extremos. Investigadores no Japão apresentaram um sistema que transforma os drones em pára-raios móveis e direcionáveis.

O conceito de pára-raios voadores

Reza a história que Benjamin Franklin, em 1752, utilizou um papagaio de papel  para "capturar" um relâmpago, conduzindo a eletricidade através de um fio húmido até ao solo. Mais de dois séculos e meio depois, a tecnologia evoluiu drasticamente, e agora são drones que podem ser enviados para intercetar estas potentes descargas elétricas.

Uma equipa de cientistas japoneses desenvolveu um drone especificamente preparado para resistir e atrair relâmpagos. O objetivo deste veículo aéreo não tripulado, controlado a partir do solo, é precisamente servir de alvo preferencial durante uma tempestade, guiando a descarga de forma controlada.

A sua principal aplicação é atuar como um pára-raios portátil, podendo ser deslocado para zonas onde as descargas atmosféricas representem um risco significativo para pessoas, edifícios ou infraestruturas críticas.

Segundo os responsáveis pelo projeto, só no Japão, os prejuízos anuais causados por relâmpagos situam-se entre os 100 e os 200 mil milhões de ienes (aproximadamente 610 milhões a 1,22 mil milhões de euros).

Como funciona a proteção contra relâmpagos?

Sobreviver ao impacto direto de um relâmpago é uma tarefa improvável, dada a energia envolvida. Por isso, o componente mais crucial deste sistema é, talvez, uma gaiola de Faraday que envolve o drone. Este princípio físico, bem estabelecido, dita que o campo eletromagnético no interior de um condutor em equilíbrio é nulo.

Na prática, isto significa que a carga elétrica do relâmpago percorre a superfície externa da gaiola, sem penetrar no seu interior. Desta forma, os delicados componentes eletrónicos do drone ficam protegidos da descarga, que, embora comum, é impressionante: um relâmpago típico pode descarregar cerca de 30.000 amperes a uma tensão de 300 milhões de volts.

A equipa submeteu o seu sistema a testes rigorosos em ambiente real, entre dezembro do ano passado e janeiro deste ano. Numa das experiências, utilizando um detetor de campo elétrico, identificaram um aumento significativo da intensidade do campo elétrico numa nuvem de tempestade. Aproveitaram a oportunidade para enviar o drone até uma altitude de 300 metros.

O drone estava ligado à terra através de um cabo condutor, conectado a um interruptor no solo. Ao acionar o interruptor, os investigadores observaram uma corrente elétrica considerável a fluir pelo cabo, acompanhada por um aumento ainda mais acentuado do campo elétrico medido.

A equipa confirmou a passagem de mais de 2000 volts entre o cabo e a terra momentos antes da ocorrência do relâmpago. O teste foi considerado um sucesso.

📝 Como refere o New Atlas, o orçamento da empresa que desenvolveu este drone não incluía uma câmara digital moderna, "pelo que esta imagem foi provavelmente obtida com uma batata".

Resultados bastante promissores

O drone sobreviveu ao impacto direto do relâmpago, comprovando a eficácia da proteção. No entanto, a gaiola de Faraday que o envolvia não saiu ilesa. De acordo com a equipa, a estrutura protetora ficou parcialmente derretida devido à imensa energia da descarga.

Apesar disso, o drone no seu interior permaneceu operacional e conseguiu continuar o voo sem problemas aparentes após o evento. Este resultado sugere que, pelo menos a gaiola protetora, poderá necessitar de substituição após cada interceção bem-sucedida.

Os criadores deste pára-raios voador mencionam inclusivamente a possibilidade futura de aproveitar a energia capturada dos relâmpagos. Contudo, reconhecem que estamos ainda longe de conseguir canalizar e armazenar eficazmente a enorme quantidade de energia libertada de forma quase instantânea por estes fenómenos naturais.

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