Investigadores de la Universidad de Khalifa han buscado formas de hacer que los drones sean más livianos, más fuertes y resistentes a la intemperie.

más fuertes y resistentes a la intemperie, para enfrentar incendios en los rascacielos e incluso enfrentar la niebla.

Investigadores de la Universidad de Khalifa en Abu Dhabi han descubierto que una estructura “estilo sándwich” para drones podría reducir su peso sin comprometer la fuerza, lo que les permite atacar en situaciones de emergencia de manera más eficiente.

El Dr. Yahya Zweiri, profesor asociado de la universidad que dirigió la investigación, se vio obligado a tomar medidas ante el devastador incendio que afectó a la torre Grenfell de 24 pisos en Londres en junio de 2017, en el que murieron más de 70 personas.

También ha habido incendios en algunas de las torres de gran altura de los Emiratos Árabes Unidos, entre ellas la Torre de la antorcha de 79 pisos, que sufrió incendios en 2015 y 2017.

Además de investigar cómo podrían mejorarse los drones que se usan para combatir incendios, el Dr. Zweiri también está interesado en ayudar a desarrollar embarcaciones que puedan hacer frente a otros tipos de circunstancias extremas.

Como aire húmedo, condiciones de niebla y altos niveles de arena, todo Condiciones que se experimentan en los EAU.

Como describen los investigadores en un artículo en la revista Polymers, la disposición tipo sándwich consiste en una capa central de un material de baja densidad llamado acrilonitrilo butadieno estireno / carbono (ABS) que se ha fabricado utilizando una máquina de impresión 3D.

Entre las ventajas de este material es que es liviano, relativamente económico y que las estructuras se pueden diseñar con impresoras 3D relativamente simples.

Investigadores de la Universidad de Khalifa han buscado formas de hacer que los drones sean más livianos, más fuertes y resistentes a la intemperie.

Mantener el peso dentro de límites estrictos es importante para los vehículos aéreos no tripulados, ya que esto reduce la energía de la batería requerida para que la nave despegue del suelo y vuele.

Sin embargo, por sí solo, el avión no tiene fuerza, por lo que se agregan capas de una “piel” hecha de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en cada lado del ABS para crear el sándwich.

“Lo que nos animó a hacer este emparedado fue que podíamos utilizar la impresión 3D existente que es barata y está disponible”, dijo el Dr. Zweiri.

El CFRP es fuerte y capaz de soportar un peso significativo porque es un compuesto hecho de fibras de carbono incrustadas en resina.

Sus notables propiedades significan que se está convirtiendo en un material favorito en la fabricación de aviones.

El fabricante de aviones Airbus dice que el CFRP tiene una mayor relación fuerza-peso, y es menos probable que se corroe o sufra de fatiga, que el metal.

De hecho, el avión 350XWB (cuerpo extra ancho) de Airbus, un modelo de vanguardia que realizó su primer vuelo solo en 2013, hace un uso extensivo de CFRP tanto en su fuselaje como en sus alas.

En el estudio del Dr. Zweiri, la adición de capas de CFRP llevó a un aumento de nueve veces en la resistencia del material estructural del avión no tripulado.

El Módulo de Young, una medida de la facilidad con que un material se puede estirar y deformar, también fue 16 veces mayor en la estructura del sándwich en comparación con el original, lo cual es importante porque algunos materiales de drones tienden a ser frágiles.

La fuerza continuó aumentando.

La estructura en capas, descrita por el Dr. Zweiri como “competitiva en términos de precio y valor”, se probó usándola en abrazaderas que mantenían los brazos de la hélice en su lugar en aviones no tripulados.

La investigación fue un proyecto internacional que también involucró al Dr. Hany Hassanin en la Universidad de Liverpool en el Reino Unido y Athanasios Galatas en la Universidad de Kingston en Londres, con la que también está asociado el Dr. Zweiri.

El otro colaborador fue el profesor Lakmal Seneviratne en la Universidad de Khalifa.

El Dr. Zweiri ahora está explorando el potencial de las estructuras más livianas y fuertes que la investigación ha desarrollado para ser utilizadas en aviones no tripulados para combatir incendios.

Debido a que sus secciones estructurales son menos pesadas, tales drones podrían tener una delgada capa cerámica resistente al calor agregada a su superficie sin que el peso de la nave aumentara demasiado.

“Hemos reducido el peso de la plataforma para ahorrar energía y darnos espacio para que podamos agregar el material nano-cerámico para hacerlo más resistente a las altas temperaturas”, dijo el Dr. Zweiri.

“No queremos resolver un problema para crear otro. ¿De qué nos sirve que podamos operar a 500 ° C si la resistencia disminuye de 20 minutos a 10 minutos?

Los aviones no tripulados de lucha contra incendios podrían ser particularmente útiles en la lucha contra incendios de edificios de gran altura, lo que podría ser de gran valor en los Emiratos Árabes Unidos.

Aunque un solo avión no tripulado puede tener una carga útil relativamente modesta de varias decenas de litros de agua, el Dr. Zweiri prevé el uso de varios aviones no tripulados.

Simultáneamente o en olas, lo que los hace más efectivos para enfrentar incendios que los bomberos no pueden acercarse.

“Puedes tener un enjambre de ellos, tal vez de 10 a 20 UAVs. Una vez que se vacían, los demás llegan en una ola “, dijo el Dr. Zweiri, y agregó que podrían extenderse alrededor de un edificio en llamas.

Múltiples aviones no tripulados podrían mantenerse “listos”, permitiendo que se usen rápidamente en caso de que se produzca un incendio cerca.