Inspeção por contato: de drones que olham a drones que tocam e medem

Algumas coisas na inspeção podem ser vistas, e outras só podem ser encontradas pelo toque. Fissuras e ferrugem aparecem nas fotos. Mas quantos milímetros uma chapa de aço perdeu para a corrosão, se o concreto está delaminado por dentro ou se a ferrugem avança sob uma pintura não se vê pela superfície. Essas verificações são ensaios não destrutivos (END), e a maioria exige que o sensor toque a superfície.

Hoje, andaimes, plataformas elevatórias e acesso por cordas são usados só para fazer esse contato. A medição leva segundos; chegar lá leva dias. É exatamente isso que os drones de contato visam.

O mais próximo do uso rotineiro é a medição de espessura por ultrassom (UT). A sonda precisa ser mantida perpendicular à superfície, com força constante, durante alguns segundos. Empurrar enquanto paira faz a superfície empurrar de volta, por isso as aeronaves recorrem a vários truques.

Na inspeção de infraestrutura no Japão, o ensaio de percussão (hammer sounding) é essencial para encontrar concreto delaminado. O concreto são soa claro; um ponto oco dá um som surdo. Para fazer isso por drone, um martelo ou dispositivo rolante precisa bater na superfície enquanto microfones captam o som e o separam do ruído dos rotores.

• Principalmente pesquisa e testes: muitos protótipos e demonstrações de universidades, empreiteiras e fabricantes, mas ainda não um substituto geral da inspeção visual de perto e da percussão.
• Separar o som: o ruído dos rotores pode se sobrepor às frequências da batida. A posição dos microfones e o processamento de sinal são essenciais.
• Contato e posicionamento: sob tabuleiros e abóbadas de túneis o dispositivo pressiona para cima, onde o efeito teto (princípios de voo) também entra em jogo.
• Outros métodos: a imagem térmica pode reduzir as candidatas a delaminação em grandes áreas, com a percussão usada apenas nos pontos suspeitos.

Um manipulador aéreo é um drone com braço robótico. A pesquisa mira tarefas como posicionar sensores, verificar parafusos ou fixar e remover peças pequenas. Mover o braço desloca o centro de massa e cada empurrão gera uma reação, por isso o controle de voo e o controle do braço precisam ser projetados em conjunto.

O pouso em estrutura (perching) permite que a aeronave se apoie na estrutura como um pássaro num galho e depois desligue ou reduza os rotores. Ímãs, ventosas ou garras a prendem a elementos de aço ou vigas. Como já não precisa pairar, a autonomia da bateria aumenta e as medições ficam livres de vibração — útil para monitoramento de longa duração ou para instalar sensores.

Um drone cativo (tethered) voa ligado por cabo a uma fonte de energia no solo. Com alimentação contínua, pode permanecer no ar por horas, e os dados podem ser enviados pelo cabo com alta largura de banda. Seu alcance é limitado pelo cabo, mas o risco de fuga da aeronave é pequeno.

• Bons usos: monitoramento de longa duração a partir de um ponto fixo, câmeras aéreas em desastres, trabalho dentro de poços verticais e tubulações como esgotos e chaminés, e retransmissão onde o rádio é fraco.
• Atenção a: enganchar e enroscar, peso do cabo e arrasto do vento, equipe de solo e alimentação elétrica.
• Regulamentação: desde uma emenda de setembro de 2021 ao regulamento de aviação do Japão, voos amarrados por um cabo suficientemente resistente de 30 m ou menos, com o acesso de terceiros controlado, não precisam de permissão ou aprovação para voos sobre áreas povoadas, à noite, além da linha de visada, a menos de 30 m de pessoas ou bens, ou para lançamento de objetos. Consulte as regulamentações no mundo e as orientações oficiais.

Em espaços confinados, por mais habilidoso que seja o piloto, a aeronave acabará tocando em algo. Então projete-a para ser tocada — essa é a ideia da tolerância a colisões. A aeronave é envolvida por uma gaiola esférica ou em treliça para poder ricochetear nas paredes e continuar voando (por exemplo, a série Flyability Elios).

Esses espaços costumam combinar espaços confinados, escuridão e deficiência de oxigênio e gases tóxicos. Não enviar uma pessoa para dentro é o maior ganho de segurança de todos.

A questão central na inspeção por contato é se a medição pode ser aceita no registro de inspeção. As inspeções de vasos de pressão, tubulações e tanques prescrevem métodos, calibração de equipamentos e qualificação dos inspetores (por exemplo, ISO 9712 ou certificações nacionais de END). Para serem usados em registros sob códigos do setor (por exemplo, API 510, 570, 653), os valores obtidos por drone precisam cumprir as mesmas condições.