Design de da Vinci de 500 anos pode deixar drones mais silenciosos

Em 1480, o cientista, pintor, escultor, arquiteto, matemático etc. Leonardo da Vinci teve uma ideia para uma máquina voadora. Esse precursor do helicóptero, que nunca foi construído ou testado, foi desenhado pelo polímata italiano quando ele tinha cerca de 28 anos e trabalhava como engenheiro militar em Veneza, projetando ferramentas para proteger a cidade de ataques navais.

Agora, 545 anos depois, alguns pesquisadores da Johns Hopkins University, dos Estados Unidos, desenterraram o design de da Vinci e sugeriram o mecanismo como substituto para os rotores comuns (as hélices que giram em alta velocidade e são responsáveis pela sustentação e movimentação dos veículos aéreos).

O “parafuso aéreo” de da Vinci poderia fazer o mesmo trabalho de um rotor convencional, mas exigindo menos energia. O estudo, liderado pelo professor de engenharia mecânica Rajat Mittal, envolveu desenvolver uma simulação da invenção do pintor da “Mona Lisa” e fazer vários testes para entender as capacidades e limitações desse design.

A pesquisa foi divulgada num artigo publicado no arXiv, portal que abriga estudos em estágio de pré-print (ou seja, que ainda não passaram pelo processo de revisão obrigatório por outros especialistas).

Menos velocidade, menos barulho

Quando pensou no seu parafuso aéreo, da Vinci imaginou que a ferramenta seria acionada por humanos, o que dificultaria o voo do proto-helicóptero, que ficaria pesado demais. O que o grande inventor da Renascença não imaginava é que os engenheiros do século 21 teriam a disposição motores elétricos leves, capazes de girar a estrutura e fazê-la voar.

O design de da Vinci é muito parecido com um parafuso de Arquimedes, máquina usada para transferir líquidos de um ponto mais baixo até um local elevado com sua rotação. Esse desenho tem grande importância histórica, mas nunca foi pesquisado e testado a fundo.

Os cientistas da Universidade Johns Hopkins fizeram uma simulação computadorizada do parafuso aéreo e rodaram vários testes num túnel de vento virtual. Diferentes velocidades foram testadas e comparadas com o desempenho de um drone convencional com rotor de duas lâminas.

Eles perceberam que o parafuso aéreo poderia garantir a mesma sustentação para um drone girando numa velocidade mais lenta que o rotor convencional. Isso significa que ele faria o mesmo trabalho, mas de forma bem mais econômica, consumindo menos energia.

Com os dados das correntes de ar, os cientistas até conseguiram calcular quanto barulho o parafuso aéreo produziria. Além de ser mais eficiente, a máquina de da Vinci seria mais silenciosa que os drones atuais.

Agora, o plano dos engenheiros da Johns Hopkins é tentar fazer algumas melhorias no design original de da Vinci para deixá-lo ainda mais eficiente para uso em drones. A diminuição da poluição sonora causada pelos veículos aéreos pode ser bem útil em centros urbanos onde essas máquinas já são usadas para entregas.

O próximo passo para a pesquisa é realmente construir a máquina de da Vinci, em vez de só fazer simulações numéricas. Só assim os pesquisadores terão certeza de que o design do gênio da Renascença continua revolucionário cinco séculos depois.