COPPE apresenta sua mais recente inovação: o robô Luma

Transitar por túneis subaquáticos, longos e estreitos. Esta é a especialidade do robô desenvolvido pelos pesquisadores do Laboratório de Controle da COPPE. Batizado de Luma, o robô é capaz de operar com facilidade em locais cuja adversidade impede a atuação de mergulhadores. Desenvolvido pelo Grupo de Simulação e Controle em Automação e Robótica (GSCAR) da COPPE, coordenado pelo professor Liu Hsu, o robô Luma custou R$ 380 mil e foi construído com financiamento da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).

O robô começou a ser desenvolvido em 2003, para atender a uma necessidade da Companhia Elétrica do Estado do Rio de Janeiro (CERJ), hoje Ampla. A empresa precisava de uma solução técnica para executar vistorias nos túneis subaquáticos das represas dos municípios de Areal e de Macabu, no Estado do Rio, que desde que foram construídos, há cerca de 60 anos, nunca passaram por uma inspeção minuciosa. Além de longos e estreitos, os túneis conduzem águas turvas de origem fluvial, impedindo que a inspeção seja feita por profissionais de mergulho. No intuito de solucionar o problema, os pesquisadores da COPPE desenvolveram um robô com características específicas para superar tais adversidades e executar a vistoria. O túnel da represa de Macabu, por exemplo, percorre horizontalmente 5 km sob serra até chegar à queda da hidrelétrica, que leva o nome da cidade. “Mergulhar em ambientes nestas condições é muito perigoso, pois não há como um mergulhador subir à tona em caso de emergência”, explica o professor Ramon, coordenador do projeto.

Antes de procurar a COPPE, os técnicos da empresa distribuidora de energia tentaram executar a vistoria usando robôs submarinos projetados para as plataformas da Petrobras. Mas a tentativa foi frustrada. Além do alto custo, dois fatores inviabilizaram a operação: o tamanho dos robôs, de grande porte, dificultou a locomoção nos túneis, e a curta extensão dos cabos, responsáveis por conduzir energia ao robô e propiciar à comunicação com os computadores. “Como funcionam próximos às plataformas, os robôs submarinos não necessitam de cabos longos. Mas para operar nos túneis das hidrelétricas de Macabu, com 5 km, ou de Areal, com 1,2 km, estes são insuficientes. Além de curtos, são volumosos e pesados, o que os tornam impróprios para a aplicação”, explica Ramon.

Luma gerou inovações técnicas e solicitação de patente

Desde o início do projeto, os pesquisadores da COPPE perceberam a necessidade de propiciar autonomia ao equipamento. Para isso, eliminaram os cabos, substituindo-os por outras técnicas. A alimentação de energia do robô passou a ser feita por meio de bateria e a comunicação por fibra ótica. “O conceito foi inspirado no robô russo “Sea Lion” com algumas adaptações. Uma delas é que o robô russo deixa a fibra ótica no local da inspeção. Por se tratar de uma hidrelétrica, não quisemos correr o risco de que qualquer material pudesse causar danos à turbina, então desenvolvemos um sistema especial para recolher a fibra ótica usada” – diz Ramon.

Testada com sucesso no Tanque Oceânico da COPPE, Luma conta com várias inovações que a tornam mais econômica em relação a outros robôs subaquáticos. Como os túneis são escuros, foi necessário pensar em uma forma de iluminação adequada ao ambiente. O grupo da COPPE decidiu pelo Led (light emitting diode), que são pequenos dispositivos luminosos encontrados em computadores. Além de não apresentarem problemas de aquecimento, os Leds consomem pouca energia. O uso deste tipo de dispositivo gerou uma solicitação de patente por parte do laboratório. Uma característica que chama a atenção neste projeto é a concepção dos flutuadores usados para dar estabilidade ao robô. Estes foram construídos com garrafas de PET (usadas para armazenar refrigerantes), preenchidas de ar comprimido a alta pressão. “Foi uma boa solução técnica e econômica. Cada garrafa pesa apenas 50 gramas e gera 2 kg de força de empuxo, o que, com o uso de lastro de chumbo, estabiliza o robô” – ressalta o professor.

Ao visitar o Brasil, no início do projeto, o engenheiro da Cybernétix, Yves Chardard, que atua em uma das instituições considerada referência em tecnologia submarina, se mostrou descrente da possibilidade de se desenvolver um trabalho de tamanha complexidade dispondo de tão poucos recursos. Mas os pesquisadores brasileiros estão acostumados a enfrentar este tipo de desafio. Fazer muito com pouco. “O importante é que conseguimos desenvolver o robô e atualmente estamos aprimorando seus circuitos. Tudo isto graças ao total empenho dos alunos do laboratório” – comemora orgulhoso o professor Ramon, que neste projeto conta com a colaboração de estudantes de mestrado, doutorado e também da graduação.