La limitata autonomia delle batterie è sempre stata una delle principali sfide per l’utilizzo dei droni in applicazioni che richiedono lunghi tempi di volo, come il monitoraggio delle infrastrutture o le operazioni di ricerca e soccorso. E se il drone potesse ricaricarsi in volo, sfruttando l’energia dei cavi elettrici ad alta tensione? È questa l’idea geniale che ha spinto un team di ricercatori dell’Università della Danimarca Meridionale a sviluppare un innovativo sistema che permette a un drone di appollaiarsi sui cavi elettrici e “succhiare” l’energia necessaria per ricaricare le proprie batterie, proprio come un vampiro assetato di… elettricità.
Drone vampiro, le origini
L’idea di usare le linee elettriche per ricaricare i droni è nata nel 2017, quando Emad Ebeid, professore all’Università della Danimarca Meridionale (SDU), stava esplorando le applicazioni dei droni e ha individuato nell’ispezione delle linee elettriche un’area di interesse. Secondo gli sviluppatori del drone, Ebeid ha notato che il processo di ispezione attuale, basato su elicotteri e personale a terra, era costoso e inefficiente. Ha quindi pensato ai droni come naturale alternativa a questo sforzo di manutenzione molto dispendioso.
Il problema principale, come detto, era rappresentato dalla limitata autonomia dei droni (un massimo di 40 minuti di volo per i modelli più avanzati e solo 30 minuti per la maggior parte dei droni industriali). Per garantire una completa autonomia, i droni avevano bisogno di un sistema di ricarica che non richiedesse l’intervento umano. La soluzione si è rivelata essere proprio davanti agli occhi di Ebeid: le linee elettriche stesse. Era nato il drone vampiro: solo che lui non lo sapeva ancora.
Succhiare l’energia senza friggere il drone
Progettare un sistema che permettesse al drone di appollaiarsi e succhiare elettricità da una linea elettrica si è rivelata una sfida impegnativa. I ricercatori hanno dovuto affrontare diversi problemi, a partire da come far interagire il drone con il cavo. Dopo numerosi test, hanno programmato il drone per avvicinarsi alla linea elettrica dal basso, riducendo il rischio di collisione. In seguito, hanno dovuto trovare un modo per fissare in sicurezza il drone al cavo. La soluzione è stata dotare il drone di un morsetto isolato che si aggancia alla linea elettrica senza condurre elettricità al velivolo. Questo meccanismo di aggancio non richiede motori per funzionare, semplificando il design e riducendo i punti di possibile guasto.
L’ultimo ostacolo da superare era come utilizzare l’elettricità della linea per ricaricare il drone senza danneggiarlo. La soluzione è stata l’accoppiamento induttivo: sfruttando il campo magnetico che si crea attorno ai cavi ad alta tensione, il drone utilizza una bobina metallica per indurre una corrente e ricaricare la propria batteria, in modo simile ai caricabatterie wireless per smartphone.
Test di successo e prospettive future
Dopo ben sette anni di sviluppo, il team è riuscito finalmente a far funzionare il sistema. Durante i test condotti all’aeroporto HCA in Danimarca, il drone ha eseguito cinque sessioni di ricarica senza alcun intervento umano volando ininterrottamente per due ore, un enorme passo avanti rispetto ai tipici 30 minuti di autonomia.
Gli ingegneri stanno ora lavorando per ottimizzare il sistema e renderlo resistente alle condizioni meteorologiche avverse. Prima di vedere un drone vampiro volare nei nostri cieli, sarà necessario risolvere anche questioni più banali. Per dire: chi paga l’energia “succhiata” dalle linee elettriche? Una volta risolti tutti i dettagli, le potenzialità di questa tecnologia sono enormi. Con circa 25 milioni di chilometri di linee elettriche in tutto il mondo, i droni potrebbero ricaricarsi e creare reti di monitoraggio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, rivoluzionando interi settori industriali.
Dai soccorsi di emergenza all’ottimizzazione delle operazioni, passando per il risparmio di denaro e vite umane, le applicazioni e i benefici che possono derivare da questa tecnologia sono, come dicono gli inventori, “vasti quanto la rete elettrica globale stessa”. Niente male, Conte Drone.
