AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE AEROFÓLIOS EM POLÍMERO BIODEGRADÁVEL PARA VEÍCULOS AÉREOS NÃO TRIPULADOS

Resumo

O presente estudo investiga a viabilidade do uso de um polímero biodegradável de origem renovável na fabricação de aerofólios destinados a veículos aéreos não tripulados de pequeno porte. O problema de pesquisa centra-se na necessidade de identificar alternativas estruturais que conciliem baixo peso, resistência mecânica adequada e facilidade de fabricação, considerando as limitações da madeira balsa e do alumínio em termos de custo, disponibilidade, impacto ambiental e processos de produção. A pesquisa adotou uma abordagem experimental e comparativa. Inicialmente, foram produzidos dez aerofólios por manufatura aditiva, variando configurações de preenchimento e espessura de parede. Os dados primários incluíram massa, densidade, comportamento estrutural observado em testes qualitativos e resultados gerados por simulações de elementos finitos. Dados secundários foram utilizados para caracterização físico-mecânica dos materiais analisados e para fundamentação de parâmetros de impressão, propriedades de polímeros e comportamento estrutural de aerofólios leves. As análises envolveram medições diretas, modelagem digital, cálculo de densidade e avaliação mecânica comparativa com modelos equivalentes em madeira balsa e alumínio 6061-T6, utilizando tensões de von Mises e deslocamentos como métricas de desempenho. Os resultados mostraram que configurações de parede externa de 0,8 mm oferecem o melhor equilíbrio entre rigidez e massa, enquanto paredes de 0,4 mm apresentaram falhas estruturais e paredes de 1,2 mm resultaram em penalização de peso. As simulações indicaram que o polímero biodegradável apresenta resistência superior à madeira balsa, mas permanece inferior ao alumínio em rigidez absoluta, embora com vantagens em sustentabilidade e flexibilidade de fabricação. Conclui-se que o material analisado é tecnicamente viável para aerofólios de pequenos veículos aéreos não tripulados quando são adotadas configurações otimizadas de impressão, especialmente espessura de 0,8 mm e orientação de camadas alinhada às trajetórias de tensão. Com base nos resultados, recomenda-se seu uso em estruturas leves que priorizem relação resistência-peso, sustentabilidade do material e economia de fabricação, mantendo-se a atenção às limitações térmicas e à necessidade de ajustes estruturais conforme a missão.

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