Palavras-chave
inspeção não destrutiva
robótica móvel
pás eólicas
Indústria 4.0
Como Citar
Resumo
A inspeção de pás eólicas é uma etapa crítica para garantir a confiabilidade, a eficiência e a segurança dos sistemas de geração de energia eólica, uma vez que essas estruturas estão continuamente expostas a condições ambientais severas e sujeitas a diferentes modos de falha estrutural. Os métodos tradicionais de inspeção apresentam limitações significativas, especialmente no que se refere à inspeção interna das pás, devido a altos custos operacionais, riscos à segurança e baixa frequência de monitoramento. Nesse contexto, este trabalho propõe a adaptação da plataforma robótica DJI RoboMaster S1 para desenvolvimento de funções autônomas na inspeção não destrutiva do interior de pás eólicas. A metodologia adotada envolveu o estudo detalhado da arquitetura mecânica, eletrônica e computacional da plataforma, a aplicação de técnicas de engenharia reversa para superar limitações do ecossistema fechado do fabricante e o desenvolvimento de um sistema de controle externo persistente baseado no protocolo SBUS. Adicionalmente, foram projetados e integrados sistemas de sensoriamento ultrassônico e captura visual, com suporte mecânico desenvolvido por prototipagem aditiva. Os resultados obtidos até o momento demonstram a viabilidade técnica da plataforma para operações controladas em ambientes confinados, validando a estabilidade mecânica, a comunicação persistente e a integração inicial dos sensores. Embora o sistema ainda se encontre em estágio de protótipo funcional, sem navegação totalmente autônoma, os resultados indicam que a proposta constitui uma base promissora para o desenvolvimento de soluções robóticas de baixo custo voltadas à inspeção interna de pás eólicas, alinhadas aos princípios da Indústria 4.0 e da manutenção preditiva.
Referências
BALZA, M.; GOLDBARG, M. A.; SILVA, S. N.; SILVA, L. M. D.; FERNANDES, M. A. C. A Real-Time Safe Navigation Proposal for Mobile Robots in Unknown Environments Using Meta-Heuristics. IEEE Access, New York, v. 13, p. 23987–24013, 2025. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3536081.
BANGERT, P. et al. Data-driven condition monitoring of wind turbines. In: ASSET MANAGEMENT CONFERENCE 2017, London. Proceedings… London: IET, 2018. p. 1–6. DOI: 10.1049/cp.2017.0423.
BURTON, T.; SHARPE, D.; JENKINS, N.; BOSSANYI, E. Wind energy handbook. 2. ed. Chichester: Wiley, 2011.
CARROLL, J.; MCDONALD, A.; MCMILLAN, D. Failure rate, repair time and unscheduled O&M cost analysis of offshore wind turbines. Wind Energy, v. 19, n. 6, p. 1107–1119, 2016.
CHWALEK, P. insta360_ble_esp32: Arduino library for controlling Insta360 cameras via BLE using ESP32. [S.l.]: GitHub, 2023. Disponível em: https://github.com/pchwalek/insta360_ble_esp32. Acesso em: 18 jan. 2026.
CIANG, Chia-Cheng; LEE, Jae-Ryeong; BANG, Hyo-Jong. Structural health monitoring for a wind turbine system: a review of damage detection methods. Measurement Science and Technology, Bristol, v. 19, n. 12, p. 1–20, 2008.
CIANG, C. C.; LEE, J. R.; BANG, H. J. Structural health monitoring for a wind turbine system: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 12, n. 4, p. 984–1007, 2008.
DIMITROVA, Mariya; AMINZADEH, Ahmad; MEIABADI, Mohammad Saleh; KARGANROUDI, Sasan Sattarpanah; TAHERI, Hossein; IBRAHIM, Hussein. A survey on non-destructive smart inspection of wind turbine blades based on Industry 4.0 strategy. Applied Mechanics, Basel, v. 3, n. 4, p. 1299–1326, 16 nov. 2022.
DJI. RoboMaster S1 user manual. Version 1.8. Shenzhen: DJI, 2020. Disponível em: https://www.dji.com/robomaster-s1. Acesso em: 18 jan. 2026.
DU, Y.; ZHOU, S.; JING, X.; PENG, Y.; WU, H.; KWOK, N. Damage detection techniques for wind turbine blades: A review. Mechanical Systems and Signal Processing, Amsterdam, v. 141, p. 106445, 2020.
DUDEK, Gregory; JENKIN, Michael. Computational principles of mobile robotics. 2. ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2010.
GWEC – GLOBAL WIND ENERGY COUNCIL. Global wind report 2023. Brussels: GWEC, 2023.
HAU, E. Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics. 3. ed. Berlin: Springer, 2013.
HEO, S.-J.; NA, W. S. Review of Drone-Based Technologies for Wind Turbine Blade Inspection. Electronics, v. 14, n. 2, p. 227, 2025. DOI: 10.3390/electronics14020227. Disponível em: https://doi.org/10.3390/electronics14020227.
HERMANN, M.; PENTEK, T.; OTTO, B. Design principles for Industrie 4.0 scenarios. In: Proceedings of the 49th Hawaii International Conference on System Sciences. Honolulu: IEEE, 2016. p. 3928–3937.
IRENA – INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY. Renewable Capacity Statistics 2022. Abu Dhabi: IRENA, 2022. Disponível em: https://www.irena.org/publications/2022/Apr/Renewable-Capacity-Statistics-2022. Acesso em: 25 jan. 2026.
LEE, J.; BAGHERI, B.; KAO, H.-A. A cyber-physical systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, Amsterdam, v. 3, p. 18–23, 2015.
MALDAGUE, Xavier P. V. Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing. New York: John Wiley & Sons, 2001.
MONOSTORI, L. Cyber-physical production systems: roots, expectations and R&D challenges. Procedia CIRP, v. 17, p. 9–13, 2014.
NIJSSEN, R. P. L. Fatigue life prediction and strength degradation of wind turbine rotor blade composites. 2007. Tese (Doutorado) – Delft University of Technology, Delft, 2007.
SIEGWART, Roland; NOURBAKHSH, Illah R.; SCARAMUZZA, Davide. Introduction to autonomous mobile robots. 2. ed. Cambridge: MIT Press, 2011.
SØRENSEN, B. F. et al. Improved design of large wind turbine blade of fibre composites based on studies of scale effects. Journal of Composite Materials, v. 38, n. 4, p. 271–292, 2004.
TAVNER, Peter. Offshore wind turbines: reliability, availability and maintenance. London: The Institution of Engineering and Technology, 2012.
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright (c) 2026 Alan Huss da Silva Lopes, Ana Clara Medeiros dos Santos, Jhonatas Anthony Dantas Araújo, João Emanuel Cândido Gonçalves da Silva, Mateus Arnaud Santos de Sousa Goldbarg, Diego Vinicius Cirilo do Nascimento, Luciano Alexandre de Farias Silva, Andouglas Gonçalves da Silva Júnior (Autor)