Engenheiros querem esculpir motores e geradores elétricos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/07/2012

Dificilmente o jeitão de carcaça metálica com aletas dos motores elétricos irá mudar: os cientistas estão mais atentos ao seu interior.
[Imagem: Cortesia Zismo]

Esculpindo motores

O professor Dionysios Aliprantis, da Universidade de Iowa, nos Estados Unidos, está tentando se tornar uma espécie de Michelangelo dos motores elétricos.

Assim como um escultor usa martelo e cinzel para retirar cuidadosamente fatias da pedra até dar-lhe um formato, o pesquisador pretende literalmente arrancar pedaços dos motores elétricos para torná-los mais eficientes.

Os motores elétricos mudaram muito pouco. Desde que foram inventados, eles mantêm seu jeitão de carcaça redonda de metal fundido com algumas aletas para dissipar o calor.

Mas isso não quer dizer que eles não possam melhorar.

Escultura virtual

Aliprantis e seu colega Yanni Li querem sobretudo tirar vantagem do fato de que a maioria dos motores e geradores elétricos opera em apenas uma direção - na maioria das aplicações não há necessidade real para que eles girem em sentido inverso.

Os motores, contudo, têm sido projetados para oferecer o mesmo desempenho para os dois sentidos de rotação.

Por isso eles apostam que os motores elétricos podem ser melhorados otimizando seu desempenho em uma direção preferencial de rotação.

Para testar sua hipótese, eles escreveram um programa de modelagem computacional que muda gradativamente a concepção dos motores - assim como um escultor vai lascando a pedra aos poucos - e calcula quando a forma da superfície está otimizada.

Dentes assimétricos

Os dentes que seguram as bobinas de cobre no interior de um motor elétrico, por exemplo, tipicamente têm uma forma simétrica, para manter o mesmo desempenho em qualquer direção.

Construindo dentes assimétricos, os engenheiros esperam que o motor possa ganhar um pouco de potência quando rodar no sentido preferencial.

"Estamos tentando desenvolver uma maneira sistemática de chegar à forma correta," disse Aliprantis. "Essa ideia é muito simples, mas os motores ainda estão sendo projetados usando técnicas que são essencialmente de cem anos atrás."

Como há motores elétricos por toda parte - em veículos, turbinas eólicas, usinas de energia e todos os tipos de máquinas - Aliprantis afirma que encontrar novas formas de melhorar o seu desempenho pode fazer uma diferença real no desenvolvimento de recursos energéticos sustentáveis.

Modelagem computacional

Os pesquisadores estão agora aprimorando seu programa de modelagem computacional, que permitirá aos engenheiros desbastar as superfícies dos diversos tipos de motores elétricos, criando novos desenhos e formas que possam aumentar o rendimento dos motores elétricos ou a eficiência dos geradores de energia.

"O objetivo é obter mais potência com o mesmo tamanho de motor," disse ele. "Ou, também pode ser obter a mesma potência com um motor menor."

Aliprantis é rápido em dizer que não está procurando aumentos dramáticos no desempenho de um motor.

"Eu estou procurando um pouco de aumento, talvez 5%, ou mesmo 1%. Mas multiplique esse número pelo número de veículos híbridos, por exemplo, e você pode obter economias na casa dos bilhões de dólares. O potencial aqui pode ser enorme," diz ele.