Aparelho criado no Mackenzie garante otimização de turbinas eólicas

Em tempos em que a busca por novas matrizes energéticas está em alta, pensar em alternativas que garantam melhor aproveitamento e produção de energia limpa se faz necessário. Um aparelho criado para um Trabalho de Conclusão de Curso da Escola de Engenharia (EE) da Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM) promete uma otimização da energia gerada em turbinas eólicas do tipo Darreius. O projeto foi desenvolvido pelos mackenzistas Rodrigo Carvalho, Caio Impellizieri e Gustavo Tietzmann. O Na Lupa! conversou com os três para entender melhor o funcionamento desta invenção.
 
Apesar da energia eólica já ser bastante utilizada, a grande maioria é obtida por meio de turbinas de eixo horizontal, ideais para aplicações de larga escala e de maior eficiência, porém, que provocam poluição sonora e visual, sendo instaladas em regiões distantes dos grandes centros urbanos. Por outro lado, as turbinas de eixo vertical são menores e utilizadas para aplicações de baixa escala, como o uso residencial. 
 
“Acredito que não sejam mais utilizadas hoje porque o custo-benefício de painéis solares é mais atraente, o que pode mudar com a instalação do nosso dispositivo direcionador”, aponta Rodrigo Carvalho, indicando que o aparelho permitiria uma popularização da energia eólica e maior utilização pela população.
 
Os três mackenzistas explicam que criaram um acessório para garantir um melhor aproveitamento do vento e reduzir as desvantagens da utilização da turbina de eixo vertical, que podem funcionar por forças de arrasto (turbinas do tipo Savonius) e de sustentação (turbinas do tipo Darrieus). O aparelho criado no Mackenzie é voltado especificamente para o tipo Darrieus de hélices helicoidais, mas segundo os inventores, pode ser aplicado a todas as turbinas de eixo vertical.
 
As turbinas do tipo Darrieus funcionam com hélices que possuem um perfil de asa (análogo ao das asas de aviões), e que quando "cortam" o vento, geram uma zona de alta pressão e uma de baixa pressão. Elas possuem diversas vantagens frente às de eixo horizontal: são menores, mais leves, menos ruidosas, e possuem um sistema de controle mais simples. Por outro lado, isso traz desvantagens, como a baixa eficiência e necessidade de um motor de partida para vencer a inércia. “Nossa invenção atacou estas desvantagens”, aponta Carvalho. 
 
O aparelho é instalado sobre turbinas já operantes, encarregado de canalizar o vento para otimizar o fluxo de ar que passa pela turbina. “Reduzindo o fluxo nas seções da turbina onde o ganho de velocidade é negligente ou negativo, e direcionando este fluxo para as seções onde o ganho é máximo, conseguimos observar um aumento significativo (na ordem de 150-200%) da eficiência da turbina, utilizando um dispositivo puramente mecânico (sem necessidade de sistemas complexos de controle)”, explica Rodrigo Carvalho. 
 
A melhoria se baseia em introduzir um defletor de vento que tem como objetivo canalizar o mesmo para otimizar as forças de sustentação enquanto auxilia na redução das forças de arrasto contrárias ao movimento da turbina. Além disso, o defletor permite que a rotação do aerogerador comece sem um motor de corrente alternada (como é feito nos modelos atuais), zerando seu consumo de energia.
 
“Recursos renováveis de baixo impacto ambiental cuja geração atrela desconto sobre a parcela da Tarifa do Uso do Sistema de Distribuição aos consumidores que consomem essa fonte”, aponta Caio Impellizieri.
 
O aparelho para otimização de turbinas eólicas de eixo vertical é um dos projetos disponíveis na Vitrine Tecnológica, plataforma que pretende dar visibilidade a projetos de pesquisa e desenvolvimento de novas patentes realizados dentro da UPM. Os interessados em ampliar o desenvolvimento desta pesquisa podem entrar em contato com o Núcleo de Inovação Tecnológica (cit.nit@mackenzie.br) ou com a Coordenadoria de Inovação Tecnológica (cit@mackenzie.br).
 
Na Lupa!

Com o objetivo de lançar luz à pesquisa científica desenvolvida no Mackenzie, o Na Lupa! é um quadro de divulgação científica mackenzista. Com tradição em inovar e empreender, a pesquisa é uma das preocupações da UPM e das Faculdades do Mackenzie, o que coloca a instituição como uma referência no fazer científico. Toda investigação, apuração e verificação desenvolvida na instituição ganha agora um espaço para divulgação.