Como um redutor de velocidade pode coletar eletricidade?

Galeria de imagens de segurança automotiva Um carro passa por uma grande lombada na Coto de Caza Drive em Coto de Caza, Califórnia. Veja mais fotos de segurança automotiva. AP Photo / Reed Saxon

Houve um tempo em que os debates em torno dos redutores de velocidade giravam em torno de se uma comunidade precisava ou não de redutores de velocidade para atrasar os motoristas em uma determinada estrada. A segurança era a questão chave. Agora, uma nova questão importante está entrando na discussão - a questão de saber se os redutores de velocidade podem ou não coletar energia não utilizada de um carro.

Muitas discussões sobre energia envolvendo veículos enfocam como reduzir o consumo de combustível ou o custo geral de energia para operar aquele veículo. As tecnologias de carros híbridos parecem se concentrar em reduzir a quantidade de combustível que um carro usa ou em maneiras de criar potência (para o carro), implementando sistemas como a frenagem regenerativa. Mas usar um veículo para gerar energia para um dispositivo externo não recebeu tanta atenção. Então, como pode funcionar?

Quando um veículo se aproxima de uma lombada, a maioria dos motoristas pressiona o pedal do freio para diminuir a velocidade do carro. O sistema de frenagem do carro gasta energia que é transferida para as pastilhas de freio e, em seguida, para o calor. É preciso muita energia para reduzir a velocidade ou parar um carro. Além disso, a própria colisão de velocidade recebe energia por meio do peso do veículo que entra em contato com ela.

Alguns engenheiros e empresas de tecnologia querem colher a energia que está sendo usada para reduzir a velocidade dos veículos em ladeiras e utilizá-la para fornecer energia a coisas como semáforos, luzes de rodovias ou até mesmo enviá-la para uma rede elétrica para ser usada por residências e empresas em a comunidade. A ideia é reunir a energia que está sendo desperdiçada quando o veículo passa pela lombada.

A MotionPower gera eletricidade quando um carro passa sobre o dispositivo no Four Seasons Hotel em Washington, DC. Sam Hurd / National Press Club / New Energy Technologies, Inc.

Então, agora você sabe que certa quantidade de energia é perdida quando um carro se aproxima e passa por uma lombada; no entanto, vamos dar uma olhada em como algumas empresas de tecnologia estão desenvolvendo soluções para aproveitar essa energia conforme ela é gasta. Um projeto de redutor de velocidade (que na verdade se parece mais com uma rampa de metal) pode extrair a energia usada por um carro que reduz a velocidade e gerar cerca de 2.000 watts quando o carro está viajando a apenas 5 milhas por hora (8 quilômetros por hora) [fonte: Biello ] Alguns testes públicos iniciais ocorreram em restaurantes de fast food, onde os motoristas frequentemente diminuíam a velocidade e se moviam em baixas velocidades de qualquer maneira. O redutor de velocidade foi conectado a uma luz ao lado da loja que acenderia sempre que um carro passasse por cima do redutor.

Quando um veículo passa por cima dessas lombadas ou placas cinéticas como às vezes são chamados, uma alavanca é acionada pelo peso do veículo. A alavanca gira um volante que gira e cria a energia. O volante funciona de forma semelhante ao alternador de um carro - ele gira e cria energia para fazer funcionar os componentes elétricos do veículo. No entanto, a eletricidade gerada por essas reduções de velocidade é instantânea e deve ser direcionada imediatamente para uma fonte a ser usada [fonte: Biello]. Os engenheiros estão atualmente trabalhando em maneiras de armazenar a energia de forma eficiente para que possa ser usada quando for mais necessária.

Uma empresa, a New Energy Technologies, espera usar variações do redutor de velocidade em faixas de ruído em praças de pedágio, sinais de parada, rampas de saída de rodovias, semáforos e em qualquer outro lugar que os veículos estejam usando energia para produzir quantidades consideráveis ​​de eletricidade potencial. Embora a tecnologia pareça um empreendimento útil, alguns são céticos de que o processo possa criar energia suficiente para ser prático. Alguns até dizem que o sistema realmente faz com que os veículos usem mais energia para superar esses tipos de lombadas; o que significa que qualquer eletricidade criada é feita através da queima de mais combustível do veículo para alcançar o resultado desejado [fonte: Chapa].

Embora não vejamos esses redutores de velocidade em uso regular no momento, muitos novos tipos de tecnologia estão sendo desenvolvidos com a mesma ideia. Na próxima página, exploraremos outra tecnologia que tenta extrair energia dos carros.

No Reino Unido, alguns supermercados implementaram a tecnologia de placas cinéticas em suas instalações. Os clientes dirigem as placas no estacionamento e as placas movem um gerador que gera 30 quilowatts de energia por hora [fonte: Chapa]. A loja então usa a energia extra para operar seu equipamento de checkout.

Mas, além dos redutores de velocidade especialmente projetados que podem extrair energia de veículos em movimento lento, outras tecnologias foram recentemente desenvolvidas para tentar aproveitar a energia desperdiçada, embora por meios diferentes.

Em 2008, um grupo de estudantes do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu um amortecedor que gera eletricidade cada vez que um veículo passa por lombadas ou buracos na estrada. Quando um veículo equipado com amortecedores passa por uma lombada, ele força o fluido através de uma turbina conectada a um gerador. A turbina giratória e o gerador criam eletricidade e a enviam para uma bateria para armazenamento. Esse sistema pode aumentar a eficiência de combustível de um veículo em até 10% [fonte: Chandler].

Os amortecedores que produzem energia funcionam melhor em caminhões pesados, com um caminhão de 6 choques sendo capaz de produzir 1 quilowatt em média, por choque em condições normais de estrada [fonte: Chandler]. Essa quantidade de energia permitiria que veículos pesados ​​usassem a energia gerada apenas pelos amortecedores, sem a ajuda de um alternador, e poderia até mesmo produzir energia suficiente para operar dispositivos acessórios.

Essa tecnologia de amortecedor difere das placas cinéticas, pois leva a eletricidade produzida pelo veículo e a canaliza de volta para o veículo, em vez de para um dispositivo fixo. Enviar a energia de volta para o veículo pode ser uma maneira mais eficiente de usar a energia desperdiçada, pelo menos até que a energia extraída dos redutores de velocidade possa ser armazenada facilmente e transferida para dispositivos ou sistemas de gerenciamento de energia de forma eficaz.

Para obter mais informações sobre a captação de energia da superfície da estrada e outros tópicos relacionados, siga os links na próxima página.

Artigos relacionados

• Como funciona a frenagem regenerativa
• Como funcionam os freios a disco
• Como funciona a eletricidade
• Como funcionam as baterias
• Como funcionam as redes elétricas

Mais ótimos links

• Ciência de 60 segundos
• MIT News
• New Energy Technologies Inc.

Fontes

• Biello, David. "Será que um aumento de velocidade irá alimentar a rede?" Americano científico. 3 de setembro de 2009. (19 de janeiro de 2010) http://www.scientificamerican.com/blog/60-second-science/post.cfm?id=will-a-speed-bump-power-the-grid -2009-09-03
• Chandler, David. L. "Mais potência de solavancos na estrada." MIT News. 9 de fevereiro de 2009. (21 de janeiro de 2010) http://web.mit.edu/newsoffice/2009/shock-absorbers-0209.html
• Chapa, Jorge. "O novo supermercado verde movido a energia cinética da Sainsbury." Habitat. 18 de junho de 2009. (20 de janeiro de 2010) http://www.inhabitat.com/2009/06/18/sainsburys-new-kinetic-energy-powered-green-supermarket/
• New Energy Technologies Inc. (20 de janeiro de 2010) http://www.newenergytechnologiesinc.com/technology.html