A ideia surgiu em meados do ano passado, na tentativa de buscar uma solução para um dos grandes problemas da atualidade: o desenvolvimento de uma fonte energética que não gere lixo ambiental sólido, como as baterias e pilhas. Junto com o professor e orientador, José Eduardo Mautone Barros, o estudante de engenharia mecânica com ênfase em aeronáutica, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Caio Cramer Almeida Marques criou uma microturbina, que pode ser usada como fonte de energia, com aplicabilidade em universos distintos: aeromodelos, sistemas embarcados em automóveis, produtos para pesquisa em campo como os pequenos robôs não tripulados MAVs (micro aerial vehicles), equipamentos eletrônicos como notebooks e até no aquecimento de roupas em países frios ou de comida em acampamentos. Feita de materiais metálicos, que podem ser reciclados, a microturbina representa uma solução ambiental.

O projeto foi escolhido para apresentação no último congresso da Sociedade de Engenheiros da Mobilidade (SAE Brasil) e valeu ao estudante uma bolsa de pós-graduação (MBA) no Instituto Mauá, em São Paulo.

Combustão

A microturbina tem potência de 30W e é capaz de gerar três formas de energia: elétrica, calor e empuxo. Daí a sua ampla aplicabilidade. E o funcionamento é por combustão. ?Como a microturbina é muito pequena, a queima do combustível era um problema, pois, se a chama encostasse nas paredes da câmara de combustão, resfriaria e apagaria?, conta Caio. Ele explica que, para garantir a queima de todo o combustível que entra na câmara, foi necessário fazer um prolongamento em sua extensão, o que se tornou possível com a inserção de um duto helicoidal: ?O combustível entra no cilindro, que é o injetor, e sai por um furo. Então, o ar retém a chama e evita que ela toque a parede?.

Outro desafio foram os mancais. ?Como a velocidade de rotação é alta, em torno de 800 mil rpm, os mancais representaram um desafio, pois devem suportar um eixo girando em alta velocidade, sem grandes perdas?, diz Caio, explicando que a solução adotada foi um mancal lubrificado a ar. ?Como se trata de um eixo esbelto com duas máquinas de fluxo (um compressor e uma turbina), optamos pelo uso de dois mancais, iguais, mudando apenas o posicionamento na microturbiona?, continua. E o futuro engenheiro compara: ?A velocidade de rotação dessa microturbina é de 800 mil rpm. Para ter uma ideia, uma broca de dentista tem velocidade de 1 milhão de rpm: é um milhão de voltas a cada minuto?.

Para obter maior rendimento e aumento da potência líquida, é possível, ainda, usar mais de uma microturbina, já que existe a possibilidade de acoplamento.

Combustível

Caio explica que podem ser usados diversos combustíveis. ?A princípio, optamos pelo butano (GLP), que pode ser armazenado de forma líquida e depois fica gasoso. Com 20ml de butano, dá para a microturbina funcionar cerca de uma hora. Mas também podem ser usados combustíveis renováveis como o hidrogênio, embora seja difícil armazená-lo, e o biogás (que é metano, essencialmente)?, afirma. De acordo com o estudante, o gás natural (GNV) também seria uma possibilidade, porém demandando um reservatório de combustível bem maior do que o exigido pelo butano, por exemplo, tornando o conjunto microturbina/tanque bem mais pesado.

O peso da microturbina é de apenas 440g; enquanto o do reservatório dependerá da quantidade de combustível a ser armazenado. Por enquanto, ainda não existe um protótipo completo de equipamento acoplado à microturbina, o que Caio pretende desenvolver em até dois anos. Segundo o estudante, que pesquisou bastante sobre o tema, há três microturbinas semelhantes na Alemanha, EUA e França. A quarta seria a do seu projeto, que tem a vantagem do baixo custo: ?O protótipo custaria cerca de R$ 1,2 mil, sendo que, se for produzido em série, esse valor pode ser até três vezes menor?.