Flashmotor
FLASH MOTOR
Pastilhas Magnéticas
(Motor Magnético)
DIEGO VENTURIN AGUIAR
DIEGO VENTURIN AGUIAR
Acordo de Paris
Decide adotar o Acordo de Paris sob a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima (a seguir denominado “o Acordo”) tal como consta.
Congratulando-se com a adoção da resolução da Assembleia Geral das Nações Unidas A/RES/70/1, “Transformando Nosso Mundo: a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável”, em particular sua meta 13, e a adoção da Agenda de Ação de Adis Abeba da terceira Conferência Internacional sobre o Financiamento para Desenvolvimento e a adoção do Marco de Sendai para a Redução do Risco de Desastres,
Reconhecendo que as mudanças climáticas representam uma ameaça urgente e potencialmente irreversível para as sociedades humanas e para o planeta e, portanto, requer a mais ampla cooperação possível de todos os países e sua participação numa resposta internacional eficaz e apropriada, com vista a acelerar a redução das emissões globais de gases de efeito estufa,
Reconhecendo ainda que serão necessárias reduções profundas nas emissões globais, a fim de alcançar o objetivo final da Convenção, e enfatizando a necessidade de urgência no combate às mudanças climáticas,
Enfatizando com grande preocupação a necessidade urgente de resolver a lacuna significativa entre o efeito agregado dos compromissos de mitigação das Partes em termos de emissões anuais globais de gases de efeito estufa até 2020 e as trajetórias das emissões agregadas consistentes com manter o aumento da temperatura média global a menos de 2 ° acima dos níveis industriais e promover esforços para limitar o aumento da temperatura a 1,5 °C acima dos níveis pré-industriais,
Também enfatizando que a ambição reforçada pré-2020 pode estabelecer uma base sólida para uma maior ambição pós-2020,
Sublinhando a urgência de acelerar a implementação da Convenção e seu Protocolo de Quioto, a fim de ampliar a ambição pré-2020,
Reconhecendo a necessidade urgente de melhorar a provisão apoio financeiro, tecnológico e de desenvolvimento de capacidades pelos países desenvolvidos Partes, de uma maneira previsível, para permitir o reforço da ação pré-2020 por países em desenvolvimento,
Enfatizando os benefícios duradouros de uma ação ambiciosa e prévia, incluindo grandes reduções no custo dos futuros esforços de mitigação e adaptação,
Tomando conhecimento da necessidade de promover o acesso universal à energia sustentável em países em desenvolvimento, particularmente na África, por meio da implantação reforçada das energias renováveis,
Concordando em defender e promover a cooperação regional e internacional de modo a mobilizar a ação climática mais forte e mais ambiciosa de todos os interessados, sejam estes Partes ou não, incluindo a sociedade civil, o setor privado, as instituições financeiras, cidades e outras autoridades subnacionais, comunidades locais e povos indígenas.
Magnetismo
Com o objetivo de desmistificar a ideia de que o motor magnético é uma tecnologia impossível de ser desenvolvida, realizei este trabalho pesquisando a fundo e analisando o que se tem disponível sobre o magnetismo permanente. Inicialmente as leis da física clássica que conhecemos já criam uma barreira ao se tentar apenas imaginar um dispositivo que gire intermitentemente sem alimentação externa de energia, porém, o caminho teórico capaz de tornar valida a ideia de um motor magnético é outro. Evidentemente, as pesquisas nessa área merecem mais interesse e atenção. Os imãs possuem propriedades bem peculiares, e destaca-se aqui o emprego dos imãs de neodímio (compostos pelos elementos boro, ferro e neodímio), também conhecidos como superimãs por terem suas propriedades otimizadas ao serem comparados com os imãs compostos ferrite e compostos samário cobalto. Há mais de quarenta anos vários inventores vem tentando realizar projetos nessa área, contudo, os poucos que obtiveram sucesso encontraram dificuldades ao dar continuidade em seus trabalhos. No momento o turco Muammer Yildiz vem tentando comercializar o seu motor magnético como gerador de energia elétrica disponível em diferentes capacidades de carga. Sua invenção já foi patenteada e enfrenta atualmente trâmites burocráticos para a inserção da nova tecnologia no mercado interno e externo. Neste trabalho apresento descrições simplificadas sobre a montagem e o funcionamento desse motor, resultados da análise da patente WO 2009/019001. Após comprovar a veracidade dos estudos e projetos de motores magnéticos fica claro que é uma área da ciência a ser investida, pois sua aplicação demonstra ser extremamente versátil no mundo atual, inclusive a bordo de navios e embarcações. Por se assemelharem a cidades moveis, os navios ganhariam uma extraordinária autonomia ao serem equipados com geradores de energia livre e limpa, revolucionando o meio de transporte marítimo e consequentemente o mercado mundial.
Processos de fabricação
Os ímãs fabricados com materiais magnéticos duros, também chamados de ímãs permanentes se dividem em dois grupos principais: Imãs sinterizados e ímãs compósitos. Ímãs sinterizados são produzidos através de metalurgia do pó envolvendo etapas de formagem, sinterização e acabamento. Ímãs compósitos são fabricados aglutinando pós magnéticos em uma resina polimérica.
Ímãs sinterizados possuem 100% de fase ferromagnética, assim suas propriedades ferromagnéticas são maximizadas. São fabricados através dos princípios da metalurgia do pó, de onde se parte de pós atingindo uma forma final densa e rígida. Através da aplicação de altas temperaturas quase a totalidade da porosidade é eliminada e o material final apresenta elevada densidade. As desvantagens deste processo envolvem os altos custos do processo de sinterização, a dificuldade em se obter tolerâncias dimensionais estreitas (o que leva a dispendiciosas etapas de acabamento), a restrita complexidade de forma e a elevada reatividade do ímã, gerando a necessidade de recobrimentos para impedir processos corrosivos.
Os ímãs compósitos foram desenvolvidos por Berman em 1934 utilizando pós isotrópicos de Alnico e resinas fenólicas. Geralmente os ímãs permanentes sinterizados são muito duros e frágeis. Usiná-los para suas formas finais é um processo caro e moroso. Isto gerou interesse nos ímãs compósitos, os quais são fabricados consolidando um pó ferromagnético com uma matriz polimérica. Assim os processos de usinagem são facilitados, ao mesmo tempo em que a moldabilidade das resinas poliméricas permite a fabricação dos ímãs já em suas formas finais. A maior desvantagem dos ímãs compósitos é a diminuição na indução, uma vez que a presença de considerável porcentagem em volume do ligante “dilui” os valores de fluxo. Contudo, técnicas cada vez mais avançadas de fabricação do pó ferromagnético, incluindo pós anisotrópicos, permitem a fabricação de ímãs com ótimas propriedades mesmo com esta desvantagem.
Motor magnético
Um motor magnético, de forma genérica, é uma máquina composta por imãs dispostos de forma que gerem movimento. O movimento primário gerado depende do tipo do projeto. Pode ser semelhante a um motor elétrico gerando movimento rotativo, mas a criatividade e a diversidade na busca pelo movimento não impede que surjam diferentes características. Por ser uma tecnologia ainda pouco desenvolvida, há uma série de variações diferentes que possivelmente funcionem, entre elas, algumas mais simples e outras mais complexas.
Entretanto, algumas características são comuns. Como o uso de material neutro ao campo magnético ou que sofra apenas insignificantes influencias, sendo utilizado para produzir a estrutura do dispositivo, salientando que esse material deve ser suficientemente tenaz para suportar esforços elevados de tração e compressão nos casos em que os imãs são de grandes dimensões. Os rolamentos e eixos necessitam também serem de material que não interaja com o campo magnético no caso de eles estarem contidos nesse campo, sendo alcançados por linhas de campo suficientes a ponto de influenciar no funcionamento e rendimento da máquina. Devem trabalhar com um baixo coeficiente de atrito e suportar intermitentes períodos de trabalho.
Outra dificuldade é encontrada ao projetar a forma de operação de um motor magnético, pois as ações de parada, partida, aumento de velocidade e diminuição de velocidade estão estritamente ligadas ao afastamento e aproximação dos imãs. Então, para ser viável a aplicação de um motor magnético, deve-se projetar as formas de operação, e quase sempre elas se baseiam no deslocamento controlado de algum grupo de imãs, como por exemplo, o estator.
Além do tipo de funcionamento, qualidade dos materiais a serem usados e forma de operação, a montagem de motores de grande porte deve ser perfeitamente planejada, visto que a força de atração entre imãs de grandes dimensões é extremamente elevada, caracterizando um potencial risco de acidente. É claramente necessária a utilização de uma grande área de trabalho que não contenham materiais ferromagnéticos soltos e próximos dos imãs. Depois que uma barra de ferro entrar no campo magnético de um imã de grande porte, por exemplo, tudo o que estiver no caminho será atingido pelo choque causado pela força de atração entre eles. Seria extremamente útil o armazenamento dos imãs em caixas capazes de anular o campo magnético por meio de campos induzidos por corrente elétrica.
É certo de que tais conhecimentos já foram anteriormente descobertos na tentativa de montagem de um motor magnético. Por mais que a construção desse tipo de motor aparente ser um desejo apenas almejado no mundo atual, veremos que essa busca não é nova. É difícil afirmar com precisão, mas há pelo menos 40 anos o motor magnético já é fruto de muito desejo e investimento intelectual por parte daqueles que acreditam em um bem maior. Contanto podemos dizer que há mais de 40 anos a indústria energética sofre com essa ideia, já que o interesse da indústria não se encontra na disponibilização de energia abundante a todos.
Aquilo que por vezes se denomina de "motor magnético" é um dispositivo não mais hipotético capaz de converter infinitamente a energia de um campo magnético em energia mecânica, criando torque. Não confundir com Motor de indução que faz uso de princípios eletromagnéticos para transformar eletricidade em torque.
Com o objetivo de desmistificar a ideia de que o motor magnético é uma tecnologia impossível de ser desenvolvida, realizei este trabalho pesquisando a fundo e analisando o que se tem disponível sobre o magnetismo permanente. Inicialmente as leis da física clássica que conhecemos já criam uma barreira ao se tentar apenas imaginar um dispositivo que gire intermitentemente sem alimentação externa de energia, porém, o caminho teórico capaz de tornar valida a ideia de um motor magnético é outro. Evidentemente, as pesquisas nessa área merecem mais interesse e atenção. Os imãs possuem propriedades bem peculiares, e destaca-se aqui o emprego dos imãs de neodímio (compostos pelos elementos boro, ferro e neodímio), também conhecidos como superimãs por terem suas propriedades otimizadas ao serem comparados com os imãs compostos ferrite e compostos samário cobalto. Há mais de quarenta anos vários inventores vem tentando realizar projetos nessa área, contudo, os poucos que obtiveram sucesso encontraram dificuldades ao dar continuidade em seus trabalhos. Neste trabalho apresento descrições simplificadas sobre a montagem e o funcionamento desse motor (usina magnética), resultados da análise. Após comprovar a veracidade dos estudos e projetos de motores magnéticos (usinas) fica claro que é uma área da ciência a ser investida, pois sua aplicação demonstra ser extremamente versátil no mundo atual, inclusive a bordo de navios e embarcações. Por se assemelharem a cidades moveis, os navios ganhariam uma extraordinária autonomia ao serem equipados com geradores de energia livre e limpa, revolucionando o meio de transporte marítimo e consequentemente o mercado mundial.
Movimento perpétuo
O termo movimento perpétuo, tomado literalmente, refere-se ao movimento que não se acaba. No entanto, o movimento perpétuo geralmente se refere a um dispositivo ou sistema que fornece mais energia do que é fornecido a ele.
Pôde enunciar uma lei que ficou conhecida como Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier: “Numa reação química que ocorre em sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação”. Considerando que Antoine Lavoisier teve perfeito sucesso ao elaborar essa conclusão, seria possível então criar uma máquina cuja fonte de energia seja provinda apenas das interações de atração e repulsão de imãs permanentes.
“A energia total transferida para um sistema é igual a variação de sua energia interna, ou seja, em todo processo natural, a energia do universo se conserva.”( Rudolf Clausius e Lorde Kelvin desenvolveram a lei da termodinâmica)
Porém, Nikola Tesla fora uma pessoa a frente de seu tempo, desenvolveu inúmeros avanços tecnológicos essenciais presentes hoje em nosso dia a dia. Ele declarou ter descoberto um conceito básico para a construção de máquinas de movimento perpetuo através da extração da energia do meio, melhor forma de adquirir força motora.
O motor magnético é um dispositivo de movimento perpetuo, pois funciona com (sem) adição externa de energia (introdução de energia no processo de fabricação dos imãs), mantêm o seu movimento apenas com a utilização correta das forças de atração e repulsão dos imãs. No entanto, deve-se levar em consideração que talvez a física clássica não seja a área da ciência capaz de explicar a origem do movimento criados pelos imãs. Uma energia claramente motor magnético girando intermitentemente com (sem) auxilio de fontes externas de parece criar energia a partir do nada, mas a física quântica é uma forte candidata a esclarecer o contratempo da “criação da energia a partir do nada” no caso dos imãs é uma ideia falsa pois a introdução de energia no processo de fabricação dos imãs. Algumas hipóteses foram levantadas para explicar como pode ser possível construir um dispositivo capaz de funcionar continuamente sem qualquer fonte de energia convencional, a energia magnética armazenada.
Turbinas magnéticas (bordas e hélices magnéticas)
Energia eólica:
A bolina sob o barco a vela oferece resistência lateral à ação do vento, permitindo um avanço gradual através do vento.
A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos.
Ao longo de milhares de anos, a força do vento tem sido aproveitada de inúmeras formas, desde o impulso de veleiros e barcos à vela, até à ventilação natural de edifícios. A utilização do vento para produzir energia mecânica surgiu relativamente tarde na Antiguidade. A roda de vento do engenheiro grego Herão de Alexandria, concebida durante o século I d.C., é o mais antigo registro do uso de uma ferramenta destinada a captar a força do vento para alimentar uma máquina.
Os primeiros moinhos de vento apareceram na Pérsia desde, pelo menos, o século IX, provavelmente desde o século VII. O uso de moinhos tornou-se comum no Médio Oriente e na Ásia Central, chegando mais tarde à para a China e Índia. Por volta do ano 1000, os moinhos eram usados para bombear água do mar até às salinas na China e na Sicília, e a partir do século XI são já usados intensivamente na Europa ocidental na moagem de farinha, e na drenagem de terras alagadas para cultivo ou construção. Os primeiros europeus que vieram à América trouxeram a tecnologia consigo do Velho Continente. Em 1881,William Thomson propôs o uso da energia eólica na ausência de carvão.
Moinhos de vento com um moderno parque eólico ao fundo, nos Países Baixos.
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Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros. A energia eólica, enquanto alternativa aos combustíveis fósseis, é renovável, está permanentemente disponível, pode ser produzida em qualquer região, é limpa, não produz gases de efeito de estufa durante a produção e requer menos terreno. O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.
Os parques eólicos são conjuntos de centenas de aerogeradores individuais ligados a uma rede de transmissão de energia elétrica. Os parques eólicos de pequena dimensão são usados na produção de energia em áreas isoladas. As companhias de produção elétrica cada vez mais compram o excedente elétrico produzido por aerogeradores domésticos. Existem também parques eólicos ao largo da costa, uma vez que a força do vento é superior e mais estável que em terra e o conjunto tem menor impacto visual, embora o custo de manutenção seja bastante superior. Em 2010, a produção de energia eólica era responsável por mais de 2,5% da eletricidade consumida à escala global, apresentando taxas de crescimento na ordem dos 25% por ano. A energia eólica faz parte da infraestrutura elétrica em mais de oitenta países. Em alguns países, como a Dinamarca, representa mais de um quarto da produção de energia.
A energia do vento é bastante consistente ao longo de intervalos anuais, mas tem variações significativas em escalas de tempo curtas. À medida que cresce a proporção de energia eólica numa determinada região, torna-se necessário aumentar a capacidade da rede de modo a absorver os picos de produção, através do aumento da capacidade de armazenamento, e de recorrer à importação e exportação de eletricidade para regiões adjacentes quando há menos procura ou a produção eólica é insuficiente. As previsões meteorológicas auxiliam o ajustamento da rede de acordo com as variações de produção previstas .
Energia elétrica
Turbina eólica de Charles Francis Brush em 1888 gerava 12kW.
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Em julho de 1887, James Blyth, um engenheiro escocês, construiu uma turbina com pás de tecido no jardim e aproveitou a eletricidade produzida para carregar acumuladores que usava para iluminar a sua casa. A sua experiência daria origem em 1891 a uma patente. No inverno de 1888, o inventor norte-americano Charles Francis Brush produziu eletricidade através de um gerador alimentado a energia eólica, que fornecia eletricidade à sua residência e laboratório. Na década de 1890, o inventor dinamarquês Poul la Cour construiu geradores eólicos para produzir eletricidade, que usava para produzir hidrogénio e oxigénio através de eletrólise, guardando uma mistura dos dois gases para usar como combustível. La Cour foi o primeiro a descobrir que turbinas que girassem a uma velocidade maior e com menos pás eram as mais eficientes para produzir eletricidade. Em 1904 fundou a Sociedade dos Eletricistas Eólicos.
Em meados da década de 1920, algumas empresas começaram a fabricar aerogeradores elétricos de 1-3 quilowatts, os quais tiveram uma ampla aceitação nas regiões rurais da América do Norte. No entanto, a instalação de redes elétricas públicas durante a década de 1940 e a necessidade de mais energia tornou estes pequenos geradores obsoletos. Em 1931 o engenheiro francês Georges Darrieus obteve uma patente para uma turbina eólica que usava aerofólios ao longo de um eixo vertical para criar a rotação. Desenhou ainda uma turbina de 100 kW, precursora dos geradores horizontais modernos. Em 1956, Johannes Juul, antigo estudante de la Cour, projeta uma turbina com três pás em Gedser, com 200 kW, e que viria a influenciar o desenho das turbinas posteriores.
Em 1975 o Departamento de Energia dos Estados Unidos financiou um projeto de desenvolvimento de turbinas eólicas, gerido pela NASA, com a finalidade de serem incorporadas na rede de distribuição.
Componentes de uma turbina eólica: 1-Fundação, 2-Conector à rede elétrica, 3-Torre, 4-Escada, 5-Controle de orientação (Yaw control), 6-Nacelle, 7-Gerador, 8-Anemômetro, 9-Freio elétrico ou mecânico, 10-Caixa de velocidades, 11-Lâmina, 12-Controle de orientação (pitch control), 13-Roda.
Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares com muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho que produz com o movimento da hélice um campo magnético na turbina. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica.
Turbinas Magneticas
Entre os modelos de motor magnético mais conhecidos, temos diferentes configurações, ou seja, diferentes formas de gerar o movimento com o uso de imãs de neodímio, podendo ter formas de cilindro, barra ou ferradura. Alguns desses modelos sofreram aprimoramentos, variações, correções, mas seus princípios foram mantidos. Compartilham de uma ideia em comum: criar um vetor resultante ou um conjunto de vetores resultantes dos campos magnéticos gerados pelos imãs afim de guiar o movimento de outros imãs de forma continua, vencendo o atrito e as forças que tendem a parar o motor. Os seguintes modelos escolhidos a serem abordados são exemplos da diversidade de configurações possíveis buscando o movimento continuo. As diferentes características de cada um despertam a ideia de que mesmo o motor sendo falho, a tecnologia ainda tem muito a ser estudada.
O modelo conhecido funciona com um princípio bem inteligente. Ao redor de um eixo tem-se o rotor, composto por material pouco denso e que não interaja com campos magnéticos. Considerando esse rotor como sendo uma hélice na posição horizontal, são notadas duas importantes distancias: a altura da hélice e a média desse valor. Essas serão as distancias entre os imãs do rotor que determinam o início e o fim do movimento continuo respectivamente.
Utilizando imãs de neodímio em formado de hélices dentro um círculo fechado (Dimensões a serem calculadas de acordo com o projeto) iniciam-se as suas fixações a partir dos extremos da altura da hélice, dispondo duplas de imãs com seus centros igualmente espaçados da meia altura ou das faces, e deixando uma distância angular previamente calculada entre as retas formadas pelos centros das duplas de imãs. Adota-se um polo especifico para cada lado da hélice, ou seja, cada dupla forma um conjunto com polo norte e polo sul. E o detalhe mais importante é a gradativa diminuição da distância entre os dois imãs de uma dupla, característica essa responsável pela continuidade de movimento deste modelo. A distância entre os imãs de cada dupla é menor quanto mais próximo estiverem de completar a circunferência da hélice, ou seja, a dupla com imãs mais espaçados é vizinha da dupla com imãs menos espaçados. Os imãs estão dispostos ao redor da hélice formando algo parecido como uma roda.
O movimento é "induzido" por um imã que se aproxima paralelamente a hélice, podendo esse imã ter forma de espátulas, cilindro com grande raio e pequena altura, ou cilindro com grande altura e pequeno raio. Essa configuração composta por rotor e indutor determina uma unidade geradora de movimento, sendo conveniente talvez a colocação de duas ou mais unidades ao longo do eixo. O grande problema enfrentado por esse modelo é o fato de que o movimento no momento de transição na passagem da dupla mais espaçada para a dupla menos espaçada ocorre uma considerável força contra o movimento. Esse problema pode ser minimizado, embora dificilmente eliminado, utilizando algum mecanismo que afaste o imã indutor no exato momento em que ocorre a transição da parte maior para a parte menor do círculo. Esse mecanismo pode ser visto na figura acima: a força de resistência magnética restante e quaisquer outras forças de resistência atingirem um valor total menor que a força total gerada pelos imãs, o movimento continuo é preservado.
O projeto de motor magnético, é composto por rotor e estator com imãs de neodímio cilíndricos e a hélice acoplados e configurados de tal forma a criar o movimento circular utilizando a atração e repulsão.
O rotor é uma composição de três conjuntos de imãs dispostos ao longo da circunferência em torno da hélice, e o estator segue a mesma ideia. O objetivo de criar um movimento circular dispondo imãs ao redor de uma circunferência.
Disposição dos imãs. Cor vermelha: Norte. Cor Azul: Sul.
O estator possui a forma de uma circunferência bipartida, sendo que o encontro inferior entre as semicircunferências é unido, e o encontro superior na posição aberta mantêm o motor em repouso e na posição fechada se inicia o movimento das hélices. Nesse tipo de motor há uma série de variáveis que podem em certo momento favorecer, ou não, o sucesso da construção. O espaçamento angular entre os imãs no rotor e no estator, altura e raio do imã cilíndrico e a hélice usado, espaço entre o rotor e estator, entre outros fatores, são exemplos de variáveis que possivelmente determinem o sucesso do projeto. A manipulação dos imãs é uma atividade complexa quando se deseja um resultado preciso, principalmente quando a quantidade de imãs é bem elevada.
A produção, venda e utilização dos motores, que terão suas utilizações focadas na produção de energia elétrica, planejando ser vendido o conjunto completo com acoplamento do gerador e cabos de saída. Correções e aprimoramentos foram feitos e o possível modelo comercial já pode ser desenvolvido.
É bastante evidente o fato de que este motor em funcionamento é movido apenas por imãs. Resta apenas saber se ele será capaz de enfrentar todas as adversidades que a indústria energética mundial proporcionará aos próximos estágios de produção e venda.
Protótipo
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O motor é composto por um estator interno, estator externo, rotor, dois tamanhos diferentes de imãs hélices e imãs cilíndricos. Para a estrutura do motor são utilizados o alumínio e o plástico, que não interagem com campos magnéticos. Nesse modelo o que se diferencia dos outros é a manipulação minuciosa da posição que cada grupo de imãs deve ocupar, destacando-se a variedade de tamanhos, formas e tipo de alinhamento.
O rotor é dividido em dois tambores (Cilindros) ocos e a hélice, estruturalmente ligados ao eixo por apenas uma das extremidades, sendo que em cada um dos tambores são dispostas fileiras de imãs cilíndricos ao longo da circunferência com um pequeno deslocamento angular entre as fileiras. O espaço interno no rotor é ocupado pelo estator interno (hélice), que é fixo a um disco estrutural localizado no ponto médio do motor transversalmente ao seu eixo.
O estator interno é revestido externamente por imãs em suas hélices com suas bases de maior área (polo norte) expostas as faces inferiores (polo norte) dos imãs cilíndricos do rotor, induzindo a repulsão entre eles.
No estator interno são colocados imãs nas hélices de dimensões diferentes das usadas na circunferência do estator externo. São imãs em formatos de hélices dispostos internamente ao rotor e uma borda em formato de circunferência de imas de polaridades diferentes, e essa é talvez a área com maior força resultante sendo aplicada no rotor, pois esses imãs são os maiores usados no projeto. Na foto seguinte pode-se entender claramente a localização dos principais elementos do motor.
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Turbinas magneticas 2- Gerador elétrico 3- Pontos de distribuição
A grande diferença desse projeto para os anteriormente apresentados é o uso da repulsão agindo nos dois polos de cada imã do rotor, característica alcançada com a utilização de dois estatores, interno e externo. A distância lateral entre os imãs do rotor, a forma de circunferência e hélices dos imãs dos estatores formando turbinas magneticas, as distâncias interna e externa entre rotor e estatores, a angulação dos imãs do estator interno, o desalinhamento dos imãs do rotor com o centro do eixo, entre outras características, são configurações essenciais para o alcance do objetivo. Na maioria dos projetos de motores magnéticos não se veem características tão especificas como está sendo desenvolvido neste motor. Na figura a seguir pode-se notar o desalinhamento dos imãs cilíndricos do rotor com a hélice no centro do eixo do motor, a disposição das polaridades dos imãs do estator externo e estator interno evidenciando a repulsão externa pelo polo Sul e interna pelo polo Norte.
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FIGURA 13 – Disposição e polaridades dos imãs no motor
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Gerador Elétrico
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Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica.
O tipo mais comum de gerador elétrico, o dínamo (gerador de corrente contínua) de uma bicicleta, depende da indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica, a lei básica de indução eletromagnética é baseada na Lei de Faraday de indução combinada com a Lei de Ampere que são matematicamente expressas pela 3º e 4º equações de Maxwell respectivamente.
O dínamo funciona convertendo a energia mecânica contida na rotação do seu eixo, que faz com que a intensidade de um campo magnético, produzido por um imã permanente que atravessa um conjunto de enrolamentos, varie no tempo, o que, pela Lei da indução de Faraday, leva a indução de tensões em seus terminais.
A energia mecânica (muitas vezes proveniente de uma turbina hidráulica, a gás ou a vapor) é utilizada para fazer girar o rotor, o qual induz uma tensão nos terminais dos enrolamentos que, ao serem conectados a cargas, levam à circulação de correntes elétricas pelos enrolamentos e pela carga.
No caso de um gerador que fornece uma corrente contínua, um interruptor mecânico ou anel comutador alterna o sentido da corrente de forma que a mesma permaneça unidirecional independente do sentido da posição da força eletromotriz induzida pelo campo. Os grandes geradores das usinas geradoras de energia elétrica fornecem corrente alternada e utilizam turbinas hidráulicas e geradores síncronos.
Energia mecânica em elétrica
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Gerador de indução ou Gerador Assíncrono
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Gerador de Corrente contínua
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Motores elétricos desempenham a função inversa, ou seja, convertem energia elétrica em energia mecânica e construtivamente são semelhantes aos geradores, pois se baseiam no mesmo princípio de conversão.
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Rede de destribuição de energia
Motor eletrico
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Um motor elétrico ou atuador elétrico é qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.
A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerador ou por um dínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção.
A ENERGIA RENOVÁVEL
O conceito de energia renovável e energia alternativa sofre muitas vezes um uso incorreto. A ideia que se passa com a expressão “energia alternativa” é a de energia capaz de substituir uma fonte de energia predominantemente utilizada, enquanto que a expressão “energia renovável” passa a ideia de energia extraída e usada de forma a não provocar uma considerável agressão ao meio ambiente, também relacionada com a expressão “energia limpa”. Pode-se considerar então que toda energia renovável atualmente é também uma energia alternativa, já que o mundo concentra a sua maior produção energética na indústria de carvão mineral e de petróleo e gás. Mas nem toda energia alternativa é também renovável.
Há muitas formas de energia renovável, a maioria delas depende diretamente ou indiretamente da luz solar. A energia eólica e a hidroelétrica são o resultado direto de um aquecimento irregular na superfície da terra, que cria o movimento das massas de ar e precipitações. A energia solar é diretamente convertida em eletricidade por meio dos painéis solares. A biomassa nada mais é do que a energia solar armazenada nas plantas. Outras formas de energia renovável não dependem da luz solar, como a energia geotérmica, que é o resultado do decaimento radioativo na crosta combinado com o calor provindo da terra. Entre as tecnologias utilizadas para extrair energia renovável podemos citar: Células fotovoltaicas, turbinas eólicas, turbinas hidráulicas, turbinas geotérmicas, conversores de energia das ondas, células de combustível, entre outras.
Muita atenção está sendo dada atualmente ás energias renováveis para adquirir segurança energética, pois a limitação dos combustíveis fosseis é evidente. O potencial encontrado no uso dos imãs permanentes é ainda uma tecnologia a ser investida e desenvolvida. Para receber atenção e ser aceita como tendo um grande potencial, primeiramente deve-se conhecer as propriedades dos imãs, a dinâmica de sua aplicação, capacidades e limitações. Entretanto, a maioria dos pesquisadores rejeita o assunto, e o motivo para isso acontecer é simples: Seria interessante para eles desenvolver algo que não seja do interesse das mais poderosas indústrias?
As diferentes formas de energia renovável nos mostram o quão diversificado é o meio ambiente em que estamos inseridos, então para alcançar a autonomia energética sem agredir o meio e possivelmente limitar as fontes de energia, deve-se encontrar uma certa harmonia e trabalhar utilizando os diversos fluxos de energia a nosso favor.
Investimento em fontes de energia renováveis bate recorde
Relatório da ONU destaca esforços dos países em desenvolvimento
RIO - Um novo relatório do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma) mostra que uma mudança está em curso na produção de energia no planeta. O investimento em fontes renováveis — como biomassa, eólica e solar — bateu o recorde mundial no ano passado, atingindo a marca de US$ 286 bilhões. Pela primeira vez, a maior parte da verba circulou entre os países em desenvolvimento. Neles, o fomento à chamada energia limpa aumentou 19% em 2015; nas nações ricas, o índice diminuiu 8% no mesmo período.
Os recursos destinados à energia renovável são mais do que o dobro dos recebidos por usinas de carvão e a gás (US$ 130 bilhões). Ao todo, desde 2004, o mundo investiu US$ 2,3 trilhões em fontes limpas de eletricidade.
De acordo com o Pnuma, diversos fatores podem ter contribuído para que os países em desenvolvimento superem as nações ricas na quantidade de investimentos em renováveis. Entre eles, a crise econômica que afligiu os países ricos nos últimos anos e a necessidade dos emergentes, sobretudo China e Índia, de atender a demanda provocada pelo crescimento da população.
Chefe da unidade de finanças da Divisão de Economia do Pnuma, o canadense Eric Usher avalia que ambas as potências asiáticas se aproveitaram dos preços cada vez mais baixos exigidos para a produção de energia limpa.
— O investimento necessário para a aplicação da energia não poluente caiu consideravelmente nos últimos seis anos, e os países em desenvolvimento souberam criar projetos eficientes para aproveitá-las — elogia Usher, coautor da edição deste ano do relatório “Tendências Globais para o Investimento em Energia Renovável”. — A Europa está encurralada pela crise econômica, o que a fez desacelerar um pouco o abandono dos combustíveis fósseis e pode ter afetado a vontade política de alguns governantes, mas entramos em um caminho sem volta. Vamos continuar batendo recordes na adoção das fontes limpas.
Os países que ostentaram maior aumento do investimento em energias renováveis no ano passado foram China (que elevou as verbas para o setor em 17%, atingindo US$ 102,9 bilhões), Índia (22%, chegando a US$ 62 bilhões) e África do Sul (329%, alcançando US$ 4,5 bilhões).
Entre as nações ricas, os EUA elevaram em 19% as verbas para fontes limpas, alcançando US$ 44,1 bilhões. Foi uma conquista relevante, sobretudo após a suspensão pela Suprema Corte, no ano passado, do Plano de Energia Limpa, o mais ambicioso projeto do país voltado às mudanças climáticas. O plano lançado pelo presidente Barack Obama sofreu forte oposição de industriais e foi rejeitado por governadores de quase 30 estados. Na Europa, o investimento caiu 21%, regredindo para US$ 48,8 bilhões.
O Brasil também figura no rol dos países que retraíram seus investimentos. Aqui, o governo federal tem US$ 7,1 bilhões reservados às fontes renováveis, uma redução de 11% em relação a 2014.
Rodrigo Medeiros, vice-presidente da Conservação Internacional no Brasil, atribui a redução constatada na pesquisa à prioridade dada pelo governo às hidrelétricas.
— O Brasil ainda vive um rescaldo do forte investimento na ampliação da matriz energética a partir das hidrelétricas — explica. — Nos últimos cinco anos, multiplicamos a capacidade de produção de energia eólica, mas sua representatividade poderia ser muito maior. E avançamos ainda menos na energia solar, devido ao alto custo dos equipamentos, à burocracia e à falta de incentivos fiscais.
HIDRELÉTRICAS CONTESTADAS
Secretário-executivo do Observatório do Clima, Carlos Rittl assinala que, daqui a dez anos, a energia solar será a fonte mais barata disponível.
— Para um país que atravessa uma crise econômica, como é o nosso caso, o fomento às fontes renováveis precisa ser estimulado — destaca. — Os empresários do setor de energia eólica pretendem criar até 50 mil novos empregos este ano.
Atualmente, 77,9% da geração de eletricidade no Brasil vem de hidrelétricas. O foco nacional nesta matriz é visto com ressalva pelos analistas.
— Não sou particularmente contra estas usinas, mas são uma fonte controversa de energia — opina Usher. — Não acredito que ela deve servir para combater sozinha todas as demandas de um país.
Para os especialistas, o acordo global traçado na Conferência do Clima em Paris, no fim do ano passado, deve inspirar a troca de usinas a carvão por outras dedicadas à energia eólica e solar. Ao divulgarem quais medidas tomarão para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, a maioria das nações se comprometeu a mudar sua forma de gerar eletricidade.
— Além de uma questão de mercado, a energia também é uma ferramenta política — ressalta Usher. — A comunidade internacional está determinada a cumprir as metas assinadas durante a conferência climática.
Os autores do relatório do Pnuma admitem que a queda recente do preço do petróleo pode fazer a geração tradicional de energia mais “atraente”. No entanto, as fontes renováveis podem assegurar sua sobrevivência com as declarações dos líderes do G-7, que, reunidos no ano passado na Alemanha, concordaram em diminuir a dependência de suas economias dos combustíveis emissores de carbono.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Visto que a aplicação de muitos motores magnéticos a bordo traria uma série de facilidades na geração de energia elétrica como forma de aplicação mais viável a bordo. Projetando-se um motor magnético de grande porte capaz de gerar KW acoplado a uma máquina geratriz, dotado de sistema capaz de compensar variações na tensão e frequência de saída ocasionadas por variações na rotação do motor, essa tecnologia poderia revolucionar geração de energia elétrica. Entre outros ajustes e aprimoramentos para tornar possível a aplicação desse motor a bordo, encontramos diversificados suportes por parte da eletrônica, mecânica, e qualquer outra área de aplicação da física.
Está bem claro que o motor magnético até o momento é ainda um foco de pesquisa e desenvolvimento, embora já existam modelos com ideias bem promissoras. A junção de todos os trabalhos realizados até agora, desde a década de 1970, resulta num montante ainda pequeno para definir conclusões e resultados precisos. Entretanto, o modelo apresentado por este trabalho poderia causar mudanças expressivas em todo o mundo. É provável que esse seja um caso de fruto de um campo da física sem o completo conhecimento das teorias que o envolvem, a física carece de estudos nessa área.
Contudo, é possível perceber como o sistema econômico trabalha a favor do desenvolvimento tecnológico, que é responsável, de forma bem simples, por aprimorar as extensões das habilidades humanas e tornar viável novas atividades. Assim também se deu o desenvolvimento dos aviões, e mais recentemente dos trens de levitação magnética, revolucionando o transporte em longas distancias. Podemos enxergar de forma análoga a aplicação de motores magnéticos na geração de energia elétrica ao redor do mundo, uma fonte de energia limpa e inesgotável.
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