sábado, fevereiro 18, 2012

Estrada magnética fornece energia para carros elétricos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/02/2012

Carros elétricos recarregados na estrada por campos magnéticos









  
Os campos magnéticos (em vermelho) são responsáveis pela transferência da eletricidade através do ar, podendo recarregar os carros elétricos enquanto eles rodam pela estrada em alta velocidade.[Imagem: Sven Beiker/CARS/Stanford University
 Recarregamento de baterias sem fios
Já pensou em rodar com um carro elétrico sem nenhuma preocupação com recarregar as baterias?
Pois esta é a promessa de uma nova tecnologia desenvolvida por engenheiros da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos.
A energia elétrica é transmitida sem fios por bobinas instaladas ao longo de toda a rodovia, abaixo do asfalto.
"Você poderá até mesmo ter mais energia nas baterias no final da sua viagem do que quando você saiu de casa," disse Richard Sassoon, membro da equipe que desenvolveu o novo princípio de recarregamento sem fio de baterias.
Acoplamento magnético
A transferência de eletricidade sem fios é baseada em uma técnica batizada de acoplamento magnético ressonante.
Duas bobinas de cobre são ajustadas para entrar em ressonância naturalmente, de forma similar ao que acontece a duas taças de cristal, que vibram harmonicamente quando uma nota é tocada.
As duas bobinas devem ser colocadas a uma pequena distância uma da outra.
A bobina que é conectada à energia gera um campo magnético que faz a segunda entrar em ressonância, como se estivesse sujeita ao mesmo campo magnético.
E, como uma bobina sujeita a um campo magnético é sinônimo de gerador, a ressonância magnética entre as duas bobinas resulta na transferência de eletricidade, invisível e sem contato, através do ar.
"Aparelhos elétricos ajustados em outras frequências não serão afetados. A transferência de energia sem fios somente vai ocorrer se os dois ressonadores estiverem em sintonia," diz Xiaofang Yu, que realizou os experimentos juntamente com seu colega Sunil Sandhu.
Interferência metálica
"O asfalto provavelmente terá pouco efeito, mas os elementos metálicos na carroceria do carro podem afetar drasticamente os campos eletromagnéticos. Foi por isso que fizemos um estudo para descobrir o esquema ótimo de transferência quando grandes objetos metálicos estão presentes," explica Fan.
A resposta é que a bobina ligada a uma placa metálica poderá suportar a transferência de 10 kW de potência a 1,98 metro de distância desde que ela seja colocada em um ângulo exato de 90 graus em relação à bobina receptora.
A eficiência da transferência de energia é de 97% quando os veículos trafegam a uma velocidade de 90 km/h.
Os pesquisadores demonstraram a transferência de 10 kilowatts de energia a uma distância de praticamente dois metros.
Isso seria suficiente para alimentar inteiramente um carro elétrico, deixando suas baterias apenas como reserva, ou para uma exigência extra no caso de uma aceleração ou uma subida mais íngreme.
Eletricidade sem fios
O princípio é similar ao que está sendo usado em um experimento com autobondes elétricos na Coreia do Sul, onde as baterias dos veículos são recarregadas na própria estrada.
O grande problema dessa abordagem para a alimentação de veículos elétricos é a necessidade de reconstrução de todas as rodovias, para instalação do aparato elétrico subterrâneo.
Desde que cientistas do MIT demonstraram a transmissão de eletricidade sem fios em 2007, o princípio vem sendo explorado em inúmeros campos, do recarregamento das baterias de implantes cardíacos até a alimentação de lentes de contato biônicas.
Na área automotiva, o movimento dos pneus transformado em eletricidade também já foi utilizada como auxiliar para o recarregamento das baterias dos carros elétricos.
Bibliografia:

Wireless energy transfer with the presence of metallic planes
Xiaofang Yu, Sunil Sandhu, Sven Beiker, Richard Sassoon, Shanhui Fan
Applied Physics Letters
Vol.: 99, 214102
DOI: 10.1063/1.3663576
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