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Estudante do ensino médio cria motor magnético inovador sem necessidade de ímãs e metais caros, ganhando reconhecimento com prêmio internacional em engenharia.
Os motores elétricos, fundamentais em inúmeras aplicações cotidianas, dependem frequentemente de ímãs para funcionar. Esses ímãs permanentes, capazes de gerar seu próprio campo magnético, não estão apenas em geladeiras, mas também em telefones celulares, discos rígidos e em muitos outros dispositivos. Eles são componentes cruciais em sistemas de energia renovável, como turbinas eólicas e motores de carros elétricos. No entanto, um avanço significativo foi alcançado por um adolescente, que desenvolveu um novo motor magnético, prometendo revolucionar a indústria com sua inovação.
Saiba como surgiu a ideia de desenvolver um novo motor magnético
A maioria dos ímãs permanentes é feito de metais difíceis de extrair, caros e difíceis de reciclar. Mais de 90% deles vem da China e, como resultado, os elementos mais cruciais para a energia limpa são, ironicamente, os mais difíceis de obter.
Com um projeto de um novo motor magnético sem ímã permanente, um estudante do ensino médio da Flórida acabou de mostrar como superar tais desafios. Isso pode revolucionar o setor e tornar o motor elétrico mais limpo e acessível a mais pessoas.
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Em suas próprias palavras, Robert afirma que tem um interesse natural por motores elétricos e enquanto fazia pesquisas, ele descobriu os impactos ambientais negativos das terras raras usadas nos motores de ímã permanente que os alimenta. Isso despertou o seu interesse em desenvolver um tipo de motor alternativo.
Vale destacar que as ‘terras raras‘ não são verdadeiramente raras, mas dificilmente são encontradas em quantidades suficientes para justificar a mineração. Esses metais altamente condutores são usados em muitas tecnologias, desde caças até cabos de fibra óptica, sendo amplamente utilizados em conversores catalíticos, automóveis ou baterias recarregáveis.
Desafios superados por Robert para o desenvolvimento do novo motor magnético
Com foco em contornar a dependência de metais raros, Robert descobriu que os motores síncronos de relutância não usam ímãs permanentes. O problema é que esses motores não oferecem tanta eficiência de torque, portanto normalmente não funcionam em um carro elétrico. Desejando usar essa pesquisa como um projeto escolar, o adolescente iniciou uma busca de um ano para resolver este problema.
O motor elétrico convencional funciona convertendo eletricidade em energia mecânica e quando uma corrente elétrica passa por uma bobina, em um campo magnético, uma força é gerada, que produzirá um torque. Quando torque é aplicado a um motor ele gira e esta rotação é passada através de transmissores mecânicos para o que se move, como a pá de um ventilador, as rodas de um carro ou seu aspirador de pó.
Robert então se concentrou em Syn RMs, motores que criam uma diferença explorável na relutância. A relutância é equivalente à resistência magnética. Metais com alta relutância se movem mais quando tentam resistir a um campo magnético. Sendo assim, maximizar o diferencial entre a baixa relutância do motor de aço e a alta relutância das ranhuras cortadas nele aumentam a saliência do motor e maior saliência é maior torque.
Estudante ganha prêmio internacional por sua criação
Robert passou um ano otimizando seu conceito para um novo motor magnético e desenvolveu seus protótipos sem lacuna de ar, incorporando outro campo magnético em seu lugar.
Esse ajuste deu um grande impulso a resistência funcional e a taxa de saliência do motor, produzindo 39% mais torque e funcionando 31% mais eficiente a 300 RPM, mas a eficiência aumentou pouco quando o motor estava funcionando a 750 RPM e as peças impressas de plástico até derreteram em sua mesa.
Felizmente essa perda não foi em vão e ele recebeu o prêmio máximo da feira internacional de ciência e engenharia, voltando para casa com 75 mil dólares. Em outubro ele ainda estava trabalhando em seu 16º motor magnético, com planos para a versão 17 em andamento.
