Em 2017, uma iniciativa da UFSM foi finalista do sétimo prêmio Instituto 3M, concurso nacional que busca incentivar o desenvolvimento de tecnologias e projetos inovadores nas áreas de saúde, educação e meio ambiente. Esse projeto da Universidade prevê a utilização de embalagens longa vida, como as caixas de leite, para a construção de tribogeradores de baixo custo para armazenamento de energia. A partir disso, é possível aproveitar a energia que seria desperdiçada se não fosse utilizada dessa forma, além de atacar um problema de saneamento público: o do descarte de embalagens longa vida.
Até o momento, esta é a única pesquisa conduzida no mundo que utiliza esse tipo de embalagens para a confecção de geradores triboelétricos. As vantagens do uso são diversas: hoje, apenas 35% das caixas longa vida são recicladas no Brasil; existem somente 20 empresas no país que reciclam esse tipo de material e essas empresas não conseguem separar corretamente todos os componentes, visto a complexidade da estrutura das caixinhas.
As pesquisas com os tribogeradores são recentes e, na UFSM, são coordenadas pelo professor Thiago Burgo, do Departamento de Física e da Pós-Graduação em Química do Centro de Ciências Naturais e Exatas (CCNE). A acadêmica do curso de Bacharelado em Química Kelly Moreira esteve ao lado do professor no desenvolvimento do projeto finalista.
Para a construção dos tribogeradores, a maioria dos pesquisadores da área usa um processo chamado litográfico, que envolve metais caros, como ouro ou platina, e que custa em torno de quatro mil reais por metro quadrado, sem considerar a mão de obra. Thiago estima que o custo do tribogerador produzido na UFSM com as caixas de leite seja de menos de 20 reais por metro quadrado. “Percebemos, durante a pesquisa, que embalagens longa vida têm todos os elementos necessários para a construção de um tribogerador”, explica o professor. Na face interna, são compostas de isolantes (plástico polietileno) seguido de um metal (alumínio). Além disso, o papel, que também está na estrutura da caixinha, confere a este tipo de embalagem ótima estabilidade e resistência mecânica. “A gente ainda não chega ao nível dos desenvolvidos pelo processo litográfico em relação à corrente elétrica, mas se você comparar os custos, com um pouquinho de esforço, a gente consegue chegar aos mesmos valores em termo de eficiência positiva”, relata Thiago, otimista.
APLICAÇÕES
Na UFSM, a aplicação de curto prazo dos tribogeradores é na construção de um piso que será colocado na soleira da porta de entrada do CCNE, uma área de grande circulação no campus. O movimento da caminhada dos pedestres deve gerar atrito nas partes dos tribogeradores e, consequentemente, produzir energia. Esta, por sua vez, depois de captada e armazenada, deve manter aceso um painel com luzes de LED. O protótipo já está sendo desenvolvido e contará com mais de cem tribogeradores, todos ligados uns ao outros e a uma bateria, dispostos sob uma placa de madeira. A estimativa é de que, em média, o atrito gerado pelos passos de 20 pessoas deixe o painel aceso por 20 minutos.
“É uma tensão alta com uma corrente razoavelmente baixa, então não seria útil para eletrodomésticos comuns (geladeiras, televisores, etc…), mas poderia ser importante para dispositivos que demandem baixa densidade de energia, como luzes de emergência e LEDs, para armazenar energia em capacitores e baterias, ou mesmo para conectar remotamente aparelhos entre si (Internet das Coisas)”, explica Thiago.
A longo prazo, a ideia é usar os tribogeradores desenvolvidos na Universidade em estradas, posicionados logo abaixo do asfalto. Assim, quando o automóvel passar, vai gerar energia para acionar o radar de controle de velocidade no trânsito. O professor explica que esses radares fixos têm umas faixas pretas, antes ou depois da câmera, que são sensores de pressão. A ideia do pesquisador é usar o sistema da UFSM para captar energia junto a essas estruturas. O carro passaria nesse primeiro sensor e geraria energia suficientemente alta para carregar uma bateria, que seria responsável por fazer o processamento de informação do sensor seguinte (e tirar a foto – ou não). “A minha ideia é que isso esteja pronto em até cinco anos. Ainda estamos avaliando algumas etapas do processo e testando materiais que possam aumentar a eficiência dos nossos tribogeradores”, explica o docente. Atualmente, vários desses radares localizados fora das áreas urbanas não funcionam via energia elétrica da rede, mas sim com painéis solares. Por serem mais baratos do que os painéis fotovoltaicos, os geradores triboelétricos poderiam trazer um ganho na relação custo-benefício e ajudar a baratear o investimento público necessário.
Reportagem: João Ricardo Gazzaneo
Diagramação: Juliana Krupahtz
Ilustração: Pollyana Santoro
