Engenheiros descobrem como captar energia do vento a partir de árvores

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Um estudo realizado por engenheiros norte-americanos propôs uma plataforma de captação de energia que explora as ressonâncias internas naturais das árvores para gerar tensão suficiente para ligar sensores e sistemas de monitorização estrutural e capturar energia útil.

A recolha de energia elétrica a partir de vibrações ou outro tipo de tensão mecânica é fácil. Para conseguir piezeletricidade, por exemplo, basta submeter certos materiais cristalinos a um stress mecânico para que desenvolvam uma carga elétrica – um exemplo clássico é o isqueiro elétrico.

Um estudo realizado por engenheiros do Laboratório de Acústica e Vibrações de Ohio, nos Estados Unidos, pôs à prova um novo sistema piezelétrico. A ideia básica por trás da plataforma de captação de energia proposta pelos investigadores é a seguinte: explorar as ressonâncias internas naturais das árvores em pequenas florestas artificiais para gerar tensão suficiente para ligar sensores e sistemas de monitorização estrutural.

Basicamente, os investigadores querem usar o poder piezelétrico produzido pela flexão de uma árvore durante uma ventania. Mas como isso pode ser possível? De que forma é diferente de fazer girar um moinho de vento?

Os investigadores descobriram que é possível converter o intervalo relativamente aleatório de frequências de vibração em energia útil, explorando a frequência de ressonância natural de estruturas parecidas com as árvores. Essa frequência de ressonância pode ser imaginada como uma espécie de parede ou barreira que absorve e armazena as energias provenientes da vibração das frequências mais altas.

O artigo com as conclusões usa uma metáfora para explicar este tipo de frequência de ressonância: Imagine uma multidão andando numa ponte. Todos os peões estão a andar com frequências diferentes, mas alguns coincidem com a frequência de ressonância da ponte e, por isso, a frequência é amplificada. Neste caso, parte da energia criada pelos passos é capturada pela ponte devido à sua ressonância.

A constatação matemática inicial do estudo mostrou que é realmente possível capturar energia útil a partir do vento aleatório. Para os testes, os engenheiros utilizaram uma construção em formato de árvore, com pequenas vigas de aço embrulhadas em fluoreto de polivinilideno (PVDF), um material piezelétrico. Eles conseguiram produzir cerca de 2V durante os testes.

Este estudo é uma prova de conceito, ou melhor, uma refutação do pressuposto de que as vibrações do vento não podem ser convertidas. Não deveremos ver pequenas florestas de metal espalhadas pela cidade para captar energia e abastecê-las, mas ainda assim é uma ideia bastante boa.

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