Tecnologia Soluções para a sustentabilidade

Alunos de diferentes cursos são incentivados a desenvolver projetos que utilizam meios renováveis de energia ou que economizam insumos

Após décadas de displicência com a questão ambiental, que impacta negativamente as condições de vida da população, tanto no que se refere ao clima como à escassez de água e outros recursos essenciais, o planeta e, especialmente, o Brasil, nestes últimos meses, buscam soluções para melhor enfrentar a crise hídrica e energética. Visando contribuir para a construção de um mundo mais sustentável, diversos cursos da Universidade incentivam os alunos a trabalharem em projetos que propõem alternativas para a utilização de meios renováveis de energia e a consequente economia de insumos. Um desses projetos é o Econômetro, que auxilia no controle do gasto de água em residências a partir de um aplicativo para tablets ou smartphone. Além deste trabalho, também estão em desenvolvimento um conversor de motor movido a diesel para funcionamento com etanol, um supercapacitador que armazena e aproveita a energia então dissipada pelos veículos e uma válvula que inibe o vazamento de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP).

Alunos do Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação criaram o Econômetro a partir do alerta do governo em relação à necessidade de poupar água

Criado por seis alunos do Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação, o Econômetro, um aplicativo para smartphones, foi elaborado diante do alerta dado pelo governo federal em relação à necessidade de se poupar água. “Com o aplicativo, as pessoas têm mais fácil acesso à quantidade de água que é gasta. Muitas vezes, pela dificuldade em ler o hidrômetro, não sabemos quanto estamos gastando. Nosso projeto visa facilitar esse controle”, explica Wender José Alves Silva, um dos autores da aplicação.

Para transmitir os dados de consumo de água das residências para o aplicativo, os alunos elaboraram uma placa que faz interface entre sensores adquiridos à parte pelo usuário e instalados nas principais saídas de água da casa (chuveiro e caixa d’água, por exemplo), transmitindo as informações via bluetooth. Já no aplicativo, os dados são codificados e transformados em gráficos e tabelas, que facilitam o entendimento das informações. 

Desenvolvido para smartphones e tablets que utilizam o sistema operacional Android, o Econômetro já foi testado na casa de Felipe Ferreira Araújo Guimarães, que também elaborou o aplicativo. “Com o Econômetro, observei um consumo de oito litros de água durante a noite, quando estava dormindo e não havia mais ninguém em casa. Então percebi que certamente se tratava de um vazamento”, conta ele. O projeto, que em breve estará disponível para o público na loja de aplicativos Google Play, também será instalado no prédio de outro autor da iniciativa, o aluno Igor de Faria Silva, que considera a ferramenta como grande aliada na economia de água. “Se formos esperar a conta de água para verificar se diminuímos o consumo, só poderemos melhorar no mês seguinte. O aplicativo nos dá a oportunidade de economizar já e acompanhar os efeitos da mudança de hábitos”, afirma Igor.

Para o professor Geraldo Cardoso de Melo, orientador do grupo, o aplicativo é muito vantajoso, porque, além de ter um baixo custo de implementação (os sensores, comprados prontos, custaram cerca de R$ 40), permite um controle individual do gasto de água. “Na maior parte dos prédios, o valor da conta de água é dividido entre os apartamentos, o que dificulta o controle individual do gasto de água por residência. Com o Econômetro, esse acompanhamento é fácil e acessível, já que as informações são atualizadas em tempo real no smartphone”, explica. 

Energia sustentável

O projeto de conversão do motor movido a diesel para funcionamento com etanol envolveu alunos do doutorado, mestrado e graduação em Engenharia Mecânica

Outro tema em pauta, atualmente, é a busca por fontes renováveis de energia. Com o aumento no preço dos combustíveis e com a preocupação em crescer de forma sustentável, várias empresas estão investindo na produção de combustíveis renováveis. Um exemplo é a mineradora Vale, que, em conjunto com a Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (Fapemig), financiou o trabalho de um grupo de estudantes do Curso de  Pós-graduação em Engenharia Mecânica, com o objetivo de reduzir os gastos com o transporte de óleo diesel para as minas de exploração de ferro e metais preciosos. “Para fazer os tratores e demais equipamentos necessários ao trabalho nas minas funcionarem, as empresas utilizam óleo diesel, que é transportado desde as distribuidoras até as áreas de atuação das mineradoras. Esse transporte tem alto custo, porque a maior parte das minas fica em áreas remotas. Além disso, o diesel é um combustível fóssil, que contribui para a poluição do meio ambiente. Por isso, as empresas buscam novas alternativas energéticas”, explica o professor José Ricardo Sodré, orientador do projeto. 

Na pesquisa, iniciada em 2010 e que será concluída neste ano, os alunos de mestrado e doutorado se juntaram aos estudantes da graduação para o desenvolvimento de sistemas mecânicos, elétricos e eletrônicos, visando a substituição do óleo diesel por etanol para geração de energia. O projeto contemplou três técnicas de substituição parcial e a transformação do motor do ciclo Diesel (ignição por compressão) em motor do ciclo de Otto (ignição por centelha), verificando, também, a emissão de poluentes em cada modalidade. 

De acordo com o egresso da graduação em Engenharia Mecânica, João Rodolfo Januário, que participou do projeto como aluno de Iniciação Científica, a experiência com o etanol foi incentivada a partir da demanda apresentada pela Vale. “Com a proposta feita pela Vale, eu e meus colegas da graduação, em nosso Trabalho de Conclusão de Curso, desenvolvemos uma válvula borboleta para ser utilizada em um dos modos de substituição do diesel por etanol, e participamos, ainda, do desenvolvimento do sistema eletrônico para injeção indireta de etanol hidratado para substituir parcialmente o óleo diesel”, explica ele, que concluiu o curso no primeiro semestre de 2015.

Com o apoio dos dispositivos elaborados pelos alunos da graduação, os mestrandos e doutorandos elaboraram o projeto de adaptação do sistema de alimentação dos motores que antes funcionavam com diesel e agora poderão funcionar com etanol hidratado. “Para transformarmos o ciclo diesel em ciclo de Otto, temos que reduzir a pressão na câmara de combustão, controlando a quantidade de ar. Essa redução de pressão é alcançada a partir da utilização da válvula borboleta, comandada por um sistema eletrônico desenvolvido pelos alunos da graduação”, conta André Marcelino Morais, do doutorado em Engenharia Mecânica.

Mais alternativas energéticas

O grupo propôs, sob orientação do professor Nilson, o reaproveitamento da energia dissipada pelo veículo a partir do efeito piezoelétrico

Além dos combustíveis renováveis, outra opção visada pelos pesquisadores é a recuperação, armazenamento e utilização da energia que normalmente é dissipada no uso de diversos equipamentos. Um exemplo disso é o trabalho desenvolvido por outros alunos do Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação, que aproveita a energia mecânica gerada a partir dos impactos cotidianos sofridos por um veículo. De acordo com o professor Nilson de Figueiredo Filho, orientador do projeto, a maior parte da energia proveniente dos combustíveis utilizados nos automóveis é dissipada. “Dos 100% de energia da combustão, cerca de 25% são usados para o movimento do veículo. Os outros 75% são dissipados em forma de calor, ruídos, impactos, entre outros”, explica. Segundo ele, a Fiat demandou à Universidade um estudo e a criação de um mecanismo para reaproveitar parte dessa energia dissipada. 

Diante da solicitação feita pela montadora, localizada em Betim (MG), os alunos da disciplina de Trabalho Acadêmico Integrador (TAI) optaram por trabalhar com a energia mecânica que é desperdiçada nos veículos.  “Quando o carro passa por um quebra-molas ou buraco, a energia mecânica gerada no impacto é usualmente dissipada pelos amortecedores, mas poderia ser armazenada e reaproveitada. Partindo dessa ideia, elaboramos um equipamento que transforma essa energia mecânica em elétrica e a armazena”, explica Bernardo Mendes Santos, um dos alunos que participaram do projeto. 

A pesquisa trabalhou um conceito desconhecido pelos leigos, que é a piezoeletricidade. “O efeito piezoelétrico consiste em emitir uma força sobre as células piezoelétricas, de forma que a energia mecânica proveniente da força deforma as células, gerando eletricidade. A energia elétrica é, então, armazenada em um supercapacitador, para ser utilizada, por exemplo, para acender as luzes internas do veículo”, explica Thiago Rodrigues Barbosa, estudante do 7º período do Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação, que também participou do projeto.

Economia e segurança

O aparelho, desenvolvido pelo aluno Layno Nonato durante um curso técnico, foi aprimorado na Universidade, com o apoio de seus colegas e da professora Thelma Virgínia

Pensando em promover, além de economia, mais segurança para as residências que utilizam equipamentos alimentados por Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), conhecido como “gás de cozinha”, um grupo de estudantes do Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação elaborou um sistema de segurança detector de vazamento de GLP.

Acoplado à mangueira alimentadora de equipamentos como fogões, chapas e outros, o aparelho consiste em uma placa, desenvolvida pelos estudantes, que aciona a válvula de fechamento do gás assim que o sensor detecta o vazamento, evitando desperdício e acidentes. Sugerido pelo aluno Layno Bruno Nonato, que está no 2º período, o projeto é resultado do aprimoramento de um trabalho feito pelo estudante em um curso técnico. “Eu já havia feito um projeto parecido e, quando o apresentei na Universidade, eu e meus colegas o aprimoramos”, conta.

Orientado pela professora Thelma Virgínia, o projeto ainda tem mudanças a serem feitas. “Temos o desejo de patentear, mas é preciso fazer algumas alterações no equipamento. Hoje ele opera por meio do PIC, que é um microcontrolador, mas temos o objetivo de trabalhar com outro controlador, o Arduíno, cuja tecnologia vem ganhando o mercado a cada dia”, explica Layno.

Para a professora Thelma Virgínia, é um projeto fácil de implementar, de baixo custo (cerca de R$80 a válvula e o sensor) e pode evitar uma série de acidentes. “É uma tecnologia adequada, tem baixo custo e pode evitar acidentes gravíssimos de forma simples”, afirma.