Mquina de pisto permitir gerar eletricidade a partir de calor residual

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/03/2024

Novo comando de vlvulas

Apesar da atual onda de migrao dos motores a combusto para motores eltricos, a tecnologia daqueles motores a combustveis lquidos nunca parou de se desenvolver.

Uma das tecnologias mais recentes na rea, atualmente em vias de adoo para os motores de caminhes, envolve um inovador sistema de controle de vlvulas no qual os dispositivos de admisso e exausto so acionados eletro-hidraulicamente, permitindo tornar a troca de gases (entrada de combustvel e sada dos gases de escape) muito mais flexvel do que com a tecnologia convencional de eixo de comando de vlvulas. Em um motor a gasolina, o consumo de combustvel pode ser reduzido em cerca de 20 por cento no modo de operao tpico dos veculos comerciais.

Agora, engenheiros suos esto adaptando esta tecnologia para motores multicombustvel, criando algo mais genrico, que a equipe do Laboratrio Federal Suo de Cincia e Tecnologia de Materiais (EMPA) chama de “mquina a pisto”.

Mquina de pisto

A ideia aproveitar o calor residual de processos da indstria metalrgica ou de cimento e outras reas de forma mais eficiente com o auxlio dessa mquina de pisto do que com os mtodos atuais, que funcionam com turbinas. Como o cilindro e o pisto formam um espao fechado, a compresso e a expanso dos gases ocorrem de forma quase ideal, permitindo um rendimento energtico extremamente elevado: E este processo s pode ser implementado graas ao inovador controle flexvel das vlvulas.

O calor residual convertido em energia mecnica atravs dos pistes, que ento utilizada para girar um gerador e produzir eletricidade.

“As turbinas so particularmente eficazes a altas temperaturas e para necessidades de potncia de vrias centenas de megawatts, mas a nossa mquina de pisto mais adequada para gamas de temperaturas de cerca de 500 a 900 graus, onde o calor residual gerado irregularmente, e at a faixa de potncia de vrios megawatts,” explicou o pesquisador Andyn Omanovic, que desenvolveu a nova mquina a pisto com seus colegas Patrik Soltic e Wolfgang Schneider.

Como a mquina de pisto “multicombustvel”, a equipe j est de olho na utilizao do calor residual das instalaes de pirlise, que convertem biomassa em biocarvo para capturar carbono de modo permanente.

O subproduto desse processo o chamado gs pobre, que contm metano e gases poluentes e deve ser incinerado, conforme exigido por lei. “Isso geralmente feito com uma queima de gs sem qualquer utilizao de energia,” explicou Omanovic. “Usamos esse calor para gerar eletricidade com nossa mquina de pisto.”

Prottipo do atuador de vlvulas que viabilizou a reciclagem do calor por um sistema de pistes.
[Imagem: Empa]

Prottipos

Uma mquina-piloto j est sendo construda em parceria com a concessionria de energia sua IWB, e dever entrar em operao em 2025. Cerca de um ano depois, segundo os pesquisadores, uma pequena srie de mquinas a pisto dever ser entregue a uma empresa especializada em usinas de combusto de gases pobres de aterros sanitrios e de processamento de biogs. As negociaes j esto em andamento.

Essas instalaes experimentais sero necessrias para lidar com detalhes tcnicos ainda em aberto, como materiais resistentes temperatura para compr a mquina e a estratgia de controle para o processo termodinmico.

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