E se uma tecnologia do século XVIII for o futuro dos motores elétricos?

A invenção remonta ao século XVIII e é da responsabilidade de Benjamin Franklin, um dos chamados pais fundadores dos Estados Unidos da América. Pode ser um dos caminhos no aperfeiçoamento e avanço dos motores elétricos para veículos e já há experiências em curso.

O avanço tecnológico continua a surpreender ao resgatar inovações do passado e dar-lhes novas aplicações. Um exemplo notável é a recuperação de uma tecnologia pioneira de Benjamin Franklin para construir motores elétricos mais eficientes. Mas o que torna esta tecnologia tão especial? E como pode, nos dias de hoje, ser aplicada para resolver os desafios modernos na eficiência energética?

Benjamin Franklin (1706-1790) foi uma das figuras mais influentes do século XVIII. Político, cientista, inventor e um dos “pais fundadores” dos Estados Unidos da América, Franklin destacou-se em várias áreas do conhecimento. Uma das suas contribuições mais famosas foi no campo da eletricidade.

É amplamente reconhecido pela sua famosa experiência com o papagaio e o relâmpago, que demonstrou que este é uma forma de eletricidade. Esta descoberta lançou as bases para o estudo da eletricidade e o desenvolvimento de tecnologias subsequentes.

Mas entre as suas muitas invenções, Franklin desenvolveu o motor eletrostático, uma tecnologia que utilizava a eletricidade estática para gerar movimento. Embora rudimentar e pouco prático para a sua época, o princípio subjacente a este motor acabou por ser uma inspiração para muitos dos avanços tecnológicos que hoje conhecemos.

No entanto, foi só com o desenvolvimento da eletricidade moderna que se começou a entender o verdadeiro potencial desta inovação.

A tecnologia de Franklin e os motores elétricos modernos

Assim, o que está a ser recuperado atualmente é o tal princípio do motor eletrostático, uma máquina que converte eletricidade em movimento através de forças eletrostáticas, em vez de forças eletromagnéticas, que são normalmente usadas nos motores elétricos modernos.

Nos motores elétricos convencionais, utiliza-se a indução eletromagnética para criar o movimento rotativo. No entanto, a tecnologia eletrostática de Franklin baseia-se em cargas elétricas acumuladas em superfícies, criando uma força de atração e repulsão que gera movimento.

Este conceito está a ser recuperado e adaptado às necessidades contemporâneas, principalmente em áreas onde se procura maior eficiência energética e menor impacto ambiental.

Os motores eletrostáticos têm o potencial de oferecer algumas vantagens importantes sobre os motores tradicionais. Em particular, podem ser mais leves e ter menos perdas de energia sob determinadas condições, tornando-os promissores para aplicações que requerem eficiência máxima, como os dispositivos médicos de precisão, por exemplo.

O globo de vidro que gira contra a almofada inferior desenvolve carga estática, que é conduzida pelas agulhas metálicas no topo.

Como pode ser aplicada?

Embora a tecnologia ainda esteja em fase experimental, as possibilidades são vastas. Uma das principais vantagens do motor eletrostático é a sua eficiência energética. Comparado com os motores eletromagnéticos, o motor eletrostático tem menos componentes móveis e pode operar a temperaturas mais baixas, o que reduz as perdas de energia por calor. Isso pode torná-lo particularmente útil em áreas onde o consumo energético é um fator crítico, como o setor dos transportes elétricos e a indústria robótica.

Outro campo de aplicação promissor é na miniaturização de dispositivos. Os motores eletrostáticos podem ser fabricados em tamanhos muito menores do que os motores eletromagnéticos, tornando-os ideais para aplicações em dispositivos eletrónicos portáteis ou mesmo implantes médicos, onde o espaço e a eficiência são essenciais.

Além disso, o baixo impacto ambiental desta tecnologia torna-a uma opção atrativa para um mundo cada vez mais focado em soluções sustentáveis.

Estrutura interna do motor eletrostático.
[Imagem: Baoyun Ge et al. - 10.1109/TIA.2018.2871886]

Desafios e futuro da tecnologia

Apesar do seu potencial, a tecnologia de motores eletrostáticos ainda enfrenta desafios. A principal dificuldade reside na produção de tensões eletrostáticas suficientemente fortes para gerar movimento significativo em grandes motores, como aqueles utilizados em veículos. No entanto, o progresso em materiais avançados e técnicas de fabrico pode ajudar a superar essas barreiras.

Laboratórios e empresas em todo o mundo estão atualmente a estudar a viabilidade desta tecnologia e a desenvolver protótipos. Se forem bem-sucedidos, o motor eletrostático pode vir a revolucionar a maneira como vemos o design de motores elétricos, tornando-os mais eficientes, leves e ecológicos.

Desta forma, a recuperação de uma tecnologia pioneira de Benjamin Franklin para a construção de motores elétricos mais eficientes demonstra como o passado pode iluminar o futuro.

Se os desafios forem superados, esta tecnologia poderá vir a ter um impacto profundo em vários setores, desde os transportes à eletrónica, representando mais um avanço na transição para um futuro mais sustentável e tecnologicamente avançado.