Energia em cada passo: alunos da Unifranz transformam movimento em eletricidade

A demanda por energia limpa e sustentável cresce a cada dia, e caminhar, correr e pular são formas eficazes de gerá-la. Um grupo de três alunos do curso de Engenharia de Sistemas da Universidade Franz Tamayo (Unifranz) desenvolveu uma palmilha piezoelétrica inovadora capaz de gerar eletricidade. Com esse projeto, eles demonstram que, passo a passo, é possível coletar energia suficiente para recarregar dispositivos eletrônicos, contribuindo assim para a proteção ambiental.

Luís Ángel Cáceres Claros, membro do grupo, considera o desenvolvimento do modelo um projeto inovador e surpreendente, pois qualquer pessoa pode se surpreender com a quantidade de energia que pode gerar enquanto caminha.

“A palmilha piezoelétrica gera energia por meio dos passos que a pessoa dá. Ela não apenas gera eletricidade, mas transforma a energia de corrente alternada em corrente contínua e pode ser usada para carregar praticamente qualquer marca de telefone”, diz Cáceres.

Para entender melhor, a piezoeletricidade é um fenômeno no qual determinados materiais geram uma carga elétrica quando é exercida uma pressão ou deformação mecânica. Esse desenvolvimento tecnológico aproveita esse princípio para transformar a energia mecânica do movimento de caminhar em energia elétrica.

Por exemplo, os isqueiros de cigarro ou de cozinha usam esse tipo de princípio, em que dois materiais submetidos a pressão e atrito geram a energia necessária para obter uma faísca, que ajuda a gerar a chama de ignição.

“Este projeto aproveita as propriedades piezoelétricas de certos materiais para gerar eletricidade. Ao submeter esses materiais a uma força mecânica, como o movimento, a energia mecânica é convertida em carga elétrica, permitindo que a energia seja criada de forma eficiente”, explica Cáceres.

Um adulto médio dá 10.000 passos por dia. Se cada um desses passos gerasse eletricidade, seria possível carregar um telefone celular ou alimentar luzes LED durante um dia inteiro. A equipe que está desenvolvendo essa tecnologia concentrou-se em aproveitar o movimento da caminhada para gerar energia. A principal vantagem desse modelo é sua capacidade de gerar eletricidade continuamente enquanto o usuário caminha ou corre.

Outro dos desenvolvedores do grupo, Carlos Leandro Rosales Quiroga, diz que eles tiveram que lidar com alguns problemas assim que o protótipo tomou forma tangível.

Trabalhar em circuitos foi uma das etapas mais complicadas do desenvolvimento. “Os maiores desafios do projeto foram otimizar a quantidade de energia que nosso circuito recebia e como armazenar e distribuir toda a carga que gerávamos”, diz Rosales.

Mariana Morato, terceira desenvolvedora e estudante de engenharia de sistemas da Unifranz, explica que um dos principais desafios no desenvolvimento do protótipo foi simular o desempenho do dispositivo. “Trabalhar com piezoeletricidade envolveu a análise da variabilidade na geração de força, por isso foi necessário ajustar o tipo de peso aplicado ao gabarito.”

“A seleção de materiais adequados foi fundamental para o projeto do dispositivo piezoelétrico, pois precisávamos de opções econômicas e eficientes. Além disso, o projeto do circuito de carregamento e a integração dos materiais no jig exigiram testes extensivos e ajustes finos para otimizar o desempenho e a conversão de energia”, explica Morato.

Essa forma de gerar eletricidade tem potencial para diferentes usuários que, no final do dia, precisam de uma carga adicional para dispositivos como telefones celulares ou relógios digitais. Isso a torna uma opção ideal para pessoas que passam muito tempo em movimento, como caminhantes, atletas ou trabalhadores de campo, que poderão recarregar seus dispositivos sem a necessidade de uma fonte de energia convencional.

O protótipo da palmilha tem um design preto, com um comprimento aproximado de 26 centímetros. Na parte de trás, na altura do calcanhar, há quatro sensores ancorados em finas placas de metal, conectadas por fios. Esses componentes formam o circuito que gera energia cada vez que a pressão é aplicada.

A energia produzida pela palmilha é coletada em um dispositivo adicional, mais elaborado, que é conectado à palmilha. Esse dispositivo armazena a energia e a distribui por meio de um cabo USB. O grupo teve de explorar várias ideias e designs, bem como formas de organizar os componentes do gabarito, para chegar ao protótipo atual que efetivamente gera energia.

“Tivemos de fazer muita pesquisa por conta própria, mas com ajuda conseguimos realizar o projeto com bastante sucesso e alcançar o resultado que queríamos”, explica Rosales.

Morato não esconde sua satisfação com o protótipo desenvolvido. “Pessoalmente, estou bastante satisfeito com o resultado, pois conseguimos demonstrar que a piezoeletricidade pode ser uma alternativa viável para carregar os pequenos dispositivos que manuseamos hoje”.

O uso da energia gerada pelo movimento humano reduz a dependência de outras fontes de energia. Ao contrário de outras tecnologias, essa solução não requer a conexão do dispositivo à energia normal. Isso a torna ecologicamente correta e sustentável em longo prazo.

Por outro lado, o desenvolvimento desse modelo é apenas o começo do que poderia ser uma revolução na geração de energia a partir do movimento humano. Pesquisas futuras poderão levar essa tecnologia a novos níveis, integrando-a às solas dos sapatos e até mesmo aos pisos com capacidade de gerar eletricidade.