TRANSFORMAÇÕES MAGNÉTICAS: UMA FONTE DE ENERGIA LIMPA PARA RECARREGAR DISPOSITIVOS MÓVEIS EIXO TEMÁTICO: ENERGIA
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- Natália Lacerda Gameiro
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1 TRANSFORMAÇÕES MAGNÉTICAS: UMA FONTE DE ENERGIA LIMPA PARA RECARREGAR DISPOSITIVOS MÓVEIS EIXO TEMÁTICO: ENERGIA PERKOVSKI, Mairon 1 ; MIRANDA, Fernanda Machado de 2 ; BLUME, Evandro 3. Palavras Chave: Energia Sustentável, Energia Magnética, Transformações de Energia, Dispositivos Móveis. INTRODUÇÃO O impacto ambiental é um dos grandes problemas da atualidade, decorrente do avanço da ciência e tecnologia, caracterizando assim o homem como principal responsável por esse. Devido as agressões ambientais provocadas pelas inúmeras atitudes e ações dos seres humanos, e, o crescente consumo/uso de recursos tecnológicos, como os telefones celulares, que se tornaram indispensáveis pelos inúmeros recursos que oferecem e facilitam as atividades cotidianas da vida moderna, porém necessitam de energia elétrica para seu funcionamento, o que contribui com a degradação ambiental. Diante deste contexto, percebe-se que a mitigação ambiental se faz necessária, pois é imprescindível não pensar em uma geração de energia limpa e sustentável, a fim de amenizar o impacto ambiental, e também a economia no consumo de energia. Perante este cenário, se estabelece o problema norteador da pesquisa: Como utilizar energia lima e sustentável para recarregar dispositivos móveis gerando uma tensão de 4V 5V? Este projeto tem como objetivo geral o desenvolvimento de um carregador para dispositivos móveis utilizando uma energia limpa e sustentável. Mais especificamente, a investigação dos conceitos de energia não poluente ao meio ambiente; compreender os 1 Aluno do segundo ano do Curso Técnico em Eletrotécnica Integrado ao Ensino Médio da Escola Técnica Estadual 25 de Julho. maironperkovski@hotmail.com 2 Professora Orientadora do referido projeto e docente no Curso Técnico em Informática e Eletrotécnica integrado ao ensino médio da Escola Técnica Estadual 25 de Julho fernandamir_9@hotmail.com 3 Professor Coorientador do referido projeto e docente no Curso Técnico em Informática da Escola Técnica Estadual 25 de Julho evandro@vteg.com.br
2 princípios de energia magnética, mecânica e elétrica, e ainda, investigar o processo de transformação de ambos os princípios de energia. METODOLOGIA O presente projeto de pesquisa utilizou como método a pesquisa bibliográfica, com abordagem qualitativa, por meio de investigação, coleta e análise de dados. Para aplicação, este projeto foi organizado em etapas: 1ª Etapa: Pesquisa bibliográfica, tendo como fonte artigos acadêmicos, homepages e livros; a fim decompreender e conceituar energia magnética, mecânica e elétrica, bem como a transformação das mesmas. 2ª Etapa: Desenvolvimento do carregador protótipo baseando-se na pesquisa bibliográfica, enfatizando a utilização de energia limpa e sustentável para o desenvolvimento do carregador protótipo. Empregando os conceitos de energia mecânica, energia elétrica, transformação de energia por meio de um gerador elétrico, o princípio do magnetismo e campo magnético bem como a força eletromotriz. O carregador protótipo, desenvolvido materiais como imãs de Neodímio, um gerador para transformar a energia mecânica em energia elétrica, a partir da força de rotação do cilindro e componentes eletrônicos que permitem a transmissão de energia até o dispositivo móvel. O carregador com um cilindro preso em um eixo com imãs, por sua vez utiliza leis de atração e repulsão de imãs. Nesse cilindro, os imãs são distribuídos em formato de V, fazendo o contorno no mesmo. 3ª Etapa: Aplicação do carregador para testes. Serão realizados testes para analisar o desempenho do carregador em telefones celulares de mais de uma marca e modelo, considerando o percentual de bateria e o tempo que levará para totalizar a carga. 4ª Etapa: Analisar os dados / resultados como dos testes com o carregador protótipo para início do relatório. RESULTADOS Iniciamos um processo para montagem do primeiro experimento com imãs, um protótipo que utilizou somente imãs de Ferrite para girar um lápis. Deparamo-nos com
3 algumas dificuldades, necessidade de mais pesquisa, pois era necessária a utilização de uma força auxiliar para que este funcionasse. Mesmo não tendo o movimento de rotação esperado do lápis, foi possível observar a força dos imãs, e a aplicação das leis de atração e repulsão dos pólos dos imãs, porém, a força magnética do imã de Ferrite é relativamente fraca para o propósito do projeto. Continuamos então a pesquisa, passando para o segundo experimento, ou novo protótipo com madeira e imãs de Neodímio, este conhecido como o imã mais forte do mundo, porém, seu custo é bastante elevado comparado ao imã de Ferrite. Esboçamos o desenho e partimos para a construção do protótipo, acreditando que funcionaria apenas com o impulso mecânico a partir do movimento de uma pá junto a estrutura de imãs magnetizados, gerando uma força magnética, induzindo o giro da roda, para que esta conseguisse atingir as rotações por minuto (RPM) necessárias, gerando assim a força mecânica que posteriormente seria transformada em energia elétrica com o auxílio de um gerados elétrico, permitindo recarregar dispositivos móveis. Porém, este protótipo não obteve sucesso, constatamos três principais fatores que contribuíram para isso, sendo o primeiro a localização dos imãs, ou seja, a distância entre eles deveria ser menor; o segundo também envolve distância, porém a dos elos, estes estavam muito próximos na extremidade, criando assim uma barreira, fazendo com que o cilindro parasse em vez de ganhar impulso para girar mais rápido; e o terceiro fator é relacionado ao tamanho do ferro, este no tamanho do cilindro, quando deveria ser mais largo. Passamos para o próximo experimento / protótipo, com a utilização de outros materiais como cilindro de nylon; parafusos, porca e ruela de inox 304; pois o inox possui menor ação magnética, causando quase zero atrito pela atração com os imãs. No entanto, o ideal mesmo seria usar o inox 316, pois sua força magnética é praticamente nula, porém de difícil acesso na região. Iniciamos a montagem do protótipo, bem como ajustes e testes. Primeiramente não mostrou os resultados esperados, pelo fato de estarmos usando apenas um imã de Neodímio em cada marcação; passamos então a utilizar três imãs de Neodímio, o que resultou positivamente na rotação do cilindro.
4 Também se evidencia a utilização de um sensor Reed-Switchm 4 para estabelecer o contato quando um imã passar conforme a rotação do cilindro, acionado um pistão que o impulsionará. Com o auxílio de um Tacômetro foi possível medir os RPM, informação necessária para estabelecer o desenvolvimento do gerador, que transformará a energia mecânica em energia elétrica em pequena escala. Na medição obtivemos uma velocidade em torno de 150 RPM, porém a necessidade era atingir 300 RPM. A quantidade de imãs foi aumentada, isso de acordo com o que dispúnhamos. Mesmo com pouco torque (força) do cilindro, iniciamos as experiências com o gerador de energia. CONCLUSÃO No presente trabalho abordamos o assunto da energia sustentável, porque após pesquisas foi possível perceber que, além de ser de extrema importância, é fundamental preservar o meio ambiente, afinal a energia é fonte de vida, e toda energia produzida é resultado das forças oferecidas pela natureza. Diante deste contexto, o desenvolvimento de um carregador sustentável para dispositivos móveis, baseado na geração de energia limpa e sustentável, por meio da utilização de ímãs de Neodímio, até o momento foi concluído com êxito, pois a força magnética e o princípio de atração e repulsão dos pólos dos ímãs possibilitou a movimentação do cilindro de nylon, resultando em uma força mecânica de baixa escala, com aproximadamente 150 rotações por minuto (RPM), porém o número de RPM gerado não atende ao objetivo geral proposto a esse trabalho. Porém, o projeto não se encontra concluso, pelo contrário, estamos em constante fase de pesquisa, afinal, este não seguiu nenhum manual ou tutorial para seu desenvolvimento, e sem dúvida a rotação necessária e /ou torque serão alcançados para o desenvolvimento de um carregador para dispositivos móveis com princípio de energia limpa e sustentável, sem auxílio de energia externa, gerando uma tensão de 4V - 5V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, Líria. BRASIL ESCOLA. Disponível em: < Acesso em: 15 jun É uma chave de lâminas, que pode ser acionada por um campo magnético. Disponível em: < Acesso em: 10 ago
5 ATITUDES SUSTENTÁVEIS. Disponível em:< Acesso em: 05 jul BRASIL ESCOLA. Disponível em: < Acesso em: 30 jun CHAGAS, Maria Eduarda. TECHTUDO Disponível em:< Acesso em: 01 jul E-FÍSICA ENSINO DE FÍSICA ONLINE. Disponível em:< Acesso em: 18 jun FOGAÇA, Jenniver. Energia Limpa. Disponível em: < Acesso em 15 jun INATOMI, Thais Aya H.; UDAETA, Miguel E. M. Análise Dos Impactos Ambientais Na Produção De Energia Dentro Do Planejamento Integrado De Recursos. Disponível em: < >. Acesso em: 15 jun INFO ESCOLA. Disponível em:< Acesso em: 27 jul MARQUES, Domiciano. Campo Magnético. Disponível em: < Acesso em: 12 jun VECCHIA, Rodnei. Energia Limpa e Renovável- Fonte de Vida. Disponível em: < Acesso em: 18 jun
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