A colheita de energia elétrica a partir de vibrações ou outra tensão mecânica é muito fácil. Acontece que é necessário um pouco de material cristalino ou material cerâmico e um par de fios e, lá vai você, com a piezoeletricidade. Para conseguir piezeletricidade, por exemplo, basta submeter certos materiais cristalinos a um estresse mecânico para que eles desenvolvam uma carga elétrica. Um exemplo disso é o isqueiro elétrico.
Um estudo realizado por engenheiros do Laboratório de Acústica e Vibrações de Ohio, demonstrou um novo sistema piezelétrico.
A ideia é: explorar as ressonâncias internas naturais das árvores em pequenas áreas florestais artificiais para gerar tensão suficiente para ligar sensores e sistemas de monitoramento estrutural. Como assim? Basicamente, eles querem usar o poder piezelétrico produzido pela flexão de uma árvore durante uma ventania, por exemplo.
Mas como isso pode ser possível?
Os engenheiros descobriram que é possível converter o intervalo relativamente aleatório de frequências de vibração em energia útil, explorando assim a frequência de ressonância natural de estruturas parecidas com as das árvores. Essa frequência de ressonância, por sua vez, pode ser imaginada como uma espécie de parede ou barreira que absorve e armazena as energias provenientes da vibração das frequências mais altas.
O documento do estudo feito por engenheiros, usa uma metáfora para explicar este tipo de frequência de ressonância.
Imagine assim: uma multidão andando em uma ponte. Todos os pedestres estão pisando com frequências diferentes, mas alguns coincidem com a frequência de ressonância da ponte e, por isso, a frequência é amplificada.
Neste exemplo, parte da energia criada pelos passos é capturada pela ponte devido à sua ressonância. A constatação matemática inicial do estudo mostrou que é realmente possível capturar energia útil a partir do vento aleatório. Para os testes, os engenheiros utilizaram uma construção em formato de árvore, com pequenas vigas de aço embrulhadas em fluoreto de polivinilideno (PVDF), um material piezelétrico.
Eles conseguiram produzir cerca de 2V durante os testes. No entanto, este estudo uma prova de conceito, ou melhor, uma refutação do pressuposto de que as vibrações do vento não podem ser utilmente colhidas. Não espere ver pequenas florestas de metal espalhadas pela cidade para captar energia e abastecê-las, mas ainda assim é uma ideia legal.
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