DESEMPENHO EXPERIMENTAL DE UM SISTEMA BIOMIMÉTICO DE CAPTAÇÃO DA ENERGIA EÓLICA (BCEE) EM COMPARAÇÃO COM AEROGERADORES DE EIXO VERTICAL DO ESTADO DA TÉCNICA
DOI:
https://doi.org/10.56238/revgeov17n5-152Palavras-chave:
Energia Eólica, Design Biomimético, Microgeração, Desenvolvimento Sustentável, Turbinas Eólicas de Eixo VerticalResumo
Este estudo apresenta a concepção, o desenvolvimento e a avaliação experimental do BCEE – Sistema Biomimético de Captura de Energia Eólica, projetado para aumentar a eficiência da conversão de energia eólica em pequena escala no contexto do desenvolvimento local sustentável e da Agenda 2030 (ODS 7 e 13). A pesquisa baseia-se em uma revisão teórica abrangente sobre as mudanças climáticas globais, o papel dos sistemas energéticos baseados em combustíveis fósseis e as limitações técnicas das turbinas eólicas de pequeno porte atualmente disponíveis, o que levou à adoção da biomimética como princípio orientador para o projeto geométrico e funcional de um novo coletor de energia eólica. O sistema BCEE incorpora um invólucro cilíndrico com defletores internos e externos e um rotor com múltiplas pás, cuja topologia foi refinada iterativamente por meio de uma sequência de testes de aprendizagem em laboratório, com o objetivo de identificar configurações mais eficientes para o redirecionamento do vento, o número de pás e os arranjos dos defletores. Investigações experimentais foram realizadas em um ambiente laboratorial dedicado, utilizando um túnel de vento, anemometria e instrumentação para medições elétricas, comparando dois protótipos de BCEE (10 × 6 cm e 23 × 27 cm) com turbinas eólicas de eixo vertical representativas do estado da arte atual, sob regimes de velocidade do vento controlados. Em todos os ensaios comparativos, os protótipos biomiméticos apresentaram eficiência de conversão substancialmente maior do que os sistemas de referência com dimensões características semelhantes, evidenciando uma capacidade significativamente melhorada de extrair energia cinética do fluxo de ar nas condições testadas. Os resultados corroboram a viabilidade técnica do conceito de BCEE e seu potencial como uma tecnologia de microgeração distribuída compatível com os requisitos de soluções energéticas limpas, descentralizadas e adequadas ao contexto local, reforçando sua relevância como uma contribuição inovadora para o avanço de sistemas de energia eólica alinhados aos objetivos de desenvolvimento sustentável.
Downloads
Referências
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). (2008). Atlas de energia elétrica do Brasil (3. ed.). https://www.aneel.gov.br
Benyus, J. M. (1997). Biomimética: Inovação inspirada pela natureza (C. Prada & S. Inada, Trad.). Cultrix.
Brasil. (2022). Lei nº 14.300, de 5 de janeiro de 2022. Institui o marco legal da microgeração e minigeração distribuída, o Sistema de Compensação de Energia Elétrica (SCEE) e o Programa de Energia Renovável Social (PERS). http://www.planalto.gov.br
Burton, T., et al. (2011). Wind energy handbook (2. ed.). John Wiley & Sons.
Darrieus, G. J. M. (1931). Turbine having its rotating shaft transverse to the direction of the current. US Patent 1,835,018.
Dutra, R. M. (2018). Energia eólica: Princípios e tecnologias. PROCEL/Eletrobras. https://www.eletrobras.com/procel
Fox, R. W., McDonald, A. T., & Pritchard, P. J. (2014). Introdução à mecânica dos fluidos (8. ed.). LTC.
Goldemberg, J., & Lucon, O. (2008). Energia, meio ambiente e desenvolvimento (3. ed.). Edusp.
Gomes, A. P., & Souza, S. C. (2021). A biomimética como ferramenta de inovação em projetos de engenharia. Cadernos de Inovação, 12(2), 88-105.
Kline, S. J. (1985). An overview of innovation. Stanford University Press.
Manwell, J. F., McGowan, J. G., & Rogers, A. L. (2010). Wind energy explained: Theory, design and application (2. ed.). Wiley.
Organização das Nações Unidas (ONU). (2015). Transformando nosso mundo: A Agenda 2030 para o desenvolvimento sustentável. Nova York: ONU. https://brasil.un.org/pt-br/sdgs
Pearce, M. (1996). Eastgate Centre: Biomimicry in architecture. Pearce McComish Architects. http://www.mickpearce.com/Eastgate.html
Pinheiro, G. R. M. (2024). Sistema BCEE – Sistema biomimético de captação da energia eólica [Tese de Doutorado Profissional em Desenvolvimento Local, Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM)].
Pinheiro, G. R. M. (2023). Relatório de ensaios experimentais: Prototipagem e aprendizagem do Sistema BCEE. UNISUAM. (Documento Interno).
Sachs, I. (2002). Desenvolvimento: Excludente ou sustentável? Paulo Freire.
Savonius, S. J. (1931). The S-rotor and its applications. Mechanical Engineering, 53(5), 333-338.
Schneider, M. (2020). The theory of wind turbines. Springer Vieweg.
Sorensen, B. (2017). Renewable energy: Physics, engineering, environmental impacts, economics and planning (5. ed.). Academic Press.
Winter, E., & Pinheiro, G. R. M. (2024). Desenvolvimento local e cadeias produtivas sustentáveis: A inovação no Sistema BCEE. Revista de Desenvolvimento Local, 25(1), 45-62.
