O cobre é um dos materiais mais usados na construção de motores elétricos. Ainda assim, a hipótese de criar um motor elétrico sem cobre - algo que, a concretizar-se, teria um impacto enorme - acaba de ficar bastante mais próxima.
Protótipo do KIST com nanotubos de carbono
Uma equipa de investigadores do KIST (Korea Institute of Science and Technology) desenvolveu um protótipo de motor elétrico que dispensa o cobre, substituindo as bobinas metálicas por um conjunto de cablagens fabricadas com nanotubos de carbono.
Esta abordagem pode tornar componentes essenciais, como os motores elétricos, significativamente mais leves e, ao mesmo tempo, abre a porta a uma redução muito relevante das emissões associadas ao fabrico de motores para automóveis elétricos.
Resultados dos testes num carro à escala
Para demonstrar a viabilidade do conceito, o KIST já realizou ensaios com um pequeno carro à escala equipado com um protótipo deste motor elétrico sem cobre.
No teste, o motor atingiu 3420 rpm a 3 Volts - um valor que parece baixo quando comparado com as 18 120 rpm obtidas por um motor elétrico equivalente com cobre.
Ainda assim, nos mesmos ensaios, o modelo à escala conseguiu percorrer 10 metros em 25s, alimentado por uma pilha de 3 V. Embora o número possa soar modesto, está alinhado com a finalidade do projeto: provar que existe uma alternativa ao cobre que funciona e que permite reduzir o peso.
Peso e condutividade: a troca que pode compensar
A redução de massa é um dos argumentos mais fortes desta tecnologia. A densidade dos fios de nanotubos situa-se perto de 1,7 g/cm³, enquanto a do cobre ronda os 8,9 g/cm³.
Em termos de condutividade elétrica absoluta, os cabos de nanotubos ficam atrás: 7,7 milhões de S/m (Siemens por metro), face a ~59 milhões S/m do cobre. No entanto, quando se olha para a velocidade específica por massa, os valores tornam-se aproximados. Num automóvel elétrico, onde cada grama tem impacto, esta diferença pode ser determinante.
Porque pode mudar tudo
Para lá do ganho de peso, há uma vantagem adicional muito relevante: a componente de sustentabilidade. O processo de fabrico requer menos metais e as fibras de nanotubos podem ser recicladas com perda quase nula de propriedades, o que ajuda a reduzir as emissões ligadas à produção.
Mesmo com esta promessa, continuam a existir desafios importantes: produzir cabos longos e homogéneos, melhorar a resistência do contacto entre fibras (as junções entre filamentos introduzem perdas elétricas que baixam a eficiência global do sistema) e garantir a adaptação às exigências de segurança e arrefecimento. Além disso, os custos continuam a ser elevados.
Ainda assim, o potencial é evidente. Se o preço descer e a fiabilidade for confirmada, este motor elétrico sem cobre poderá deixar de ser apenas um protótipo de laboratório e vir a transformar a mobilidade elétrica com uma solução mais leve, eficiente e sustentável - sem ter necessariamente de se limitar ao automóvel.
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