Tecnologia para aproveitar a frenagem regenerativa

O Metro de Medellín emitiu um comunicado de imprensa na primeira semana de junho de 2023, informando que a Superintendência da Indústria e Comércio da Colômbia (SIC) – que administra o Sistema Nacional de Propriedade Industrial – concedeu proteção de patente à tecnologia denominada Método de compensação de tensão de corrente contínua para o uso de frenagem regenerativa, desenvolvida pela Universidade Pontifícia Bolivariana (UPB) e pelo Metro de Medellín.

Trata-se de um carregador inteligente de alta potência para reutilização de energia em trens, resultado de um esforço conjunto entre a empresa e o meio acadêmico “com impacto sustentável e científico”.

O comunicado à imprensa diz que, com a tecnologia mencionada nessa patente, “a eficiência energética é aumentada, os equipamentos e as redes de eletricidade são protegidos”.

O registro da patente foi concedido na Colômbia e no Chile, com potencial para industrialização nacional na Colômbia. A tecnologia “poderia ser usada em outros contextos, como energia solar e eólica”.

CARACTERÍSTICAS

O Metrô de Medellín informa que essa patente consiste em um carregador inteligente de alta potência que armazena e reutiliza a energia produzida pela frenagem dos trens.

Ao frear, os trens produzem uma mudança de tensão, energia que, se não for armazenada, é perdida como calor e pode afetar alguns equipamentos.

Com esse método, a mudança de tensão é detectada para armazenar essa energia e tê-la disponível quando o sistema precisar.

Atualmente, essa energia só é reutilizada quando há um trem por perto para utilizá-la, já que o metrô é um sistema de tração elétrica regenerativa, o que significa que, durante a frenagem, os motores se tornam geradores e parte da energia cinética dos trens pode ser recuperada e transmitida para outro trem, geralmente para dar partida.

O comunicado de imprensa do Metrô de Medellín destaca que essa patente contribui para a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental, pois a energia será sempre reutilizada durante as mudanças prejudiciais de tensão, e o equipamento é programado para receber energia somente quando ela for perdida como calor, para não competir com a energia que vai para outro trem.

Esse projeto busca alternativas tanto para gerar quanto para economizar esse recurso, levando em conta a crescente demanda por energia e a finitude dos recursos naturais.

Com cada um desses dispositivos, é possível economizar 300 quilowatts-hora por dia, o que é necessário para um ônibus elétrico funcionar durante um dia inteiro. Em termos de mudança climática, cada dispositivo age como 700 árvores absorvendo CO₂, o que equivale às emissões de CO₂ de um ônibus.

Especialistas explicam a tecnologia

Andrés Emiro Díez Restrepo, professor pesquisador da Universidad Pontificia Bolivariana e co-inventor dessa patente, explica que a solução é composta por três elementos: “um dispositivo de armazenamento de energia de alta potência chamado ultracapacitor, que tem um milhão de ciclos de carga e descarga. Uma válvula ou conversor, com a tarefa de direcionar e controlar o fluxo de energia para obter armazenamento e fornecimento de energia. O terceiro elemento é o método para realizar automaticamente esse processo de forma inteligente. Com a patente, a função de estabilizar a tensão também é alcançada”.

Lina María Parra, profissional de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação do Metrô de Medellín, explica que “essa tecnologia é uma forma de armazenar a energia de frenagem dos trens e entregá-la ao próximo trem que der partida de forma segura para manter os níveis de tensão dentro dos limites normais de operação, ajuda a economizar energia e também contribui para aumentar a vida útil dos componentes elétricos dentro dos trens”.

Esse é um exemplo de desenvolvimento de equipamentos no âmbito da Quarta Revolução Industrial, que captura e processa milhões de dados por segundo para que um algoritmo possa tomar decisões para o controle de grandes cargas de energia, a fim de obter uma rede mais eficiente e inteligente.

Uma equipe de especialistas ligados à UPB e ao Metrô de Medellín são os inventores dessa solução, já instalada no sistema de transporte de massa de Medellín, na estação Niquía, e que também recebeu registro de patente no Chile.

O projeto foi fabricado nos laboratórios da Universidad Pontificia Bolivariana (UPB), foi cofinanciado pelo Ministério da Ciência da Colômbia (Minciencias), pelo Metrô de Medellín e pela UPB, e tem potencial para a industrialização nacional, pois pode ser usado em outros contextos, como energia solar e eólica.