Turbina sem compressor gera eletricidade por tempo recorde

Turbina a gás sem compressor

Engenheiros alemães fizeram o primeiro teste “duradouro” de uma turbina a gás sem compressor, e o protótipo funcionou efetivamente gerando eletricidade.

Este é um avanço tecnológico longamente esperado porque motores de detonação abrem o caminho para um sistema energético neutro em carbono.

Uma turbina a gás sem compressor baseia-se no princípio da combustão com ganho de pressão. Ao contrário das turbinas a gás convencionais, que requerem cerca de metade da sua potência para realizar a compressão do ar, este sistema alternativo gera a alta pressão necessária através de ondas de detonação dentro da câmara de combustão.

Essas ondas surgem de uma instabilidade fluidomecânica – padrões de ondas e vórtices no fluxo – sem a necessidade de compressores mecânicos, o que economiza energia, reduz o número de peças móveis e aumenta a eficiência.

A principal vantagem dessa tecnologia é que não é necessário gerar energia para comprimir o ar antes da ignição. “Uma turbina a gás convencional, como as usadas em usinas elétricas ou sob as asas de aeronaves, consome cerca de 50% de sua energia para comprimir o ar até a alta pressão necessária para uma combustão eficiente – energia que, consequentemente, fica indisponível para a geração de eletricidade,” explicou Daniel Banuti, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe.

Motor de detonaçãoNovas tecnologias

Enquanto testes anteriores com essa tecnologia duravam apenas frações de segundo – caso contrário, as câmaras de combustão derreteriam -, a equipe estendeu o tempo de funcionamento para mais de cinco minutos, significativamente mais do que testes similares feitos pela NASA.

“Este é um passo importante rumo a uma energia de hidrogênio altamente eficiente e flexível para um sistema energético livre de combustíveis fósseis,” disse Banuti.

A tecnologia não se limita a esse combustível, mas o hidrogênio é particularmente adequado porque reage extremamente rápido e permite aumentos de pressão estáveis. Isso abre caminho para turbinas mais leves, mais econômicas e ultraeficientes não apenas para geração de energia, mas também para a aviação e até para foguetes, embora esses sejam objetivos de longo prazo.

Acoplar uma turbina à câmara de combustão – e, em última instância, gerar eletricidade – foi outro desafio técnico que a equipe enfrentou: “Isso é extremamente difícil porque os processos de combustão muito rápidos e intensos na câmara dificultam a transferência estável de energia para a turbina. Somos os primeiros a operar com sucesso uma turbina desse tipo e gerar eletricidade no processo,” disse Banuti.