Energia para competir
Equipes de competição da área de mobilidade promovem desenvolvimento tecnológico e humano na Universidade Federal de Santa Catarina
Quando se fala em desenvolvimento tecnológico, também se fala em energia. Isto porque é ela que sustenta essas tecnologias. Porém, o que vemos é um cenário em que os recursos energéticos tradicionais estão se esgotando e causam dano ambiental severo.
Este talvez seja até um ponto da discussão já incorporado ao senso comum: dependemos de energia, mas exaurimos o planeta para gerá-la. Aí vêm as fontes alternativas, renováveis e menos poluentes que apresentam novidades, mas enfrentam resistência para se popularizar. Falta infraestrutura para suportá-las, ou pouco as pessoas sabem a respeito.
Na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), equipes de competição trabalham no desenvolvimento e consolidação dessas alternativas energéticas.
As equipes de competição ligadas aos centros de tecnologia dos campi de Florianópolis e Joinville projetam, manufaturam e concorrem com seu produto em eventos de inovação tecnológica. Multidisciplinares, são formadas por alunos de diferentes cursos e centros.
Na UFSC, algumas são ligadas à matriz energética alternativa: Babitonga e Vento Sul com barcos solares, e Eficem e Ampera Racing com veículos elétricos. Outras equipes, como a UFSC Baja (foto), que tem carros a combustão, começam a buscar alternativas.
Dados sobre energia e mobilidade
O transporte pode estimular o uso de fontes alternativas
Transformar o cenário energético requer investimentos privados, políticas públicas e a aceitação cultural de fontes alternativas. Esta última pode parecer difícil, porque envolve toda uma sociedade. Mas já vimos que o brasileiro gosta, sim, de escolher alternativas eficientes para energia – como é o caso da popularidade dos carros flexfuel a partir de 2003 e a variedade de fontes na matriz energética do país.
Segundo o Balanço Energético Nacional de 2021, mais da metade de toda a energia produzida aqui é consumida pelos setores de indústria (32,1%) e transporte de cargas e passageiros (31,2%). Isto levando em conta as restrições da pandemia de covid-19, que restringiu a circulação de pessoas.
Na visão geral de transportes, 44% da energia é obtida pelo óleo diesel, contra 5,2% de biodiesel. Os veículos leves também estão usando cada vez menos o etanol. Este alimentava 45% da categoria em 2019, e no ano seguinte passou a ser 43%, devolvendo esses dois pontos para a gasolina.
No entanto, as fontes renováveis geraram 48,4% da nossa energia, sendo que a taxa, no mundo, é de apenas 13,8%. Isso nos coloca entre os países que mais diversificam suas matrizes. Quem puxa o carro das renováveis, aqui, são a biomassa de cana-de-açúcar e a energia hidráulica.
Eficiência para combustão
E3, Fórmula CEM, Fórmula UFSC e Bajas apresentam soluções de sustentabilidade energética para o curto prazo
Uma equipe que tem dois projetos paralelos de motores – elétrico e combustão – é a Fórmula CEM (Combustion and Electric Motorsports), no campus de Joinville. Ela produz carro a combustão desde 2010 e participou das duas categorias pela primeira vez em 2017.
"Ainda estamos validando o projeto elétrico, mas assim que finalizado o processo, será o nosso foco, visto que é o futuro do mercado de trabalho", relata Lucas Vogel, diretor administrativo da equipe. Segundo ele, o mercado de trabalho vem migrando para a mobilidade elétrica ou, pelo menos, com modelos híbridos.
Contudo, os carros a combustão ainda estarão aqui por um certo tempo. "Apesar de a indústria automobilística estar se voltando com grande força para o lado elétrico, (…) países emergentes, como o Brasil, ainda levarão alguns anos a mais em relação aos países desenvolvidos para conseguir montar uma infraestrutura que suporte essa mudança", prossegue.
No campus Florianópolis, o carro de corrida a combustão pertence à equipe Fórmula UFSC. A equipe comenta que para melhorar a performance do carro de corrida, trabalharam para reduzir a massa, melhorar as curvas fechadas e reforçar pontos estratégicos. Segundo o capitão, Francisco Gamba, eles estão preparando pesquisas para mitigação do impacto ambiental: “faremos uma análise da pegada de carbono da equipe para, a partir disso, analisarmos formas de zerá-la e até negativá-la”, diz.
Investindo em motores mais próximos do tradicional, a pesquisa dos alunos se concentra em saídas possíveis no curto prazo. O projeto de análise da pegada de carbono é uma forma de compensação de poluentes gerados, na qual ações de descarbonização são tomadas (como o plantio de árvores, por exemplo) de forma a sobrepor o volume de substâncias nocivas produzidas.
Para a capitã da equipe E3, Júlia Afonso Pires, a saída a curto prazo para começar a aliviar o meio ambiente dos efeitos nocivos da geração de energia está mais ligada à gestão dos combustíveis.
A E3 é uma equipe que desenvolve projetos de eficiência energética, entre eles um automóvel. Para ser mais eficiente, o grupo trabalha diferentes áreas da estrutura para deixá-lo o mais leve possível, reduzir perdas e percorrer mais quilômetros com menos combustível.
Enquanto as fontes energéticas alternativas ainda estão em processo de ganhar terreno no mercado, para torná-las acessíveis, é necessário criar melhor infraestrutura (como mais pontos de recarga para carros elétricos, por exemplo).
Ainda assim, a equipe percebe que os motores elétricos estão no horizonte da indústria. Vislumbrando a demanda por veículos elétricos, começou a investir no seu próprio projeto para construir um, sem deixar de lado o desenvolvimento de super eficiência para combustão.
Com carros a combustão, duas equipes de categoria off-road – UFSC Baja, em Florianópolis, e CTJ Baja, em Joinville – revelam a intenção de pesquisar motores elétricos, incentivadas pela Society of Automotive Engineers (SAE) Brasil, que organiza as competições estudantis de automobilismo no país e planejou a primeira edição da categoria baja para 2023.
O líder do setor administrativo da equipe CTJ Baja, Lucas Petry, afirma: "junto à SAE Brasil, já estamos trabalhando em um possível projeto com o uso de um motor elétrico. (...) Esperamos dar início, no segundo semestre, ao projeto do veículo elétrico em paralelo aos trabalhos com o veículo a combustão".
Para ele, é fundamental que os alunos comecem a trabalhar com a nova tecnologia, porque a equipe existe, justamente, para capacitar. "Motores elétricos não são apenas algo do futuro, mas do presente. E têm estado presente cada vez mais na mobilidade internacional", conta.
Da mesma forma, segundo João Wiggers, diretor de marketing da UFSC Baja, a maior contribuição da equipe é o desenvolvimento de profissionais completos. "O objetivo do trabalho é que seus membros se desenvolvam em todos os aspectos possíveis de um profissional", diz, "capazes de gerenciar projetos e equipes, e explorar novas aplicações científicas."
O diretor também comenta que os motores a combustão não são caros como os elétricos, que funcionam com baterias especiais e têm particularidades na manutenção para rodar. Isto é, necessita dinheiro, mas também tempo para pesquisa até que o projeto seja amadurecido.
"Nossa equipe foi convidada a produzir o primeiro protótipo de Baja elétrico do país, juntamente com algumas outras equipes. Porém, devido aos altos custos que envolvem o projeto elétrico, aliados ao baixo investimento vindo da faculdade e de empresas, o projeto é um plano futuro", conclui.
Fontes renováveis
Elétricos ganham dedicação exclusiva da Eficem, Ampera Racing, Vento Sul e Babitonga
Menos poluentes que os motores a combustão, os elétricos estão conquistando parcela da frota global e, mais recentemente, da nacional. A Eficem, em Joinville, pesquisa eficiência energética, sendo um dos projetos voltado à eletricidade. Segundo Kadu Oriqui, capitão da equipe, otimizar o uso de fontes de energia sustentáveis é a missão das novas gerações de engenheiros. Os integrantes são expostos a desafios do projeto automotivo e eletrônico das novas tecnologias, e “a excelência fornecida pela universidade nos permite resolvê-los e compartilhar o conhecimento, tanto internamente como entre outros projetos”, relata.
A equipe está determinada a desenvolver eficiência ligada à sustentabilidade. “Ainda há desafios para que as fontes limpas estejam acessíveis em todos os cantos do país, e nosso objetivo é ajudar a superá-los”, diz Kadu. “O Brasil tem uma matriz energética diversificada e em expansão. Isso abre muitos caminhos para os direcionamentos de nossas pesquisas, e é encorajador saber que todo o fluxo energético de nossos projetos pode gerar uma pegada ecológica nula.”
Nessa linha de frente da energia renovável para automobilismo está a Ampera Racing, que trabalha em um automóvel elétrico a cada ano. A equipe começou também o seu projeto de carro driverless, sem motorista, sendo uma das primeiras do país. Mesmo no período de pandemia, projetou um protótipo e competiu no formato on-line da categoria na Fórmula SAE.
Na oficina, o carro já foi desmontado. Isto porque a cada temporada, segundo o regulamento da competição, o mesmo não pode competir duas vezes. Ele precisa ter outro chassi, e o tempo é curto, então o novo protótipo já está pronto para agosto, quando irá competir na primeira etapa presencial desde as restrições da pandemia.
A equipe, que tem maturidade na produção de carros elétricos, constrói o veículo como uma forma de desenvolver profissionais. Conforme o presidente, Kauê Ferraz, “a gente chega no final da temporada e entrega um carro, mas mais que isso, a gente entrega profissionais capacitados para trabalhar com mobilidade elétrica”.
Segundo a diretora administrativa da equipe, Luana Lingnau, esse é um mercado em expansão. “A projeção está muito boa, porque até 2030 várias empresas do Brasil querem virar totalmente elétricas”, ela conta. De fato, atualmente, menos de 2% da circulação no país é elétrica. O mercado apresenta desafios de custo e infraestrutura, que tendem a se suavizar com a popularização da tecnologia.
ENERGIA LIMPA: BARCOS SOLARES
A eletricidade não é gerada de forma totalmente limpa. O processo envolve múltiplas fontes, como carvão mineral e urânio, poluentes e não renováveis. Mesmo a geração hidráulica tem impacto social e ambiental por causa das áreas inundadas.
Uma forma de eliminar drasticamente os custos ambientais é aproveitar a energia do sol e do vento, que são limpas, gratuitas e disponíveis. Duas das equipes de competição utilizam energia solar: Vento Sul e Babitonga.
Há um duplo desafio para as equipes que apostam na energia fotovoltaica para barcos. Elas apresentam uma alternativa energética, mas também mostram o caráter múltiplo da mobilidade. Ambas as frentes apresentam resistência por parte de setores consolidados da indústria e política.
Com o barco solar monocasco Guarapuvu, a equipe Vento Sul expõe alternativas convenientes para a situação geográfica de um país com tantos rios e quilômetros de costa, além de estar na Ilha de Santa Catarina.
Segundo o conselheiro da equipe, André Bueno, uma embarcação solar tem custo zero em energia, enquanto uma balsa comum consome, em média, 100 litros de óleo diesel por hora. Apesar disso, os motores elétricos e a energia solar são alternativas que pedem longo prazo para popularização.
A energia solar ainda é pouco fomentada em relação a outros tipos de fontes de geração no Brasil. Apesar de ser gratuita, apresenta alto custo para instalação das placas geradoras, que têm um período útil limitado. Além disso, a logística do sul do país é concentrada em malha rodoviária, e o transporte aquático enfrenta resistência para receber atenção em políticas públicas e do meio privado.
A equipe tem presença regular no Desafio Solar Brasil (DSB), tendo já participado em competições internacionais, como a Dong Energy Solar Challenge, na Holanda. Afastado dos eventos desde a pandemia, agora o grupo projeta melhorias para o barco ao retomar a rotina.
Para este ano, “a gente está investindo em deixar ele mais robusto, mais confiável e mais afinado”, diz André. Assim seria possível otimizar o uso da energia. Além disso, “fazer com que ele diminua o arrasto, deixar ele mais hidrodinâmico para evitar perdas de energia também deixa ele mais eficiente”.
Em Joinville, a equipe Babitonga compete desde 2011 com um catamarã fotovoltaico. Segundo Victor Costa, gerente de patrocínio, o grupo procura o desenvolvimento autossustentável, que, para a equipe, “não está tão distante quanto pensávamos.”
Por isso, sustenta que "energia solar pode ser utilizada também nos meios de mobilidade e não só para o consumo próprio". A melhor forma de expor isso é colocando o barco para navegar. Bicampeã nacional no Desafio Solar Brasil, Babitonga agora se prepara para lançar o seu segundo barco, um monocasco, em 2023.
Mesmo no período de pandemia, sem competir, a equipe se dedicou a mostrar o que faz, levando em conta a missão de expositora das tecnologias e o preparo dos alunos participantes. Pelas redes sociais, exibiu os seus projetos para empresas e a comunidade da UFSC. "A equipe traz muita visibilidade para seus integrantes graças ao contato com as empresas do meio", conclui Victor.
Uma transição delicada
O avanço de fontes energéticas alternativas é uma transformação econômica e social
Para o coordenador do Observatório de Mobilidade Urbana da UFSC, Bernardo Meyer, as áreas de mobilidade urbana e transporte público são férteis para começar uma mudança de perspectiva sobre fontes alternativas. “Sem dúvida, nós precisamos, para ontem, começar a pensar seriamente sobre uma política energética, sobre diversificação da nossa matriz energética, e o transporte público é um bom lugar para se começar essa experiência.”
O professor também conta que o Observatório desenvolve, com a Superintendência de Desenvolvimento da Região Metropolitana de Florianópolis (Suderf), do governo de Santa Catarina, a inclusão de ônibus elétricos na frota de transporte público. “Essa é uma medida muito importante, que tem como objetivo descarbonizar nossa frota de veículos destinados ao transporte público.”
Ter mais ônibus elétricos na frota metropolitana, segundo o professor Meyer, apresenta benefícios que vão além da descarbonização. O valor dos combustíveis é sensível a perturbações políticas, ambientais e sociais, tornando seu preço instável. No Brasil, os últimos meses foram marcados pelo aumento sucessivo do seu custo. O diesel, a gasolina e os biocombustíveis, dos quais a cadeia logística do país é dependente, afetam diretamente o que é essencial ao dia a dia.
Para baratear o óleo diesel, o meio viável, segundo o docente, é o subsídio público. “Sendo subsídio público, a gente teria que retirar esse recurso de outro lugar. Então é algo que a sociedade brasileira precisa refletir a respeito”, ele conclui.
Hoje, quem reside em Florianópolis pode ver o ônibus elétrico do grupo de pesquisa Fotovoltaica UFSC passando pelo campus da UFSC e pelo Norte da Ilha. O e-bus, como é chamado, funciona totalmente a energia solar. Ele está em circulação desde 2017, carregando passageiros em três horários por dia e coletando dados de pesquisa. Iniciativas como essa mostram a confiabilidade e a viabilidade do sistema. Uma vez que se tenha os equipamentos, não há custo para gerar sua própria energia.
Investimentos financeiros e políticas públicas são essenciais para desenvolver a ciência e a infraestrutura necessárias à autonomia dessas tecnologias. No Brasil, parte do setor privado e industrial já trabalha com a certeza do avanço dessas tecnologias e de fontes alternativas de energia, mas ainda se organiza para admiti-las nas áreas mais tradicionais.
O avanço tecnológico é humano
Longe de ser ficção, o desenvolvimento científico é feito por pessoas reais
Mencionado de forma unânime pelas equipes, o desenvolvimento de pesquisadores e profissionais completos para o campo de trabalho é uma das suas principais entregas.
Para Kauê Ferraz, da Ampera, no Brasil ainda é preciso nascer uma cultura de apoio ao avanço tecnológico e profissional. “Na Europa, você vai ter equipes patrocinadas por BMW, Volkswagen, grandes montadoras”, o que dá recursos e acesso à fabricação e às técnicas para as equipes estrangeiras de competição universitária. “As empresas realmente investem naquilo porque sabem que os engenheiros delas vão estar saindo dessas equipes.”
Direcionamento de carreira
Como são multidisciplinares, todos os alunos, independente de curso e centro, têm contato com diferentes áreas de atuação, sejam técnicas ou de gestão. Estes são fatores que trazem motivação aos alunos: pôr em prática o que veem na sala de aula e fazer parte de um projeto que vai tomando vida com a participação de diferentes pessoas.
“A gente fica na oficina quase o dia inteiro, né? Não porque a gente é obrigado, mas é porque a gente se sente acolhido”, relata Jackson Yu, gerente de marketing da equipe Vento Sul. “Eu sou da área comercial, marketing, mas eu também estou na área de elétrica. Então trabalho aqui, e gosto de outras ideias lá também”, completa.
Na Ampera, a diretora Luana Lingnau também tem uma experiência parecida. Da Engenharia Elétrica, ela passou a aprender com colegas das áreas de Psicologia e Administração. “Não tinha nada a ver com o meu curso, mas eu aprendi muita coisa. Agora, acabei me tornando diretora. Esse tipo de meio, realmente, só é possível dentro de uma equipe multidisciplinar.”
Kauê também fala sobre o começo, como engenheiro mecânico. Tendo diferentes perspectivas da equipe sobre o projeto, descobriu o que queria fazer mais especificamente. “Mudei de curso para Controle e Automação, porque eu comecei a ter contato com o pessoal que trabalhava dentro da equipe que era dessa área”, diz.
Avanço de profissionais e pesquisadores
As equipes são ligadas diretamente ao desenvolvimento humano e à apropriação das novas tecnologias. Para os integrantes, a relação direta com a prática é diferencial para ingresso no mercado. “São poucas pessoas na indústria que conseguem fazer, porque é algo muito novo e que poucas pessoas realmente têm experiência”, relata Kauê. Segundo ele, há estudantes no terceiro, quarto ano da faculdade, que estão trabalhando com coisas que alguém que está há anos dentro do meio automobilístico nunca teve oportunidade de trabalhar.
Além disso, as equipes oferecem cursos e workshops para a comunidade. Mas a construção desse conhecimento também se faz pela partilha entre todas as equipes que participam de uma competição, de diferentes universidades.
“Você mostra o seu projeto para outras equipes, as outras equipes voltam para a própria cidade e mostram para o pessoal da Universidade”, explica João Aguilar, da Vento Sul. Ele confirma: “a partir do momento em que você pega uma tecnologia nova e integra ela no seu barco, você está mostrando ela para todas as comunidades que participam de uma competição. Então você está levando o conhecimento para frente”.
Participar da construção do futuro
Essa visão é compartilhada pelos egressos da UFSC. O coordenador de eletrificação da WeCharge Eletropostos e Dimas Empresas, Matheus Dressler, tem experiência em projetar na área de infraestrutura para recepção dos veículos elétricos. “O meu propósito com essas empresas é, realmente, tornar a mobilidade elétrica mais acessível no Brasil”, diz. Recentemente, fundou a Swap-e, que faz a conversão de carros para o sistema elétrico. Para ele, o período em que participou da equipe foi fundamental para sua profissão. “Eu vejo que todo mundo que passa pelas equipes de competição acaba sendo exposto a essas tecnologias mais cedo. Elas têm esse propósito de sustentabilidade e inovação”, conclui.
Há também startups fundadas por egressos. Uma delas desenvolve produtos para veículos leves e pesados, que sejam elétricos ou híbridos. Thiago Motta, CEO da MVP E-solutions, conta que ele e mais dois colegas viram o mercado dos veículos elétricos se tornar crescente. “Notamos a carência de conhecimento sobre essa tecnologia, percebemos que a melhor forma de entrar nesse mercado era prestando serviços de consultoria.” Assim começaram a trabalhar juntos e hoje desenvolvem sistema de tração e acionamento de motores elétricos e inversores de frequência para veículos elétricos e híbridos.
Segundo Rodolfo Levien, fundador da Voltbras, pela equipe de competição foi possível ter contato com grandes empresas do setor. “A BMW estava com o desafio de vender veículos elétricos, e existia uma dor muito grande que era a falta de pontos de recarga”, ele lembra. Hoje, cinco colaboradores da empresa vieram de equipes de competição. Ainda assim, é um mercado que ainda está em construção, o que por um lado é desafiador, “precisa se reinventar”, ele diz.
Assim as equipes de competição têm se mostrado como um laboratório vital para aprendizagem e desenvolvimento dos alunos. Investem o seu tempo e trabalho, e formam profissionais atualizados no que há de mais recente, atentos às necessidades sociais, ambientais e de mercado. Estas vêm abrindo caminho para as novas tecnologias, mesmo com os desafios impostos ao avanço científico nacional.
Texto e edição
Carolina Monteiro
Estagiária - Agência de Comunicação | UFSC
Supervisão
Luis Carlos Ferrari
Coordenador de Divulgação e Jornalismo Científico
Agência de Comunicação | UFSC