doi.org/10.5194/wes-10-451-2025
Credibilidade: 989
#Energia Eólica
Divya Tyagi, uma estudante de engenharia, revisou um problema matemático de mais de 100 anos sobre aerodinâmica e encontrou uma solução mais simples para melhorar a eficiência das turbinas eólicas, que geram energia a partir do vento
Sua ideia, que não havia sido considerada antes, leva em conta forças importantes que afetam as pás das turbinas. Esse trabalho premiado pode mudar o futuro da energia eólica, aumentando a produção de energia e reduzindo custos.
Revisitando um Problema Antigo
Divya, estudante da Universidade Penn State, nos Estados Unidos, simplificou um problema criado há um século pelo britânico Hermann Glauert, um especialista em aerodinâmica. Com isso, ela abriu novas possibilidades para o design de turbinas eólicas que ninguém havia explorado antes.
Hoje, fazendo mestrado em engenharia aeroespacial, Divya começou esse trabalho ainda na graduação, como parte de sua tese no Schreyer Honors College. Os resultados foram publicados na revista Wind Energy Science (Ciência da Energia Eólica).
Melhorando o Desempenho das Turbinas
“Eu criei um complemento ao problema de Glauert que calcula as melhores condições de fluxo de ar para uma turbina eólica, maximizando a energia que ela pode produzir”, explicou Divya, que já concluiu sua graduação em engenharia aeroespacial.
Seu orientador, Sven Schmitz, professor da área de engenharia aeroespacial e coautor do estudo, disse que o trabalho original de Glauert se concentrava apenas no quanto uma turbina conseguia transformar o vento em eletricidade (chamado de coeficiente de potência). Porém, ele não considerava as forças totais que agem sobre as pás da turbina nem como elas se dobram com a pressão do vento.
“Imagine que você está com os braços abertos e alguém empurra sua mão. Você precisa resistir a esse movimento”, disse Schmitz, que também trabalha no Instituto de Energia e Meio Ambiente. “Nas turbinas, chamamos isso de força de empuxo e momento de flexão na base. Elas precisam aguentar isso, e Glauert não analisou o tamanho total dessa carga.?
Uma Solução Simples e Eficaz
Schmitz destacou que a solução de Divya é simples e usa um método matemático chamado cálculo de variações, que ajuda a resolver problemas de otimização. Isso vai permitir que engenheiros explorem novas ideias no design de turbinas eólicas.
“O impacto real virá nas próximas gerações de turbinas, com o novo conhecimento que foi revelado”, disse ele. “A solução elegante da Divya deve chegar às salas de aula, não só nos Estados Unidos, mas no mundo todo.?
Mais Eficiência na Energia Eólica
Divya acredita que seu trabalho pode melhorar a produção de energia eólica e baratear os custos. “Aumentar o coeficiente de potência de uma turbina grande em apenas 1% já faz uma diferença enorme na energia gerada”, explicou ela. “Isso pode significar energia suficiente para alimentar um bairro inteiro.?
No último ano da graduação, Divya ganhou o prêmio Anthony E. Wolk por sua tese sobre esse complemento ao trabalho de Glauert. Esse prêmio é dado ao melhor trabalho final entre os estudantes de engenharia aeroespacial.
Avanços na Simulação de Fluidos
Agora, no mestrado, Divya está estudando simulações de dinâmica de fluidos computacional, analisando o fluxo de ar ao redor do rotor de um helicóptero. “Quero combinar isso com o fluxo complexo ao redor de um navio para entender como o ar afetado pelo navio interage com um helicóptero tentando pousar no convés”, disse ela.
Esse trabalho, apoiado pela Marinha dos Estados Unidos, busca melhorar simulações de voo e a segurança de pilotos ao entender melhor essas interações.
A Persistência que Levou ao Sucesso
Divya contou que provar sua solução no papel foi um desafio. “Eu passava de 10 a 15 horas por semana entre o problema, a escrita da tese e a pesquisa. Demorou muito porque era cheio de matemática”, disse ela. “Mas agora me sinto muito orgulhosa de ver todo o trabalho que fiz.?
Schmitz, que pensava no problema de Glauert há décadas, elogiou a determinação de Divya. “Eu achava que faltavam passos e que era muito complicado. Tinha que haver um jeito mais fácil. Divya foi a quarta estudante que desafiei a olhar isso, e a única que aceitou o desafio. O trabalho dela é realmente impressionante.”
Publicado em 04/03/2025 08h34
Texto adaptado por IA (ChatGPT / Gemini) do original em inglês. Imagens de bibliotecas públicas de imagens ou créditos na legenda. Informações sobre DOI, autor e instituição encontram-se no corpo do artigo.
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