Os alunos do primeiro ano do Mestrado em Engenharia Mecânica, Área de Especialização em Tecnologias Energéticas e Ambientais construíram protótipos demonstradores de duas tecnologias para a sustentabilidade na Unidade Curricular de Processos Termoquímicos.
Um dos demonstradores produz o chamado “hidrogénio verde” a partir da eletrólise da água. O termo “verde” deve-se ao facto de que esta tecnologia é especialmente indicada para aproveitar, através do armazenamento químico, o excesso de produção elétrica de fontes renováveis intermitentes como o vento ou a energia solar fotovoltaica. Esta eletricidade é usada para transformar a água em hidrogénio para posterior utilização, seja numa pilha de combustível (fuel cell), seja em processos de combustão livre de emissões de gases de efeito de estufa.
Os alunos João Dias, Bruna Sousa, Joana Gonçalves, João Morado, João Fernandes, Mariana Castro, Mariana Antunes, Pedro Magalhães e Rodrigo Carvalho inspiraram-se em algumas ideias disponíveis online para desenhar e construir o demonstrador de raiz. Tratou-se de uma arquitetura split cell, em que o hidrogénio e o oxigénio são extraídos em separado por questões de segurança. Utilizaram os conhecimentos aprendidos na unidade curricular (UC) de fenómenos termoquímicos lecionada pelo docente Francisco Brito do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM), e técnicas de desenho e manufatura aprendidas no curso para construir elétrodos em chapa de inox cortada a LASER, impressão 3D e maquinagem CNC. O resultado foi um eletrolisador com três pares de elétrodos positivos/negativos imersos num eletrólito à base de uma mistura aquosa de hidróxido de sódio, com produção separada de hidrogénio e oxigénio nos elétrodos negativo e positivo, respetivamente.
O outro projeto levado a cabo pelos alunos consistiu na construção de um gasificador de biomassa. Esta tecnologia permite converter combustíveis sólidos de baixo valor acrescentado, como a biomassa residual florestal, em combustíveis gasosos (gás de produção ou gás de síntese, na sua versão purificada). Estes combustíveis podem, por exemplo, ser queimados num moto-gerador e produzir calor e eletricidade com emissões neutras de gases de efeito de estufa.
O gasificador foi construído pelos alunos Pedro Ferreira, Dinis Pereira, Eduardo Correia, Filipe Vaz, Luís Lima, Nuno Guimarães, Nuno Sousa, Rafael Gomes e Ricardo Vieira. Com a ajuda do docente e dos recursos das oficinas do DEM e do Laboratório de Mobilidade e Termodinâmica Aplicada do DEM (LaMoTA), os alunos construíram um gasificador updraft em aço com a ajuda dos processos de maquinagem e soldadura do técnico superior Filipe Marques e de Robert Chivu, um aluno de doutoramento da Universidade de Galati (Roménia), na altura em estágio no LaMoTA.
Embora os demonstradores construídos ainda tenham algumas limitações devido ao pouco tempo disponível para o seu desenvolvimento, no final do semestre foi possível não só gerar hidrogénio e gás de produção nos dois demonstradores, mas também queimá-los, para grande satisfação dos alunos.
Segundo Francisco Brito, que assumiu pela primeira vez a responsabilidade desta UC, este tipo de projetos realizados no âmbito de UCs com componente de prática laboratorial revelou-se bastante motivante para os alunos, que tiveram em geral um aproveitamento bastante satisfatório na UC.
O docente referiu ainda que os alunos que deixaram comentários nos inquéritos pedagógicos referiram a satisfação com a UC e mencionaram a ajuda para entender os conceitos abordados nas aulas. Francisco Brito pretende assim dar continuidade a estes projetos nas edições futuras da UC e em dissertações de mestrado que irão começar nestas áreas, integrando-os com a investigação que está a ser levada a cabo na área da termodinâmica aplicada no LaMoTA e em outras instituições que já trabalham com algumas destas tecnologias com parceiros industriais como é o caso do Centro para a Valorização de Resíduos (CVR).
