Motor elétrico sem cobre: um passo decisivo rumo a motores mais leves

O cobre é, há décadas, um dos materiais essenciais na construção de motores elétricos. Ainda assim, a ideia de criar um motor elétrico sem cobre deixou de ser apenas teoria: acaba de ganhar força com um avanço concreto que aproxima este cenário da realidade.

Investigadores do KIST (Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia) desenvolveram um protótipo de motor elétrico sem cobre que troca as tradicionais bobinas metálicas por um conjunto de cablagens fabricadas com nanotubos de carbono.

Além de poder reduzir significativamente o peso de componentes críticos como os motores, esta abordagem também abre caminho para diminuir de forma expressiva as emissões associadas ao fabrico de motores destinados a automóveis elétricos.

Prova de conceito: testes com um carro à escala

Para demonstrar que a solução é funcional, o KIST realizou ensaios com um pequeno carro à escala equipado com este protótipo de motor elétrico sem cobre. Nos testes, o motor conseguiu atingir 3420 rpm com uma alimentação de 3 V - um valor que parece baixo quando comparado com as 18 120 rpm registadas por um motor equivalente com cobre.

No mesmo conjunto de testes, o modelo à escala percorreu 10 metros em 25 s, alimentado por uma pilha de 3 V. À primeira vista, o desempenho pode parecer modesto, mas está alinhado com a meta central do projeto: provar que existe uma alternativa ao cobre que funciona e que, ao mesmo tempo, permite reduzir massa.

O ganho de peso e o que dizem os números

Uma das vantagens mais relevantes desta tecnologia é o impacto direto no peso. A densidade dos fios baseados em nanotubos de carbono situa-se em cerca de 1,7 g/cm³, enquanto a do cobre ronda 8,9 g/cm³.

É verdade que a condutividade elétrica absoluta é inferior - aproximadamente 7,7 milhões de S/m (Siemens por metro) face a cerca de 59 milhões de S/m no cobre. Contudo, quando se observa a velocidade específica por massa, os valores acabam por ficar próximos. Em veículos elétricos, onde cada grama influencia autonomia, eficiência e desempenho, este equilíbrio pode tornar-se determinante.

Porque pode mudar tudo

Para lá do alívio de peso, a outra grande vantagem está na sustentabilidade. O processo exige menos metais e as fibras de nanotubos de carbono podem ser recicladas com perda quase nula de propriedades, ajudando a cortar as emissões associadas à produção.

Mesmo assim, o caminho até à adoção em escala tem desafios importantes. Entre os principais obstáculos estão a produção de cabos longos e homogéneos, a resistência de contacto entre fibras (as junções entre filamentos introduzem perdas elétricas que prejudicam a eficiência global do sistema) e a adaptação às normas de segurança e de arrefecimento. Soma-se ainda um fator inevitável: os custos continuam elevados.

Impacto na indústria e além do automóvel

Se esta tecnologia evoluir e os custos baixarem, um motor elétrico sem cobre poderá também aliviar a pressão sobre cadeias de abastecimento e sobre a procura por matérias-primas críticas, reduzindo vulnerabilidades industriais e a dependência de flutuações de preço do cobre. Em termos estratégicos, isto pode traduzir-se em maior previsibilidade no fabrico e em alternativas para segmentos onde o peso e o custo de materiais têm grande influência.

Outra frente relevante é a integração térmica: motores mais leves e com materiais diferentes podem exigir soluções de arrefecimento ajustadas, não só para cumprir normas, mas também para manter eficiência em ciclos prolongados de carga. A engenharia de gestão térmica e a compatibilidade com processos de produção em massa serão tão decisivas quanto a melhoria do desempenho elétrico.

Ainda assim, a promessa é difícil de ignorar. Se a fiabilidade for confirmada e a produção se tornar competitiva, esta tecnologia deixará de ser apenas uma demonstração de laboratório e poderá redefinir a mobilidade elétrica com uma solução mais leve, eficiente e sustentável - e sem ficar limitada ao automóvel.