O corante adicionado ao sistema de resina muda de cor quando um álcool liberado pela resina se liga a ele. Crédito: Uni Halle / Alexander Funtan

Um dia, em um futuro próximo, as tinturas em motores elétricos podem indicar quando o isolamento do cabo está se tornando frágil e o motor precisa ser substituído. Cientistas da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), juntamente com ELANTAS, uma divisão do grupo de especialidades químicas ALTANA, desenvolveram um novo processo que permite que os corantes sejam integrados diretamente ao isolamento. Ao mudar de cor, eles revelam o quanto a camada de resina isolante ao redor dos fios de cobre no motor se degradou. Os resultados foram publicados na revista Advanced Materials.

Os motores de combustão modernos há muito possuem detectores que reconhecem, por exemplo, quando uma troca de óleo é necessária, evitando inspeções desnecessárias. Os motores elétricos também apresentam sinais de desgaste. Por dentro, eles são geralmente feitos de fios de cobre bem enrolados – e estes, por sua vez, são revestidos com uma resina isolante. “Esse isolamento muda com o tempo. Ele se torna frágil à medida que degrada os efeitos do calor e dos processos químicos”, explica o professor Wolfgang Binder do Instituto de Química da MLU. No entanto, não é possível dizer de fora se o isolamento ao redor dos fios internos ainda está intacto ou se todo o motor precisa ser substituído.

Os cientistas da MLU foram encarregados de encontrar uma solução para este problema em nome da divisão ELANTAS da ALTANA, que produz sistemas de resina especiais para esse isolamento. “Até agora, os desenvolvedores se concentraram no grau em que o material se degrada em condições específicas”, explica Alexander Funtan, um químico da MLU. Em seguida, foram feitas recomendações sobre quanto tempo levaria antes que uma substituição fosse necessária. No entanto, o desgaste real depende das condições em que é usado, mais particularmente a temperatura. Portanto, Funtan desenvolveu um equipamento de teste que usou para analisar quatro sistemas de resina diferentes ao longo de vários meses para determinar quais produtos de degradação se formam em diferentes temperaturas.

Ele descobriu que os quatro sistemas de resina liberavam consistentemente um álcool específico sob diferentes condições de temperatura. “Trabalhamos então em estreita colaboração com os pesquisadores e desenvolvedores da ELANTAS para encontrar uma molécula sensora para este álcool”, disse ele. Em outras palavras, uma substância facilmente detectável e cujas propriedades mudam quando o álcool se liga a ela. A molécula do sensor também deve resistir a altas temperaturas e processos normais de produção. Outro requisito era que não alterasse as propriedades eletroquímicas do isolamento. A escolha recaiu sobre um corante que normalmente brilha em laranja avermelhado sob a luz ultravioleta; mas quando o álcool se liga a ele, o espectro de cores muda para um verde claro.

Os fios de cobre dentro dos motores elétricos são isolados com resinas especiais que os protegem de influências externas. Crédito: ELANTAS

Os diferentes espectros de cores podem então ser analisados usando dispositivos especiais que podem ser instalados diretamente no motor. “Dessa forma, você pode ver se uma troca é necessária sem ter que abrir o motor”, diz Binder. Esperamos que isso evite substituições desnecessárias do motor no futuro. O novo isolamento pode ser usado em motores de veículos elétricos, bem como em máquinas e outros equipamentos. “Esses resultados revelam o que pode ser alcançado combinando a pesquisa universitária básica com o know-how de aplicação comercial”, disse o Dr. Simon Rost, chefe de pesquisa e desenvolvimento da ELANTAS em Hamburgo. “No futuro, isso nos permitirá fornecer valor agregado aos nossos clientes e contribuir ainda mais para o desenvolvimento sustentável.”

A ELANTAS depositou a patente do novo processo no início do ano. A pesquisa foi financiada pelo grupo de especialidades químicas ALTANA e também pelo projeto BAT4EVER da UE como parte do programa “Horizonte 2020”.

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