Título do projeto: Efeito de solo

Equipe: Efeito Príncipe Felipe_Ground

Calle de Finisterre   Madrid   Espanha   6 A idade do aluno: 14-15 anos de idade

Será que podemos conceber um veículo que produza menos emissões?

Depois de analisarmos o EO Browser e os gases metano, monóxido de carbono, dióxido de azoto e dióxido de enxofre, ficámos surpreendidos ao ver as suas elevadas concentrações em Madrid. Por exemplo, há 59,4 μg/m3 de NO2 em Madrid e cerca de 2 μg/m3 em Toledo. Embora estas cidades estejam próximas umas das outras, a diferença na concentração de gases nocivos é significativa, quase 30 vezes superior. Estas concentrações elevadas de gases podem causar várias doenças e é por isso que, depois de vermos isto, pensámos em formas de diminuir as emissões de gases poluentes. Acreditamos que podemos atingir este objetivo através da conceção de um veículo que aproveite o efeito de solo para se deslocar com maior eficiência, reduzindo o consumo de combustível e, consequentemente, as emissões destes gases.
Enquanto pensávamos em como resolver este problema, descobrimos que um veículo que utiliza o efeito de solo para se deslocar poderia produzir menos emissões. Os veículos de efeito de solo voam perto do solo e, enquanto se deslocam, o ar fica preso entre as asas e a superfície que estão a sobrevoar. Como não estão a tocar no solo, não sofrem perdas por fricção com a superfície e esta almofada de ar que é criada por baixo das asas cria ainda mais sustentação. Isto é muito útil porque reduz a energia necessária para se deslocar a uma determinada velocidade e é por isso que um veículo que tira partido do efeito de solo emitiria menos gases poluentes. Esperamos que a utilização de veículos concebidos para tirar partido do efeito de solo possa diminuir as emissões de gases poluentes.

Analisámos as imagens do EO Browser para estudar a concentração dos gases metano, monóxido de carbono, dióxido de azoto e dióxido de enxofre em Madrid. E comparámos todos estes dados com os valores das concentrações de CO e NOx no Barrio del Pilar de 2010 a 2023 e ambos são muito elevados. Descarregámos os dados do "Portal de calidad del aire de Madrid" e do "AEMET Open Source".
Muitos destes gases nocivos são expelidos pelos veículos e, por isso, ao concebermos um veículo especial que produza menos emissões, podemos reduzi-las. Para o fazer, vamos tirar partido do efeito de solo, que é a consequência de um avião voar perto do solo. Reduz os vórtices à volta das asas, o que diminui a resistência e aumenta a sustentação. Isto reduz o combustível necessário para viajar, o que, por sua vez, reduz as emissões do veículo.
Poderíamos medir o impacto do efeito de solo no consumo de energia de um veículo construindo um avião com um sensor de corrente para medir a energia necessária para manter uma velocidade constante e um sensor de distância para efetuar estes testes a uma altura constante e verificar a relação entre a altura do solo e o consumo de energia, embora tenhamos efectuado algumas simulações para obter estes valores sem ter de construir o veículo real.
Analisámos a energia que um veículo necessita quando voa dentro e fora do efeito de solo. Nos gráficos abaixo, podemos ver que, quando o veículo está perto do solo, sofre menos arrasto e mais sustentação.

Ao conceber e construir novos veículos como o apresentado neste projeto, podemos reduzir as emissões poluentes e melhorar o nosso futuro.

https://sites.google.com/view/ground-effect-vehicle/introduction?authuser=2

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