Pesquisadores da UTFPR recebem patente de dispositivo para detecção precoce de falhas em transformadores elétricos

No dia 16 de abril de 2024, os professores pesquisadores da UTFPR Gustavo Gomes Kuhn (UTFPR-PB), Jean Carlos Cardozo da Silva (UTFPR-CT), Cícero Martelli (UTFPR-CT) e José Rodolfo Galvão (UTFPR-CM) receberam a concessão de patente de um dispositivo fotorrefrativo para medição simultânea de vibração e temperatura em núcleo de transformadores. Esse dispositivo foi desenvolvido por eles em 2018, quando iniciaram o processo de pedido de patente perante o Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI).

Durante o seu doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI) da UTFPR Campus Curitiba , o professor Gustavo, sob orientação do professor Jean e em colaboração com o professor Cícero e o doutorando José Galvão, desenvolveu um dispositivo para medir deformação, vibração e temperatura, de forma simultânea, em transformadores elétricos. Para isso, eles usaram sensores a fibra óptica (FBG) encapsulados em compósito de fibra de carbono para proteção mecânica dos sensores ópticos. Assim, o dispositivo é capaz de identificar falhas no transformador, por meio de parâmetros de temperatura e vibração em diferentes frequências.

A criação deste dispositivo surgiu da necessidade de medir deformação e temperatura nos núcleos de transformadores elétricos, visando identificar falhas nessas máquinas. A concepção do projeto foi resultado de um brainstorming diante das dificuldades encontradas na fixação dos sensores ópticos nas chapas justapostas do núcleo do transformador. Foi então que surgiu a ideia de desenvolver um dispositivo de fibra de carbono flexível, capaz de “clipar” de forma rápida o núcleo do transformador, simplificando o processo de colagem dos sensores ópticos FBGs (Fiber Bragg Gratings), que são encapsulados no compósito de fibra de carbono. A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Engenharia de Sistemas Optoeletrônicos (LabESO) do CPGEI-CT.

A relevância e principal contribuição prática para a sociedade do dispositivo sensor é apontar possíveis falhas em transformadores elétricos antes que estas ocorram de fato. Isso é fundamental porque equipamentos elétricos ou máquinas elétricas de grande porte, como transformadores, quando submetidos a grandes cargas elétricas ou até mesmo descargas atmosféricas, podem apresentar falhas graves. Essas falhas podem levar a interrupções no fornecimento de energia elétrica, causando prejuízos significativos tanto para consumidores residenciais quanto industriais/comerciais. Ao identificar precocemente essas falhas, o dispositivo permite a realização de manutenções preditivas que minimizam os cortes de energia elétrica para as unidades consumidoras, garantindo assim um fornecimento mais estável e confiável de energia elétrica.

Além disso, a concessão da patente abre caminho para a produção e comercialização de um produto inovador de medição de parâmetros (deformação e temperatura) que são causadores de falhas em máquinas elétricas. No entanto, para que isso se concretize, são necessárias novas parcerias e, principalmente, o interesse de empresas ou agências de fomento para o desenvolvimento do produto em escala comercial. O próximo passo dos pesquisadores é entrar em contato com agências de fomento e empresas da área de desenvolvimento de transformadores elétricos, visando apresentar o projeto, produto e patente, e buscar viabilizar o financiamento para o desenvolvimento do produto em larga escala.

O professor Gustavo Gomes Kuhn, do Departamento Acadêmico de Elétrica (DAELE-PB) observa que: “No transcorrer dos estudos de um doutorado ou de uma pesquisa científica, o doutorando e o professor orientador podem explorar resultados que geram impactos relevantes na sua pesquisa, e a forma trivial é mostrá-los à comunidade acadêmica nacional e internacional, por meio da produção de artigos científicos publicados em periódicos e/ou congressos, e isto é considerado pelos programas de pós-graduação, como sendo um bom indicador.” Entretanto, continua o professor, “a patente de produto, ou intelectual, ou de software ainda não é tão explorada. É um meio um pouco mais demorado (vide esta patente, seis anos de análise), mas que pode gerar recursos financeiros para a universidade e pesquisadores, além de desenvolvimento de um produto ou ideia, e que por sua vez produz um benefício direto para a sociedade, gerando empregos, impostos e lucros para a(s) empresa(s) detentora(s) do direito de produção.”

No caso desta patente, ele acrescenta, “é um encerramento de ciclo, do meu doutorado defendido em 2020. Este é um ótimo indicador e demonstra a seriedade com que o trabalho foi conduzido pelo orientador professor Jean Cardozo. Claro que de minha parte, sempre tentei desenvolver todos os critérios exigidos pelo programa de pós-graduação CPGEI, que tem nota CAPES 6. Acredito que, no transcorrer do doutorado, tive uma dedicação acima da média. Eu e meu orientador ficamos gratos por este trabalho ter atingido objetivos além do que estavam previstos quando começamos, em 2016.”

Importante

A Agência de Inovação UTFPR mediou todo o processo de pedido de patente do produto junto ao INPI. Isso incluiu o detalhamento documental do invento, pesquisa internacional para identificar produtos similares e uma série de documentos necessários. A Agência é responsável pela gestão da propriedade intelectual gerada pelo corpo docente e discente da UTFPR em atividades de ensino, pesquisa e extensão, em colaboração com empresas e outras entidades. Ela está vinculada à Pró-Reitoria de Relações Empresariais e Comunitárias (PROREC) e trabalha em conjunto com os Núcleos de Inovação Tecnológica (NITs) de cada campus da UTFPR.

A UTFPR-PB parabeniza o professor do campus, Gustavo Gomes Kuhn, e os demais pesquisadores envolidos por esta conquista!