Mais sobre motos perpétuos

Eu devia ter menos de 10 anos quando fiquei sabendo que aqueles motores de carrinhos de "Autorama" podiam ser usados também como geradores. Bastava retirar o motor do carrinho, conectar os terminais dele a uma lâmpada e girar o eixo bem rápido. Pelo que me lembro, o brilho era tênue, mas estava lá. Então me veio aquela ideia fantástica, que já ocorreu a milhares de pessoas em todo o mundo: se eu unisse dois motores pelo eixo, ligasse os terminais de ambos em paralelo e desse um "peteleco" inicial, um deles funcionaria como gerador, alimentando o segundo, que funcionaria como motor, que forneceria energia mecânica para o gerador, que forneceria energia elétrica para o motor e assim por diante por toda a eternidade. Parece uma ideia ótima, se não fossem dois detalhes. O primeiro é que não funciona. O segundo é que não pode funcionar.

Muito tempo depois vim a saber que essa montagem era um dos muitos tipos de "moto perpétuo" (ou moto contínuo), uma máquina que alimentaria a si mesma por toda a eternidade. Esse invento somente funcionaria se todas as perdas de energia fossem nulas, resultando em rendimento igual a 100%.

Em qualquer máquina elétrica existem pelo menos três tipos de perdas: as perdas mecânicas (por exemplo, atrito e ventilação, que causam o aquecimento do ar e das partes mecânicas), as perdas elétricas (que causam o aquecimento dos enrolamentos) e as perdas magnéticas (que causam o aquecimento dos núcleos de ferro). Em um moto perpétuo tais perdas deveriam ser rigorosamente nulas. Se elas correspondessem mesmo que a uma fração infinitesimal da potência de entrada, nossa conjunto motor-gerador deixaria de funcionar tão rapidamente que nenhum funcionamento como moto perpétuo poderia ser detectado.

Mas a pergunta é: mesmo que um conjunto motor-gerador com rendimento de 100% pudesse ser construído, para que serviria ele? De fato, para que serviria uma máquina que alimenta a si mesmo e a mais ninguém? Se tentássemos extrair um infinitésimo de watt dessa máquina, ela deixaria de funcionar, não servindo para nada. E, ainda assim, até hoje recebo e-mails de pessoas que dizem estar "quase chegando lá", faltando apenas alguma pesquisa.

Esse motor com rendimento de 100% é de vez em quando chamado de "moto perpétuo de primeira espécie". Para que um moto perpétuo tivesse alguma utilidade prática, ele deveria ser de "segunda espécie", ou seja, deveria ter rendimento superior a 100%. Contudo, isso somente seria possível se este motor retirasse energia de fora do universo conhecido ou simplesmente criasse energia a partir do nada, fenômenos proibidos pelas leis da termodinâmica.

Caso alguém ainda tenha alguma esperança, deixo os endereços de três ensaios que escrevi sobre o assunto, publicados aqui mesmo neste blog:

Máquinas impossíveis
Moto contínuo: o sonho que não quer morrer
Motos contínuos revisitados

Eu também gostaria que não fosse assim, mas, infelizmente, como diria o economista Milton Friedman (1912 - 2006), "não existe almoço de graça".

Motos contínuos revisitados

Há algum tempo cometi neste blog a temeridade de escrever dois ensaios sobre motos contínuos (também conhecidos como "motos perpétuos"). O primeiro deles ("Máquinas impossíveis") deixava bem clara a impossibilidade de se construir tais máquinas mitológicas, enquando o segundo ("Moto contínuo: o sonho que não quer morrer") tratava de uma motocicleta fabricada pela empresa japonesa Axle Corporation, que apareceu no YouTube juntamente com a alegação de ser movida por um moto contínuo. O resultado foi que passei a receber comentários e e-mails de aficcionados do suposto invento, os quais diziam (e continuam dizendo) terem projetos prontos, faltanto "apenas alguns detalhes". Recebi até mesmo um projeto em papel, para ser analisado. Mas, para ser bem direto, não perca seu tempo com isso. Motos contínuos são impossíveis.

Vamos recapitular algumas coisas. Em princípio existiriam dois tipos de moto contínuo. Os de primeira espécie produziriam mais energia do que consumiriam, violando a lei da conservação da energia, que é a primeira lei da termodinâmica. Já os de segunda espécie converteriam energia térmica espontaneamente em trabalho mecânico, violando a segunda lei da termodinâmica, que diz que a entropia de um sistema sempre aumenta entre conversões sucessivas de energia. Em outras palavras, o calor não pode passar espontaneamente de um corpo frio para um corpo quente.

Qualquer motor deve vencer uma série de perdas para se manter em funcionamento. Motores elétricos, por exemplo, que são os mais eficientes de todos os motores, apresentam perdas em seus enrolamentos, denominadas "perdas por efeito Joule" ou, no jargão da área, "perdas ôhmicas", além de perdas no ferro, perdas por atrito e ventilação e outras de menor importância. Por causa de tais perdas, o motor fornecerá em seu eixo menos energia elétrica do que recebe da rede elétrica e seu rendimento será inferior a 100%.

Um motor fantasticamente bem projetado e construído talvez apresentasse rendimento de 99,95%, mas ainda estaria infinitamente longe de ser considerado um moto contínuo de primeira espécie. E o problema é que tal motor custaria tão caro que toda a economia obtida com sua operação seria sepultada pelos custos de sua produção.

Teoricamente, poderíamos pensar que no futuro será possível produzir motores com rendimentos da ordem de 99,9999%. Talvez. É possível que a evolução da ciência dos materiais torne possível tal criatura fantástica, embora isso provavelmente venha a acontecer somente depois da invenção do motor de dobra, do teletransporte e do sabre de luz! Mesmo assim, um motor com rendimento igual a 99,9999% tambem estaria infinitamente distante de ser considerado um moto contínuo de primeira espécie.

Já um moto contínuo de segunda espécie é uma criatura totalmente mitológica. Ele só seria possível em um universo povoado por anjos e fadas, no qual as leis da física pudessem ser alteradas em um passe de mágica. Em tal universo, contudo, motos contínuos provavelmente seriam desnecessários.

A conclusão é que as pessoas que se dedicam à pesquisa de motos contínuos estão desperdiçando tempo e dinheiro. Melhor seria se elas colocassem sua inventividade a serviço de causas que possam ser atingidas antes que o Sol se apague.