Análise de eficiência e ruído: hélices toroidais versus hélices tradicionais

Abstract

Diante dos desafios da mobilidade elétrica e da demanda por soluções mais eficientes e silenciosas, este trabalho analisa comparativamente o desempenho de hélices toroidais e hélices tradicionais quanto à eficiência propulsiva e à emissão sonora. Trata-se de uma investigação aplicada, com abordagem metodológica mista: quantitativa, por meio da medição de empuxo e ruído em condições controladas; e qualitativa, por meio da análise geométrica e da observação da propagação sonora em diferentes ambientes. A pesquisa foi guiada pelo método hipotético-dedutivo, a partir da hipótese de que hélices toroidais apresentam desempenho superior. Foram modelados protótipos tridimensionais, fabricados por impressão 3D e testados sob as mesmas condições operacionais, considerando variáveis como empuxo absoluto, nível de ruído, área da pá e empuxo específico por área. Os resultados mostraram que, apesar do maior empuxo absoluto das hélices toroidais, seu desempenho específico por metro quadrado foi inferior. Em ambientes fechados, geraram menos ruído, mas em espaços abertos apresentaram maior emissão sonora. Conclui-se que a geometria toroidal tem potencial em aplicações específicas, sendo necessário avançar em otimizações de design e análise energética para viabilizar seu uso em larga escala.