Em breve o laser pode substituir as velas de ignição nos motores automotivos. Pesquisadores da Romênia e Japão pretendem apresentar o novo sistema no dia 1º de maio em uma conferência sobre laser e eletro-ópticos em Baltimore, no estado de Maryland, Estados Unidos.
As conservadoras velas de ignição tem sido responsáveis pela queima de combustíveis nos motores de combustão interna, há mais de 150 anos, nos motores de carros, barcos, motos e uma infinidade de aplicações estacionárias.
As velas tradicionais iniciam o processo de queima de combustível através de uma faísca de alta tensão entre dois eletrodos. Quando entra em contato com a mistura ar-combustível dentro da câmara de combustão, a faísca causa uma explosão controlada, empurrando o pistão para o outro extremo do cilindro. Contudo a vela tradicional inflama apenas a mistura de combustível que está próxima da faísca, reduzindo a eficiência do combustível e também desgastando o metal da mesma, corroída com o tempo.
Mas a idéia de utilizar laser para iniciar a combustão não é nova, só se tornou viável com o advento de lasers menores.
A tecnologia requer o uso de lasers pulsados com altas energias, como acontece com as velas, uma grande quantidade de energia é necessária para produzir a ignição do combustível. Lasers que poderiam atender a esses requisitos eram limitados a pesquisas básicas, porque eram grandes, ineficientes e instáveis. Os mesmos não podiam estar localizados longe do motor, porque seus raios poderosos destruiriam quaisquer fibras ópticas que levassem a luz até os cilindros e não caberiam debaixo do capô de um automóvel.
Os pesquisadores desenvolveram um novo sistema, o laser cerâmico, a tecnologia promete menos poluição e maior eficiência de combustível. O laser foi construído usando dois segmentos de uma liga de ítrio-alumínio-gálio, um deles dopado com neodímio e o outro com cromo. As duas sessões foram coladas para formar um potente laser cerâmico. O dispositivo gera dois feixes de laser que podem queimar o combustível em dois locais distintos ao mesmo tempo, gerando uma parede de chamas que cresce mais rápido e mais uniformemente do que uma gerada por um único laser.
A nova tecnologia torna os motores mais limpos, menos poluentes e mais eficientes. Poluindo menos o meio ambiente.
Eficiência nos motores, velas tradicionais posicionam-se acima cilindro, apenas inflamam a mistura ar-combustível próxima a elas. O metal frio dos eletrodos absorve e as paredes do cilindro absorvem parte do calor da explosão, atenuando a difusão da chama após sua expansão. Já os lasers concentram os raios diretamente no centro da mistura. Sem atenuação, a chama se propaga mais simetricamente e com uma velocidade até três vezes maior do que a velocidade da produzida por velas. O laser injeta sua energia em nanossegundos, contra os milissegundos das velas tradicionais. A velocidade da combustão é de supra importância, quanto mais precisa, mais eficiente será a combustão e maior será a economia de combustível.
Motores menos poluentes, as velas de ignição utilizam altas tensões para gerar faíscas elétricas através dos eletrodos. Desgastando assim os metais de que são feitos. Os lasers por sua vez, queimam a mistura com energia óptica concentrada, não tem eletrodos. Tendendo a não se desgastar com a elevação da tensão necessária para viabilizar motores mais limpos.
Segunda imagem mostra exposição de alguns milissegundos, equivalente tanto a fagulha gerada pelo laser, quanto a ignição do combustível gerada.
