FST Lisboa: potência, controlo e precisão - a Engenharia Eletrotécnica em pista

A Formula Student do Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, também conhecida por FST Lisboa, é uma equipa de estudantes dedicados à construção de carros que participam anualmente em competições internacionais de Formula Student. Em entrevista ao DEEC, Miguel Velo, Henrique Póvoa, Afonso de Mello e Eduardo Batista, membros do departamento de powetrain e estudantes de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, falaram um pouco sobre o projeto, enquadrando também o importante papel da Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no mesmo.

A participação na equipa permitiu-me obter aptidões que só se consegue adquirir nos melhores ramos da área eletrotécnica, e a chance de participar num projeto verdadeiramente único.

Henrique Póvoa estudante de LEEC e membro do departamento de powetrain da FST Lisboa
FST 14 - Rollout 2025 / DEEC

Tendo construído de raiz 13 protótipos até à presente data, a equipa já levou os seus veículos pistas de diversos países, incluindo Portugal, Espanha, Alemanha, Áustria, Itália... entre outros. Embora os primeiros protótipos desenvolvidos fossem com motor a combustão e condução manual, os estudantes atualmente competem na categoria de veículos elétricos, incluindo também a componente de navegação autónoma, além da condução manual.

No entanto, esquipas são classificadas dependendo não só da velocidade máxima atingida pelo veículo, como também do desempenho geral e do planeamento financeiro do projeto. Desta forma, participam em eventos dinâmicos e estáticos.

No primeiro caso, é apresentada a capacidade de aceleração em reta (acceleration), o controlo da trajetória, incluindo a de manobras num percurso apertado (autocross), a aderência lateral (skid pad), o consumo de energia (efficiency), a paragem e arranque (endurance) e a durabilidade sem condutor (trackdrive) do veículo. Na última categoria, o carro desloca-se de forma autónoma através de um sensor LiDAR, que deteta os cones coloridos na pista, que indicam a trajetória que deve ser seguida.

FST 12, 2023 / FST Lisboa

Já nas provas estáticas, as equipas são pontuadas de acordo com os conhecimentos sobre o funcionamento do protótipo. Por outro lado, são também avaliados os custos de produção e o plano de negócio, simulando a gestão de uma empresa.

No último ano de competição, em 2024, a equipa liderou na etapa em Portugal, com o FST 13, ficando em 1.º lugar nas categorias de veículo autónomo e elétrico.

Ao longo do processo, os estudantes são inteiramente responsáveis por todo o desenvolvimento dos protótipos, desde a a escolha dos materiais constituintes de cada parte do veículo, à integração de todos os circuitos eletrónicos no mesmo. Por este motivo, núcleo está dividido em 8 departamentos, onde 3 incluem áreas da Engenharia Eletrotécnica e de Computadores: powetrain, eletrónica e software e sistemas autónomos. "O departamento de powetrain é responsável pelos 3 subsistemas de potência: bateria, inversores e motor", sendo responsável pela gestão de energia e pelo sistema de arrefecimento do veículo, englobando os sistemas de alta tensão, explica Miguel Velo. O segundo departamento desenvolve o software e as componentes de baixa tensão, incluindo os sistemas de segurança e a implementação de sensores. Por último, o departamento de sistemas autónomos projeta e executa o software em ROS/C++, necessário para a movimentação autónoma do veículo.

Dentro dos sistemas autónomos lidamos muito com controlo e algoritmos, temos de desenvolver todo o software que permite ao carro guiar-se numa pista.

Miguel Velo, membro do departamento de powertrain da FST Lisboa
Visão geral do sistema elétrico do veículo / DEEC

Colocando os conhecimentos adquiridos ao longo dos anos letivos, Afonso, Eduardo e Henrique destacam que integrar a equipa é sinónimo de aplicar a engenharia a problemas reais, em contexto de equipa.

Afonso de Mello, estudante da Licenciatura em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, entrou para a equipa com o objetivo de desenvolver competências além das salas de aula: "esta sinergia entre teoria e prática não só consolidou o que eu aprendi, como demonstrou a minha capacidade de trabalhar em projetos tecnicamente complexos e em constante evolução", destaca, realçando ainda a formação de excelência oferecida pela FST Lisboa. Afonso sublinha ainda que a participação neste projeto, que cumpriu este este ano 25 anos de existência, é também um elemento de destaque no currículo dos estudantes, onde são trabalhadas ferramentas com elevada relevância para o mercado de trabalho. "Foi uma experiência marcante e, sem dúvida, recomendo-a a quem queira dar um salto decisivo na sua jornada em engenharia", afirma.

Na FST, tive uma experiência que ajudou a subir os meus conhecimentos em engenharia a outro nível. Aprendi a trabalhar com eficácia, a aplicar a teoria e a gerir o meu tempo como um verdadeiro profissional.

Afonso de Mello, estudante de LEEC e membro do departamento de powetrain da FST Lisboa
FST13 / DEEC

Henrique Póvoa foi, no início do ano, responsável por obter os resultados de performance do sistema de Power Limiter, que controla a potencia máxima do carro, tendo passado posteriormente para o estudo dos motores do veículo e reforça que "isso significou ter de utilizar o conhecimento teórico e metê-lo na prática." "Isso permitiu-me melhorar o meu conhecimento na área de eletrotécnico tal como ganhar experiência a lidar com desafios e problemas que surgiram no caminho", destaca. Acrescenta ainda o facto de, ao integrarem a equipa, os estudantes têm ainda a oportunidade de participarem anualmente em competições, tendo contacto com outras universidades de excelência, a nível internacional.

Decidi juntar-me ao departamento de powertrain, onde trabalhamos com os sistemas de alta tensão do carro (...) Desde que estou na equipa, tenho aprendido bastante sobre o funcionamento destes sistemas, bem como sobre a complexidade dos mesmos.

Eduardo Batista, estudante de LEEC e membro do departamento de powetrain da FST Lisboa

À semelhança dos seus colegas, partilhando o gosto pela área da energia, Eduardo Batista entrou para a FST Lisboa com o objetivo de impulsionar o seu pensamento na área da inovação, apostando numa atividade relacionada com o curso mas com uma abordagem distinta em relação às unidades curriculares. "Comecei por realizar testes de células da bateria, a diferentes temperaturas e pressões, com o objetivo de retirar parâmetros das células para obter um modelo preciso da bateria", refere, tendo também trabalhado com inversores. Atualmente, é responsável pelos sistemas de cablagem (compostos pelos cabos que estabelecem as diferentes conexões dos sistemas do veículo).

Refletindo o esforço e dedicação de todos os membros, ao longo do último ano, a FST Lisboa apresentou, no passado dia 18, o seu último protótipo: o FST 14, destinado a competir em Portugal, Espanha e na Alemanha, neste verão.

FST 14 - Rollout 2025 / DEEC

Fotografia de capa: Técnico

Fotografias: DEEC e FST Lisboa

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