Motor menos poluente

Com pequenas alterações no processo de combustão,

pesquisador consegue reduzir em 91% os gases gerados por

veículos movidos a diesel

Uma pesquisa realizada na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desenvolveu uma técnica que conseguiu reduzir a emissão de gases poluentes por motores a diesel de 5mg/km para 0,4mg/km, alcançando, assim, os limites de emissões previstos para 2014. Os resultados foram obtidos por meio do aperfeiçoamento de um sistema já utilizado em motores atuais: a Recirculação de Gás de Exaustão (EGR, sigla em inglês), chegando à queda de 91% no índice do óxido de nitrogênio (NOx). O NOx é considerado o poluente mais abundante produzido por veículos equipados com motores a diesel. “Os resultados são bastante satisfatórios, uma vez que o consumo de combustível apresentou também uma redução de 2%. O estudo é de grande aplicabilidade para os motores atuais e futuros”, diz o engenheiro mecânico e autor do estudo Lucas Lázaro Squaiella.

Os óxidos de nitrogênio são formados quando o diesel queima na presença do ar contido na câmara de combustão. O ar é composto por 21% de oxigênio e 78% de nitrogênio. O diesel reage com o oxigênio, produzindo dióxido de carbono e água. “Isso ocorre em uma reação muito rápida, resultando em temperaturas na câmara de combustão tão altas que o oxigênio também começa a reagir com o nitrogênio do ar, formando óxidos de nitrogênio”, explica o engenheiro mecânico.

Para combater esse efeito, os motores modernos a diesel recirculam parte dos gases de escape, levando-os de volta à câmara de combustão depois de resfriá-los, com uma porção de ar fresco — esse é o conceito do EGR. Nessa mistura, o dióxido de carbono e a água dos gases de escape moderam o processo de combustão, mantendo a temperatura em níveis mais amenos. Como resultado, formam-se menos óxidos de nitrogênio.

Para chegar aos resultados obtidos no estudo, o pesquisador modificou a forma como o combustível é queimado. Para isso, foi preciso trocar três componentes (veja infografia) do sistema EGR, cuja eficiência melhora o processo de combustão e, consequentemente, reduz a emissão de gases poluentes. “Os testes demonstraram que a mudança da forma como o combustível é queimado provoca a redução na emissão de poluentes, melhorando a eficiência do motor e diminuindo o consumo de combustível”, esclarece Squaiella.

Os testes foram feitos em um motor básico de quatro cilindros, que trabalha, em grande parte do tempo, em baixas rotações. “Essa situação é considerada crítica e decisiva para a definição dos componentes do sistema EGR, devido à necessidade de grandes quantidades de gases recirculados para atender os níveis de emissões desejados”, explica o engenheiro.

Dispositivos fundamentais como o pistão, o cabeçote e o bloco do motor, por exemplo, foram mantidos. As trocas foram feitas no turbo compressor automotivo, substitutído por um tubo de dois estágios, que fornece mais ar para a queima do diesel; no trocador de calor, que resfria os gases provenientes do escapamento; e no bico injetor, que melhorou a forma como o combustível entra na câmara de admissão, com níveis de pressão e da quantidade de diesel dentro da câmara mais precisos.

De acordo com Squaiella, quanto maior a temperatura, menos eficiente é a combustão, gerando mais emissões, mais consumo de combustível e menos eficiência do motor. “Aperfeiçoando o trocador de calor, conseguimos uma melhor eficiência no resfriamento do ar — que chega a 600ºC —, tornando-o mais denso. Assim comprimida, a mistura ar-gases de escapamento contém oxigênio suficiente para queimar o diesel completamente, reduzindo a emissão de óxido de nitrogênio”, esclarece.

Futuro

O trabalho teve como principal objetivo atender os níveis de missão de óxidos de nitrogênio estabelecidos pela norma Euro 6, prevista para entrar em vigor em 2014. Segundo a diretiva adotada pela União Europeia e por outros países, entre os quais o Brasil, um motor a diesel, por exemplo, poderá emitir até 0,4 miligrama por quilômetro de NOx — atualmente está em vigor a Euro 5, que prevê 5 miligramas por quilômetro de óxido de nitrogênio. Na pesquisa, Squaiella conseguiu reduzir as emissões exatamente de 5mg/km para 0,4mg/km, atingindo o previsto na Euro 6.

Para Cristine Martins, orientadora do estudo, os resultados demonstram o bom desenvolvimento da tecnologia voltada para a redução de emissões, apenas aperfeiçoando alguns componentes de um sistema já existente, como o EGR. “Trata-se de uma tecnologia simples, que, para o mercado brasileiro, é vista como uma tendência.”

De acordo com dados da Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Anfavea), a frota brasileira de caminhões gira em torno de 1,6 milhão de veículos. A idade média dessa frota é de 15 anos, um nível bastante avançado se comparado com o dos mercados mais desenvolvidos. Além disso, considera-se que esses veículos já estejam bastante desgastados por conta das más condições de operação, o que acarreta uma poluição ainda maior.

O quadro também não é muito diferente para os ônibus. Atualmente, segundo o Sindicato Nacional da Indústria de Componentes para Veículos Automotores (Sindipeças), circulam pelas cidades brasileiras 304 mil ônibus. “Para o nosso país, tudo o que é tecnológico requer muito investimento. Portanto, quanto mais barato for o produto, mais vendável ele se torna”, afirma Lucas Squaiella.

Por outro lado, há um investimento pesado das indústrias do setor de produção de motores a diesel no desenvolvimento de novas tecnologias para se manterem competitivas no mercado. O objetivo é atender as legislações que controlam as emissões de poluentes, assim como a demanda dos clientes no que se refere principalmente ao rendimento do motor. “Esses esforços nos deram os ganhos ambientais e os de saúde pública que permitiram que a frota de veículos crescesse em todos estes anos, sem comprometer mais fortemente a qualidade atmosférica dos grandes centros urbanos”, avalia Rui de Abrantes, técnico do Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores (Proconve), órgão fiscalizador ligado à Companhia Ambiental do Estado de São Paulo.

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Reportagem: Silvia Pacheco
Fonte: Correio Braziliense online, 19/07/2010