Motor menos poluenteUma 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.
FuturoO 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. (EcoDebate)
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.
FuturoO 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. (EcoDebate)
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