Energia é a integração universal e convivemos constantemente com ela. Por exemplo, nos alimentos que nos mantêm vivos, nas quedas d’água que movem turbinas, nos combustíveis que movem motores, e assim por diante. Energia é sempre de transformação, nunca de criação, ou seja, a de entrada é igual à de saída, a menos das perdas por eficiência do sistema.
O automóvel com motor de combustão interna é uma máquina realmente ineficiente em termos energéticos. De toda a energia liberada pelo combustível no motor, somente uma pequena parcela desta chega às rodas para movimentar o veículo, sendo o restante desperdiçado em forma de calor espúrio.
Estudo de interação energética efetuado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts – MIT mostrou que em ciclo urbano, dos 100% de combustível que alimenta o motor, somente 13% chega realmente às rodas do veículo; para o ciclo de estrada o resultado foi um pouco melhor, com 20% da energia movendo as rodas.
Mais de 60% da energia combustível é gasta somente para suprir as perdas inerentes ao funcionamento do motor. Eficiência de 100% seria transformar toda a energia potencial do combustível em trabalho, o que é utopia, infelizmente. Em motores de combustão interna de quatro tempos, em duas voltas do virabrequim, ou 720°, somente no tempo de combustão é que existe trabalho produtivo, os outros três tempos são de perdas, principalmente por bombeamento.
Trabalho é energia, por exemplo, trabalho para deslocar um objeto de um ponto a outro é o valor da força aplicada a ele multiplicada pela distância percorrida. Potência é o trabalho desenvolvido por unidade de tempo. Para realizar o mesmo trabalho mais rapidamente, mais potência é requerida. Sintetizando, trabalho é energia e potência é energia por unidade de tempo.
O automóvel é projetado para conciliar o melhor desempenho com o menor consumo de combustível e, consequentemente, o menor nível de emissões de gases poluidores. Dentro deste escopo, a procura da melhor eficiência dos motores de combustão interna é alvo de constantes pesquisas, porém com grandes limitações. Assim, ganhar eficiência volumétrica e térmica também gera mais calor, esquentando mais a câmara de combustão. O limite da ignição espontânea do combustível faz necessário o esfriamento da câmara no cabeçote, gastando mais energia para o processo. Nada vem de graça.
Motores tricilindro modernos com admissão de forçada, injeção direta e comando variável de admissão e escapamento estão contribuindo de maneira relevante para ganho de eficiência energética, podendo chegar a 35%. Minha opinião é que já chegamos próximo ao limite da eficiência nos motores de combustão interna com as principais ações listadas abaixo:
– Redução da cilindrada
– Turbocompressor com turbina de geometria variável (VGT)
– Injeção direta de combustível
– Comando de válvulas com variação automática de fase
– Variação do levantamento das válvulas de admissão e escapamento
– Coletor de admissão com variação de comprimento e volume
– Redução do atrito das partes móveis do motor
– Diminuição da inércia das massas rotativas e lineares
– Alternadores menores e mais eficientes, com carga variável
– Usinagem mais precisa dos componentes, motor e câmbio, adotando-se também lubrificantes menos viscosos
– Bomba de óleo lubrificante de pressão variável
Para o veículo, também ações para evitar perdas espúrias de energia, reduzindo o seu arrasto dinâmico:
– Menor peso da carroceria e componentes
– Carroceria com melhorias de aerodinâmica
– Pneus com menor atrito de rolamento
Atualmente, os veículos híbridos e os elétricos são a “bola da vez”. Os híbridos, associando motores elétricos aos de combustão interna e os 100% elétricos que são o “estado da arte” em termos de eficiência energética. O custo dos híbridos e dos elétricos ainda é muito elevado, porém, com o aumento de produção em níveis nacionais e mundiais a tendência do preço é cair para patamares mais aceitáveis.
Mas enquanto isso não acontece esses veículos requerem incentivo governamental, o que não é bom, pois alguém tem de pagar essa conta — esse “alguém” somos nós, contribuintes.
Na realidade, os veículos elétricos é que estão sendo a menina dos olhos dos fabricantes pela demanda provocada com a exigência de governos de vários países de abandonar gradativamente os motores dependentes do petróleo, mantendo o meio ambiente limpo e livre do efeito estufa que tanto preocupa os ambientalistas.
Questão de eficiência
A eficiência dos motores elétricos pode chegar a 90% ou mais, sendo inequivocamente uma alternativa excelente para o balanço energético dos veículos. O problema é o custo das baterias e seu peso e volume, além da dificuldade de sua reciclagem.
Estudos para eliminar as baterias e adotar supercapacitores em seu lugar estão na crista da onda e me parece ser este o caminho a ser adotado pelos fabricantes de veículos.
A Ford mundial pretende completar o investimento de US$ 4,5 bilhões em desenvolvimento de veículos elétricos até 2020, incluindo novas tecnologias e, inclusive, formação técnica de seu pessoal.
Mas de nada adianta os fabricantes de automóveis queimarem as pestanas para projetar veículos mais econômicos se o motorista não colaborar neste aspecto. Veja o leitor ou leitora alguns pontos importantes que podem contribuir com o aumento do consumo de combustível:
– Dirigir de maneira agressiva com acelerações bruscas e frenagens frequentes, na maior parte das vezes incompatíveis com as condições do tráfego
– Manter o carro parado em subidas, segurando no acelerador e patinando a embreagem (além de destrui-la) ou simplesmente acelerando no caso de câmbio automático
– Manter marchas longas com o acelerador pressionado em vez de trocar para uma marcha mais curta, evitando assim a zona crítica de enriquecimento da mistura que serve para proteger o motor esfriando as câmaras de combustão
– Manter o ar-condicionado ligado com as janelas abertas; incrível, mas é uma prática muito comum
– Pneus com pressão inferior à recomendada
– Sistema de direção/suspensão desalinhados
– Trafegar nas estradas com janelas abertas, prejudicando a aerodinâmica do veículo
– Velas gastas
– Manter “tranqueiras” dentro do porta-malas e/ou nos bancos, aumentando o peso do veículo
Enfim, economia de combustível nunca é demais.
CM
