Motores flex a diesel e etanol começam a surgir: entenda como funcionam

Uma nova geração de motores flex que misturam diesel e etanol está começando a sair dos laboratórios e oficinas de testes para se aproximar do mercado, com potencial de transformar o transporte de cargas e o setor agrícola.

Diferentemente dos motores flex tradicionais, que alternam entre gasolina e etanol em veículos com motor ciclo Otto, essa nova tecnologia visa adaptar o motor a diesel, que funciona por compressão, para operar com uma mistura que inclui o combustível vegetal.

A inovação, apresentada pela Bosch em parceria com centros de pesquisa e montadoras brasileiras, utiliza uma proporção variável que pode atingir até 70% de substituição do diesel por etanol, e já está sendo testada em veículos comerciais leves e caminhões. Segundo a empresa, a solução permite manter o torque elevado característico dos motores a diesel, com uma expressiva redução de COe#8322;.

Mistura química e ignição controlada

Mas como é possível que dois combustíveis com propriedades tão diferentes convivam dentro do mesmo motor? eldquo;Os principais desafios técnicos estão nas diferenças de propriedades físico-químicas entre o diesel e o etanolerdquo;, explica Filipe Buscariolo, professor da Universidade Presbiteriana Mackenzie.

O etanol tem baixa inflamabilidade, alto calor de vaporização e número de cetano muito inferior ao do diesel, o que dificulta sua ignição em motores a compressão. Para contornar isso, a Bosch adotou o sistema chamado dual-fuel. Nele, uma pequena quantidade de diesel é injetada diretamente na câmara como eldquo;combustível pilotoerdquo;, iniciando a combustão.

Em paralelo, o etanol é injetado no coletor de admissão ou diretamente na câmara, sendo inflamado pelo calor do diesel. eldquo;É como usar o diesel como uma vela [de ignição] líquidaerdquo;, resume Renato Romio, chefe da divisão de motores do Instituto Mauá de Tecnologia.

Essa queima controlada permite que o motor funcione com alta proporção de etanol sem comprometer a eficiência nem exigir ignição por vela, como nos motores ciclo Otto.

Motor diesel que queima etanol

A adaptação de um motor diesel tradicional para esse tipo de operação exige uma série de modificações. eldquo;São necessários dois sistemas de injeção independentes, uma ECU [central eletrônica] reprogramada para controlar o tempo e a quantidade de cada combustível, e componentes compatíveis com o etanol, que é corrosivo e tem baixa lubricidadeerdquo;, detalha Buscariolo.

O sistema da Bosch opera com injeção direta de alta pressão (até 200 bar), turbocompressor e sensores para monitorar temperatura e carga em tempo real. Também há um sistema auxiliar de aquecimento do etanol para garantir partidas a frio, algo crítico já que o etanol não vaporiza facilmente em temperaturas baixas.

Embora a empresa trabalhe com uma proporção variável entre diesel e etanol (conforme o regime de carga), uma versão simplificada com mistura fixa de 50/50 também está em avaliação para aplicações específicas, como ônibus urbanos e veículos agrícolas.

Ganhos ambientais e desafios mecânicos

O maior benefício da tecnologia está na redução de emissões. Por ser um combustível renovável, o etanol pode reduzir as emissões de COe#8322; em até 70%, considerando o ciclo completo do combustível, do campo à roda. Além disso, por ser oxigenado e livre de enxofre, contribui para diminuir a emissão de material particulado, hidrocarbonetos não queimados e monóxido de carbono.

eldquo;O etanol melhora a combustão e reduz a formação de fuligem. Isso pode ajudar inclusive a prolongar a vida útil de sistemas de pós-tratamento, como filtros de partículaserdquo;, comenta Romio.

Mas há desafios. A baixa lubricidade do etanol pode causar desgaste prematuro em bicos injetores e bombas de alta pressão. O risco de diluição do óleo lubrificante também é uma preocupação, já que parte do etanol pode escorrer pelas paredes do cilindro e contaminar o óleo. eldquo;É fundamental usar materiais resistentes à corrosão, aditivos específicos e um sistema de gestão térmica eficazerdquo;, reforça Buscariolo.

Uma ponte tecnológica

Apesar das limitações, a tecnologia é promissora como solução intermediária para setores onde a eletrificação ainda é difícil, como o transporte rodoviário de longa distância, máquinas agrícolas e caminhões fora de estrada.

eldquo;A eletrificação é muito cara e ainda tem barreiras técnicas em veículos pesados. O etanol, por outro lado, já está disponível, tem logística conhecida e pode ser usado com motores que o Brasil domina tecnologicamenteerdquo;, argumenta Romio.

O país também possui vantagens competitivas únicas: é um dos maiores produtores de etanol do mundo, tem uma rede de distribuição consolidada e um histórico bem-sucedido no uso automotivo do biocombustível.

Caminho complementar à eletrificação

Para os especialistas, o uso do etanol em motores diesel não substitui a eletrificação, mas a complementa. Em regiões urbanas e veículos leves, motores elétricos tendem a dominar. Mas em longas distâncias, áreas remotas ou no agronegócio, a nova tecnologia eldquo;flexerdquo; com etanol pode representar uma solução prática, escalável e com retorno ambiental rápido.

eldquo;A transição energética será múltipla. Etanol, eletricidade, biogás e até hidrogênio terão papéis diferentes. A vantagem do Brasil é poder escolher entre várias rotas e usar o que tem de melhorerdquo;, conclui Buscariolo. Com isso, a ideia de um eldquo;motor flex diesel-etanolerdquo; passa a fazer sentido não apenas como curiosidade de engenharia, mas como uma peça central no quebra-cabeça da descarbonização do transporte pesado, especialmente em um país diverso como o Brasil.

Fonte/Veículo: Autoesporte