Apesar de ter sido constantemente desenvolvido ao longo do último século para se tornar uma unidade de potência altamente eficiente em termos de combustível, o motor diesel está agora sob ameaça como nunca antes. Então, 'qual é o futuro do motor diesel?' foi o tema das perguntas feitas ao Dr. Staffan Lundgren, Consultor Sênior de Tecnologia para Powertrain do Grupo Volvo.
Por que o diesel continua sendo uma fonte de energia tão popular?
A combustão por difusão – onde a combustão é concentrada em torno da ignição e o oxigênio é difundido em torno da área de combustão – é muito eficiente. Tem perdas mínimas de energia para as paredes do motor através de radiação ou convecção – muito mais baixas do que um motor a gasolina. O motor diesel básico é muito forte e pode suportar pressões muito elevadas.
Quão eficiente é isso?
Houve grandes melhorias – saltando de cerca de 35% de eficiência na década de 1980 para os atuais 50% de eficiência. Isso significa que metade do combustível está agora sendo utilizado em trabalhos mecânicos úteis. Para referência – um motor a gasolina tem cerca de 35% de eficiência. Esses ganhos vieram de sistemas de injeção de combustível common rail de alta pressão, turboalimentação e introdução de poder de computação para controlar com precisão a combustão e os sistemas de gerenciamento de pós-tratamento.
O aumento da eficiência de combustível é a demanda número 1 dos clientes?
Sim, uma boa eficiência de combustível é o elemento mais importante, mas os clientes também exigem um bom desempenho e durabilidade do motor. Então é preciso
ser duráveis e cumprir os requisitos de emissões – e estes, por vezes, competem entre si.
Os motores também estão se tornando mais potentes?
Há uma tendência ascendente – os clientes estão movimentando cargas maiores e isso requer maior potência. A maior produção do Grupo Volvo é agora de 1 000 hp. Mas em comparação com os automóveis de passageiros, todas as aplicações pesadas ainda têm potência (relativamente) fraca.
O motor diesel é acusado de ser prejudicial ao meio ambiente. Ele pode limpar seu ato?
É possível tornar os motores diesel muito limpos e isso é algo em que a indústria dos veículos pesados tem feito maiores progressos do que o sector dos veículos ligeiros. Parte da razão para isto é que a eficiência exigida pelos clientes no sector dos serviços pesados é muito maior.
Quão difícil tem sido aumentar a eficiência e, ao mesmo tempo, reduzir as emissões?
Tem sido um desafio refinar o processo termodinâmico para compensar o fardo de ter adicionado o sistema de pós-tratamento SCR. Mas agora estamos de volta ao caminho certo para aumentar a eficiência passo a passo.
Até onde você pode ir – zero emissões?
Depende do que você entende por emissões. Se você impulsionar o motor com combustível sem carbono e combiná-lo com um processo de combustão eficiente que não crie fuligem, então será possível zero emissões. Temos trabalhado no uso de metano e DME (éter dimetílico) como alternativas limpas ao diesel. Esta não é uma ideia nova, em 1900 o motor diesel funcionava com sucesso com óleo de amendoim. O problema não está na tecnologia que faz com que os combustíveis limpos funcionem, mas sim na sua disponibilidade. Mas se a questão do fornecimento de combustíveis renováveis puder ser resolvida, então será possível que os motores diesel funcionem 100% livres de CO2.
Os combustíveis limpos não têm também os seus próprios desafios ambientais?
A produção de biocombustíveis não deveria competir com a produção de alimentos – mas existem outros combustíveis onde isso não representa um problema. Os electrocombustíveis (E-combustíveis) utilizam energia solar ou eólica para “quebrar” a água e combiná-la com o CO2 do metano – e estes combustíveis apresentam uma eficiência bastante elevada – até 80% reivindicada. Este poderia ser um complemento interessante à eletrificação.
Como os diferentes combustíveis afetam a combustão?
Do ponto de vista da eficiência, o motor não se importa se a molécula do combustível vem de uma fonte fóssil ou renovável. Assim, com o investimento no tipo certo de combustíveis renováveis, a transição para as energias renováveis deverá ser simples.
Então, como podemos reduzir ainda mais o consumo de combustível?
O próximo grande passo para aumentar a eficiência do motor/reduzir o consumo de combustível é a sua combinação com a eletromobilidade. A procura de motores no futuro não será tão variada como é hoje. Há uma diferença entre a eficiência de um motor no seu “ponto ideal” e a eficiência em toda a faixa operacional do mundo real. A parceria de motores com motores elétricos, como nos híbridos paralelos, permite que o motor funcione no seu nível mais eficiente. Sem dúvida, a eletrificação fará parte da futura solução de transmissão de combustão.
Outras tecnologias podem ajudar a reduzir as contas de combustível?
Exemplos são a tecnologia stop/start e sistemas elétricos de 48 V que alimentam os equipamentos auxiliares eletricamente, em vez de mecanicamente. Todos estes poderão ter utilizações futuras em aplicações pesadas, uma vez comprovada a sua robustez. Mas outra fonte importante de maior eficiência é a recuperação de calor. Esta não é uma tarefa fácil em motores pesados, pois eles funcionam com escapamentos relativamente frios, mas ainda há esperança de capturá-la e torná-la comercialmente viável.
Qual é a eficiência máxima que um motor pode alcançar?
O motor diesel tem uma eficiência teórica do sistema entre 55-60%. Para referência, as melhores centrais elétricas operam com eficiência de 50-55%, e as células de combustível também têm eficiência em torno de 50% ou mais – portanto, os motores a diesel podem ser incrivelmente eficientes. Isto, somado ao facto de os motores que trabalham com eletrificação terem frequentemente uma menor necessidade de potência, significará que o consumo de combustível deverá diminuir no futuro.
Quanto tempo pode sobreviver o motor diesel?
O motor de combustão diesel continua a ser uma solução muito económica para a criação de energia mecânica. Dito isto, a legislação, especialmente na Europa, está a impulsionar fortemente a electrificação, e isso pode ter um impacto directo na longevidade do motor de combustão. Nossa sensação é que seu uso será baseado em aplicações e que continuará por um tempo considerável em usos de longa distância, como navios oceânicos e caminhões de longo curso. Mas mesmo aqui provavelmente haverá uma mistura de tecnologias em uso.
O diesel faz parte do futuro?
O motor diesel – numa forma modificada – pode ser muito limpo e eficiente. Também funciona bem com eletrificação. Como fabricantes, precisamos de encontrar a melhor solução, com base nas decisões que a sociedade toma. Sejam quais forem, precisamos estar preparados.
