quarta-feira, 4 de março de 2015

Ford F-250: algumas opções para substituir o V6 a gasolina

Atendendo a pedidos, algumas considerações sobre repotenciamentos na Ford F-250.

Para alguns, a idéia de comprar uma caminhonete originalmente a gasolina e fazer a conversão para Diesel por conta própria pode parecer atrativa, tendo em vista os preços mais convidativos no mercado de usados. Há até quem crie esperanças em torno de um eventual incremento no valor de revenda, mas em se tratando de uma adaptação que fuja demais às especificações da versão Diesel original de fábrica é pouco provável que isso venha a ocorrer, apesar do consumo mais contido ainda ser um bom pretexto para levar o projeto adiante. No caso da Ford F-250, entre '98 e 2002 o modelo chegou a ser oferecido com o motor Essex V6 de 4.2L, com potência de 205cv e torque de 35,7kgf.m, e para quem preferisse um turbodiesel havia inicialmente a opção pelo motor Cummins B3.9 (também conhecido entre entusiastas como "4BT") de baixa rotação com 4 cilindros em linha num rating de 141cv e 51kgf.m, que já em meados de '99 passou a ser exclusivamente à versão Superduty quando o motor MWM Sprint 6.07TCA de alta rotação com 6 cilindros em linha, 180cv e 51kgf.m passou a ser oferecido.
Se for escolhido um exemplar com a carroceria aberta a burocracia é bem mais simples, mas alguns exemplares "cabinados", como os transformados pela Tropical Cabines no modelo Tropiclassic que acaba ficando mais semelhante a um sedã anabolizado, podem ser mais difíceis de regularizar caso venham a ser convertidos para Diesel, basicamente devido à má-vontade de burocratas no Detran. A capacidade de carga nominal, no entanto, já credencia o modelo para o Diesel no mercado brasileiro. Nessa etapa da compra, caso o veículo tenha o compartimento de carga fechado, é importante checar a documentação para assegurar que esteja registrado como da espécie "uso misto/camioneta", o que já deve facilitar a obtenção da autorização prévia para alteração de características (nesse caso, o motor e o combustível). Outras "duplagens" bastante populares, em que o compartimento de carga fique totalmente integrado à cabine a exemplo do que ocorre nos sport-utilities e vans, não se tornariam um empecilho para a regularização.

Passados os trâmites burocráticos, chega a hora de pensar em qual seria o motor com a melhor relação custo/benefício, e de fato não faltam opções para atender a usuários com diferentes perfis, e mais ou menos dispostos a fazer modificações em outros sistemas como câmbio, freios e suspensão. Convém salientar, no entanto, que fica mais fácil documentar a alteração quando a diferença na potência entre os motores seja igual ou inferior a 10% para mais ou para menos. Apesar de tal regra ser apenas mais uma das tantas incoerências burocráticas brasileiras que se sobrepõem a qualquer argumento com um embasamento técnico concreto, não é impossível de ser burlada, principalmente diante da massificação do turbocompressor nos motores Diesel veiculares. Certa vez, na primeira metade de 2005 quando ainda vigorava a Euro-2, eu e um amigo fomos a uma concessionária Nissan na região metropolitana de Florianópolis, e o vendedor que fez as honras da casa relatou que o motor MWM Sprint 4.07TCA de 2.8L, 132cv e 34,7kgf.m (que não deixa de ser basicamente uma versão do 6.07 com 2 cilindros a menos) usado na Nissan Frontier e na Nissan XTerra à época podia ser alterado para desenvolver 180cv apenas com uma alteração na bomba injetora, e certamente os 4,5cv que faltariam para chegar a 184,5cv (e portanto 10% a menos que a potência do Essex V6 original da F-250) seriam facilmente obtidos com um filtro de ar corretamente dimensionado (em último caso vale até um daqueles filtros "esportivos" que viraram modinha entre os xunileiros). Nada impediria, ainda, que alguém com a intenção de adaptar um 4.07 na F-250 declarasse no Detran que o motor tivesse uns 185cv mesmo que estivesse sem qualquer alteração.

De fato o MWM Sprint 4.07TCA não é uma opção inteiramente desprezível, apesar do torque ligeiramente inferior ao do V6, e até não comprometeria a durabilidade do câmbio Mazda M5R2-OD original da F-250. A dirigibilidade não ficaria tão comprometida, e até alguma capacidade de reboque poderia ser preservada, considerando que o mesmo motor era usado em caminhões Agrale com peso bruto total de 6 toneladas, e as versões mais antigas da F-250 brasileira tinham capacidade máxima de tração (soma do peso bruto total com a capacidade de reboque homologada pelo fabricante) de 5,5 toneladas. Tem a vantagem de ser um motor relativamente fácil de ser encontrado e a custos menores que os motores turbodiesel originalmente encontrados na F-250, tendo em vista que foi usado na Chevrolet S10 até 2011 (atualizado em meados de 2005 quando entrou em vigor a Euro-3, incorporando injeção eletrônica common-rail e sendo renomeado como 4.07TCE, desenvolvendo 140cv e 36kgf.m) e ainda hoje é produzido regularmente, equipando versões de especificação militar do Agrale Marruá tanto em versões com injeção mecânica quanto eletrônica, e portanto a disponibilidade de peças de reposição não seria um problema ao menos durante os próximos 15 anos. Não se pode esquecer que, apesar de já proporcionar alguma economia de combustível em comparação ao V6 original a gasolina, ainda estaria sendo operado com menos folga que o 6.07 que foi oferecido regularmente na F-250, e portanto alguma eventual vantagem diante deste último seria mais ínfima.

Para quem ainda esteja disposto a usar um motor de 4 cilindros e alta rotação numa F-250, há outras opções interessantes e facilmente disponíveis, como o FPT/Iveco F1C de 3.0L usado no Iveco Daily e na versão brasileira do Hyundai HD78, um motor moderno com comando de válvulas duplo no cabeçote (DOHC) e 16 válvulas, além da injeção eletrônica common-rail, com ratings de 146cv e 36kgf.m ou 170cv e 40kgf.m que já se mostram suficientes para a F-250 sem depender de alterações no câmbio ou diferencial para proporcionar uma dirigibilidade adequada. Há ainda um rating de 170cv e 45kgf.m, mas nesse caso já seria mais recomendável considerar a substituição do câmbio pelo mesmo usado no Iveco Daily, principalmente para evitar maiores dificuldades no acoplamento entre o novo motor e o câmbio Mazda original da F-250.

Há quem prefira motores de baixa rotação, e nesse caso os MWM série 229 são uma opção quase "universal" entre o público brasileiro. Os mãos-de-vaca de plantão poderiam até se dar por satisfeitos com um de 3 cilindros (D229-3), que chegou a equipar originalmente alguns caminhões Agrale 1600 e 1800 entre as décadas de '80 e '90 e foi muito popular para adaptações nas caminhonetes Ford F-1000 e Chevrolet C-10/A-10 e C-20/A-20 durante a década de '80, embora a versão de 4 cilindros (D229-4) fosse oferecida pela Ford na F-1000 até '95 em versões aspiradas e a partir de '89 também com turbo, enquanto a Chevrolet equipava a D-20 inicialmente com o motor Perkins 4.236 e posteriormente com o Maxion S4 naturalmente aspirado e o S4T com turbo. Outro motor que pode ser levado em consideração é o MWM 4.10, usado na F-1000 a partir de '96 até o final da produção em '98. Para quem prefira um motor de baixa rotação, no entanto, a substituição do câmbio é muito recomendável, tendo opções como o ZF S5-420 ou os Eaton FSO 4405 e 4505. Quem quisesse radicalizar e jogar um 6 canecos como o MWM série 229 (D229-6) ou o 6.10 debaixo do capô da F-250 até poderia, mas já seria melhor pensar em reforçar a suspensão dianteira e algumas alterações nos suportes do motor também se tornariam essenciais.

Em se tratando de trocar o motor da F-250 a gasolina por um Diesel, seria até de se estranhar se alguns motores Cummins não fossem mencionados. Além do B3.9, outro motor adaptável com facilidade é o ISF2.8 de alta rotação atualmente usado nas versões Euro-5 de F-350 e F-4000. Para quem prefere um motor de baixa rotação com a injeção eletrônica common-rail, além do ISB3.9 há o ISB4.5 e o ISF3.8, que se destaca pela relativa leveza diante de outras opções da mesma categoria. Para quem quer radicalizar, também não se pode esquecer o B5.9 (ou 6BT), ISB5.9 e ISB6.7 usados nas Dodge Ram, e muito populares para adaptação nas versões americanas da F-Series/SuperDuty (F-250/F-350/F-450/F-550) devido à superioridade em relação aos PowerStroke originalmente usados na terra do Tio Sam. Mesmo o PowerStroke 7.3 que não foi tão problemático é às vezes substituído por proprietários interessados na maior oferta de opções para incrementar o desempenho dos Cummins, e no caso do 6.0 os problemas do projeto já motivam a substituição. Naturalmente, a brutalidade do "6 canecos" demandaria alterações, não só nos suportes do motor mas também na suspensão dianteira para lidar com o acréscimo de peso, e outro câmbio também seria extremamente recomendável.

De um modo geral, todo engine swap é um projeto complexo, e dificilmente um retorno do investimento seria extensivo ao valor de revenda. Quem se disponha a trocar o motor a gasolina por um Diesel deve ter isso sempre em mente, pesando as prioridades e por quanto tempo pretenda permanecer com o veículo. No entanto, diante do atual cenário de instabilidade nos preços do etanol, da gasolina e do óleo diesel convencional, pode-se dizer que a aptidão dos motores Diesel a experiências com combustíveis alternativos se torna convidativa, e mesmo que a adaptação fugisse demais aos padrões de uma versão original de fábrica ao menos tenderia a sofrer uma depreciação menor que a de um exemplar que permanecesse com o motor original a gasolina.

terça-feira, 3 de março de 2015

Mais uma pérola do YouTube: motor de popa Yanmar D27

Não é de hoje que a Yanmar é uma das fabricantes mais conceituadas de motores Diesel estacionários/industriais, agrícolas e marítimos, com presença em todos os continentes. Não é difícil encontrar no litoral brasileiro uma grande quantidade de embarcações pesqueiras e turísticas equipadas com motores Yanmar, principalmente da série YT com 1 cilindro horizontal e na configuração centro-rabeta. Já na década de '80, com a introdução dos motores da série TNV de alta rotação nas configurações de 2, 3 e 4 cilindros verticais em linha para os principais mercados mundiais, apresentando uma relação peso/potência mais favorável e também potência específica (cv/L) relativamente elevada para os padrões da época, um interesse pela aplicação como powerhead em motores de popa soava natural...

O exemplar retratado no vídeo acima durante um teste estático numa oficina de motores marítimos da Lituânia é um Yanmar D27, que tem como powerhead um 3TNV70, de 3 cilindros com diâmetro e curso de 70mm para uma cilindrada total de 808cc, entregando 27hp a 4500 RPM e com torque comparável a um motor de 40hp e ignição por faísca. A linha de motores de popa Yanmar, que teve a produção descontinuada em 2006, também incluía uma versão de 2 cilindros (2TNV70) com os mesmos diâmetro e curso para uma cilindrada de 539cc e 17hp, e outros com 3 cilindros e 82mm de diâmetro (3TNV82), com o mesmo curso de 70mm, e 1019cc, gerando 36 e 40hp, sempre a 4500 RPM. Além de óleo diesel convencional, também podia operar com querosene como é muito comum em aplicações militares, ainda que nesse caso fosse recomendável misturar uma parte de óleo para cada 30 partes de querosene de modo a garantir a correta lubrificação da bomba injetora.

Os motores Yanmar da série TNV são oferecidos no mercado brasileiro, e muito usados em equipamentos frigoríficos, mas a aplicação como powerhead em motores de popa é pouco conhecida, embora o atual cenário de mercado com a grande volatilidade no preço dos combustíveis se mostra propício até mesmo a uma eventual reintrodução dos motores de popa Yanmar. Há de se considerar, também, que o motor 3TNV82 ficaria na medida para repotenciamento num carro "popular"...

segunda-feira, 2 de março de 2015

Caso para observação: tratores da Santa Casa de Porto Alegre

Há de se supor que a presença de motores Diesel, tidos como excessivamente ruidosos e fumacentos, seria incompatível a um ambiente hospitalar onde o silêncio e a qualidade do ar são primordiais para uma adequada recuperação dos pacientes, certo? Errado, ao menos é o que se pode constatar diante da presença de tratores Agrale 4.100 Industrial na Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre.
Em que pese a disponibilidade de uma versão do trator originalmente equipada com motor Briggs&Stratton's de 2 cilindros movida a gás liquefeito de petróleo (GLP - "gás de cozinha") e ignição por faísca, da qual até há ao menos um exemplar ainda em operação na Santa Casa, já faz algum tempo que predomina a versão com motor Diesel Agrale M93 de 1 cilindro e 15cv, a princípio favorecida pela logística mais simples do combustível e de peças de reposição, bem como o maior espaçamento entre intervalos para manutenção. Os tratores circulam por todo o complexo hospitalar, transportando os mais diversos insumos, e portanto a confiabilidade dos motores Diesel se mostra essencial na manutenção dos reconhecidos padrões de excelência no atendimento prestado pela Santa Casa.

domingo, 1 de março de 2015

Reflexão: o efeito das restrições ao Diesel em veículos leves sobre a tecnologia aplicada a outros equipamentos

Infelizmente ainda prevalece entre o público brasileiro a percepção equivocada de que o Diesel seria "coisa de trator", enfatizando um aspecto depreciativo associado aos motores de especificação agrícola e industrial. Enquanto tratores mais pesados acabam incorporando alguns avanços observados no mercado de caminhões, modelos menores e mais leves acabam por persistir com uma concepção mais vetusta quando poderiam estar mais avançados no tocante à eficiência energética e ao conforto do operador.


Pode-se considerar que as restrições ao uso do Diesel em veículos leves desencoraja a incorporação de novas tecnologias em outras aplicações para motores de baixa cilindrada, visto que o menor volume de mercado levaria a um retorno mais demorado do investimento, e assim se nota a perpetuação de uma relação peso/potência desfavorável e níveis de ruído, vibração e aspereza (NVH - Noise, Vibration, Harshness) elevados em equipamentos como tratores, grupos geradores, e embarcações de trabalho.
Numa embarcação de trabalho chega até a ser compreensível o apego a sistemas mais primitivos, porém de confiabilidade consagrada, ao levar em conta a severidade do ambiente marinho, ainda que modernidades como o gerenciamento eletrônico já venham ganhando espaço nas embarcações de lazer e sendo provados como uma opção tecnicamente viável.




Cabe mencionar um exemplo de Florianópolis, onde há alguns barcos que fazem o transporte regular de passageiros entre a Costa da Lagoa e o "centrinho" da Lagoa ou o Rio Vermelho, normalmente equipados com motores Diesel de 1 ou 2 cilindros com cilindrada entre 0.9L e 1.3L e potência entre 15 e 40hp, muito barulhentos e com um nível de vibrações que chega a causar desconforto em alguns passageiros. A meu ver, um motor que viria a cair como uma luva nessa aplicação seria o Smartech XSDE de 3 cilindros e 936cc usado em uma versão do Chevrolet Spark destinada à Índia, que além de ter alguns indicadores socioeconômicos comparáveis ao Brasil mostra que o Diesel em veículos leves é de fato uma alternativa perfeitamente viável para o terceiro mundo.
Com turbo e intercooler, entrega uma potência de 57hp que hoje parece ínfima para um carro "popular" em comparação aos similares naturalmente aspirados de ignição por faísca, mas o torque na faixa de 16kgf.m chega a impressionar. Mesmo considerando os de-ratings que uma versão para outras aplicações viria a ter, ou uma queda de aproximadamente 40% no rendimento caso fosse suprimida a turboalimentação, um rating de 34hp e 9kgf.m ainda o manteria competitivo diante dos motores atualmente predominantes naquele cenário operacional.





Outro ponto que merece destaque é o uso de motores Diesel em grupos geradores, cada vez mais requisitados também em áreas altamente urbanizadas devido à precariedade da distribuição de energia elétrica no Brasil que não vem acompanhando o incremento na demanda. Há de se levar em consideração não apenas o menor consumo de combustível e o funcionamento mais silencioso de um motor atualizado dentro dos mais avançados padrões do mercado automobilístico, mas também a considerável redução nas emissões, tanto de gases quanto de material particulado (a fuligem em suspensão na característica "fumaça preta"). O problema das emissões é particularmente crítico nas principais regiões metropolitanas, como pode ser constatado em alguns pontos mais vulneráveis ao smog fotoquímico.

Considere-se, ainda, que a presença de grupos geradores em hospitais é essencial para garantir que interrupções no fornecimento regular de energia elétrica não prejudiquem o andamento de uma cirurgia nem tragam prejuízos ao atendimento de pacientes em estado crítico, o funcionamento mais suave de motores que sigam os atuais padrões do mercado automobilístico no tocante à NVH e emissões se mostra particularmente apreciável por diminuir eventuais desconfortos aos doentes em convalescença. Dependendo do tamanho e capacidade das instalações médico-hospitalares, até um motor pequeno e leve como o Multijet de 1.3L que equipou o Fiat Doblò em mercados onde o Diesel é liberado já poderia se mostrar adequado para acionar um gerador.

Mantendo o Multijet como exemplo, o motor hoje é fabricado apenas na Polônia e na Índia, sendo inclusive o único disponível para a Fiat Strada nas versões exportadas ao mercado europeu e usado também no Chevrolet Cobalt de especificação argentina, o que já serviria de pretexto para produzir o motor também no Brasil.
Se por um lado o motor não seria usado em modelos burocraticamente aptos ao Diesel no mercado local, eventualmente desencorajando investimentos, ficaria mais fácil atender aos mercados de exportação e consolidar a posição do Brasil como hub de exportação de automóveis, e não se pode esquecer das possibilidades de oferecer o mesmo motor em uma infinidade de outras aplicações.





Mesmo que o mercado automotivo brasileiro hoje se concentre em torno de modelos mais baratos e cujas capacidades de carga, passageiros e tração que não os credenciem ao uso do Diesel, e predomine um aparente conservadorismo por parte dos consumidores de motores Diesel de baixa cilindrada para aplicações estacionárias/industriais, agrícolas e marítimas possa se mostrar um empecilho para a introdução de motores mais modernos, e por conseguinte com um custo inicial mais elevado, é conveniente refletir acerca dos resultados obtidos na atual geração de motores Diesel automotivos, e fazer um contraponto com motores de concepção arcaica que só permanecem em produção devido a distorções burocráticas que desencorajam a introdução de novas tecnologias.

quinta-feira, 26 de fevereiro de 2015

Caso para reflexão: motor de popa Oxe Diesel

Já não é de hoje que o Diesel é a opção preferida por operadores profissionais no segmento náutico, desde pescadores artesanais até forças militares, predominando as configurações de rabeta e centro-rabeta. Em algumas circunstâncias a versatilidade e modularidade dos motores de popa é particularmente desejável, mas não é fácil encontrar um do ciclo Diesel, principalmente em faixas de potência mais elevadas.  Uma opção interessante na faixa dos 200hp é o Oxe Diesel, desenvolvido pela empresa Cimco Marine AB, da Suécia, com aptidão para atender às exigentes condições operacionais da Guarda Costeira daquele país.
Baseado no mesmo motor de 4 cilindros em linha e 2.0L usado entre outros no Chevrolet Cruze, com turbo, intercooler e injeção eletrônica common-rail, já tem uma vantagem no tocante à disponibilidade de peças de reposição em mercados onde o Diesel é permitido para automóveis sem restrições no tocante à capacidade de carga, passageiros ou tração. Também oferece um alternador de alta capacidade (220 amperes) e até mesmo provisão para aquecimento da cabine, que parecem supérfluos mas se mostram bastante racionais ao dispensar a necessidade de uma APU (Auxiliary Power Unit - unidade de força auxiliar) para acionamento de um gerador on-board.

Considerando o contexto brasileiro, com a proibição ao uso de motores Diesel em veículos com capacidade de carga inferior a uma tonelada (1000kg) e acomodação para menos de 9 passageiros além do motorista que não tenham tração 4X4 com "reduzida" (caixa de transferência de dupla velocidade), de certo modo não há tanto incentivo para que sejam incorporadas grandes modernidades nos motores destinados a aplicações náuticas profissionais leves, estacionárias/industriais e agrícolas, tidas equivocadamente como menos sensíveis a uma relação peso/potência desfavorável mas que poderiam ser beneficiadas pelo incremento na eficiência energética e por conseguinte reduzindo os custos operacionais e a demanda por combustíveis nesses segmentos.

Também é conveniente pensar no conforto dos operadores, que ficam expostos por longos períodos a uma fonte elevada de ruídos como são alguns motores marítimos comerciais de concepção antiga ainda disponíveis hoje no mercado brasileiro. Não é necessário se ater exclusivamente ao caso do motor de popa Oxe Diesel, visto que há muitos outros motores Diesel automotivos disponibilizados comercialmente em versões marinizadas, como o Isuzu 4EE2-TC antigamente usado em modelos da Opel rebatizados como Chevrolet e hoje oferecido pela Mercruiser para propulsão naval, uma infinidade de motores Fiat que vão do Multijet de 4 cilindros e 1.3L usado até em versões de exportação da Fiat Strada brasileira até o 2.4JTD de 5 cilindros oferecido no Fiat Marea europeu marinizados pela FNM italiana, e ainda diversos Volkswagen entre o 1.9SDI de aspiração natural e praticamente todos os TDI que chegaram a ser oferecidos pela antiga divisão marítima da Volkswagen, atualmente incorporada à Cummins Marine Diesel.

Após todo o empenho direcionado a tornar os motores Diesel automotivos uma opção atrativa para consumidores dos principais mercados mundiais, chega a soar incoerente que a mesma evolução não seja estendida tão amplamente a outros cenários operacionais, não apenas no tocante à eficiência e até diante do recrudescimento das legislações ambientais. Considerando especificamente o caso brasileiro, é evidente que as restrições ao uso do Diesel em automóveis baseadas em capacidades de carga, passageiros ou tração acaba por dificultar ainda mais a modernização da oferta de motores para aplicações como a marítima comercial.

sexta-feira, 20 de fevereiro de 2015

Santa Catarina apertando o cerco contra alterações em veículos originalmente equipados com SCR

Muitos brasileiros nem sequer saberiam localizar Santa Catarina no mapa, embora tenha um ou outro atrativo turístico como a Oktoberfest e as praias, além de ficar bem no meio do caminho entre o Paraná e o Rio Grande do Sul. No entanto, tem causado alguma repercussão a atuação do Ministério Público visando coibir a instalação dos "emuladores de arla" e outros métodos usados para desabilitar o sistema SCR em caminhões. Multas já foram aplicadas e termos de ajustamento de conduta já foram firmados para punir oficinas onde as alterações eram efetuadas, principalmente nas cidades de Tubarão (no litoral sul) e Xanxerê (mais ao oeste, já quase na Argentina). A fiscalização da Polícia Rodoviária Federal e dos grupamentos rodoviários da Polícia Militar local também está apertando o cerco tanto contra caminhoneiros autônomos quanto frotas de empresas de transporte.

Há quem diga que o fato de alguns autônomos serem adeptos do "tuning" e de modificações no escapamento como a remoção dos silenciadores e catalisadores (ou "cano reto") e o infame "pente na turbina" já seria uma isca para as autoridades, mas também não se pode descartar que alguém tenha dado com a língua nos dentes para que o MP tomasse alguma providência. Caso contrário, seria mais provável que os promotores subestimassem a ocorrência dessas alterações, e a grande maioria dos policiais rodoviários estaria mais atenta às condições dos ítens de segurança que à parte de controle de emissões.

O cerco às modificações clandestinas pode soar como uma inversão de prioridades diante de tantos escândalos de corrupção, do preço abusivo dos combustíveis e outros insumos, e também da criminalidade cada vez mais afrontosa, e de fato o SCR se torna um estorvo pela dependência do fluido conhecido como ARLA-32 ou ARNOx-32/AdBlue/DEF, e do aumento que provoca nos custos operacionais e na complexidade de manutenção do veículo, mas o desligamento ou mesmo a remoção física do sistema embora pareçam atrativos ainda podem se tornar também uma fonte de problemas. Além da multa, o veículo pode acabar retido para regularização, e caminhão parado não dá lucro...

domingo, 15 de fevereiro de 2015

Breve reflexão sobre motores radiais

Antes que o uso de turbinas se consolidasse na aviação comercial, tanto nos turboélices quanto na propulsão a jato, soluções bastante inusitadas foram incorporadas na concepção de alguns motores a pistão para uso aeronáutico, e uma das mais emblemáticas foi a disposição radial de cilindros. Também conhecidos como "motor em estrela", apresentavam como principal vantagem uma refrigeração mais uniforme visto que todos os cilindros ficavam de frente para o fluxo de ar, ao contrário do que ocorria em motores em linha, em V, em W, ou de cilindros contrapostos (boxer). Eram encontrados motores com uma ou duas "estrelas", e cada uma normalmente tinha um número ímpar de cilindros. A maioria era de ignição por faísca e movida a gasolina, mas alguns também foram desenvolvidos no ciclo Diesel e, apesar da pouca popularidade na aviação, se mostraram excelentes para equipar tanques de guerra. Um dos mais notáveis foi o Guiberson A-1020 monoestrela de 9 cilindros, com cilindrada de 1021pol³ (16.7L), 4-tempos e refrigerado a ar.
Outra vantagem dos motores radiais era a relação peso/potência, que não faz feio mesmo diante de alguns motores modernos com disposição de cilindros mais convencional. No caso do Guiberson A-1020, desenvolvia 340hp pesando apenas 290kg, e mesmo na variação T-1020 adaptada para ser usada em repotenciamento de tanques leves M5 Stuart com um rating de 250hp ainda pode ser considerada excelente. Em que pesem as limitações tecnológicas das décadas de '30 e '40 do século passado, quando o turbocompressor ainda não havia se popularizado e portanto a potência específica era consideravelmente mais modesta, chega a causar algum espanto que os motores radiais tenham sido mais relegados ao passado e hoje não encontrem tanto espaço no mercado mundial. Considerando principalmente a maior durabilidade dos motores a pistão em função das faixas de rotação mais contidas e da menor saturação dos filtros de ar ao operar em ambientes severos com muita poeira em comparação às turbinas usadas em aeronaves, alguns equipamentos estacionários e sistemas de propulsão naval, ainda seria justificável investir nos motores radiais. A empresa alemã Michael Zoche Antriebstechnik até vem anunciando o projeto de uma nova linha de motores Diesel radiais refrigerados a ar, de 3 e 4 cilindros em "estrela" simples ou 8 em dupla, mas a produção em série vem sendo adiada devido à burocracia do processo de homologação para uso aeronáutico apesar da possibilidade que está sendo desperdiçada nos segmentos naval, estacionário/industrial, e até automotivo ao considerarmos que a versão de 8 cilindros e 5.33L gera 300hp e já ficaria na medida para o uso em alguns caminhões e ônibus...

quinta-feira, 12 de fevereiro de 2015

Caso para reflexão: a van blindada da Brink's e a capacidade de carga nominal

Há 3 possibilidades para que um veículo seja homologado como "utilitário" no Brasil e portanto legalmente apto a usar motor Diesel: capacidade de carga igual ou superior a uma tonelada (1000kg), acomodação para no mínimo 9 passageiros além do motorista (classificado como microônibus independentemente do tipo de carroceria, inclusive alguns utilitários esportivos com assentos retráteis de uso temporário no compartimento de bagagens), ou tração 4X4 com caixa de transferência de dupla velocidade (recurso conhecido como "reduzida", que pode ser dispensada com uma caixa de transferência de velocidade única se a 1ª marcha for do tipo "crawler"). Como as capacidades especificadas não incluem implementos, acessórios ou adaptações, é possível que mesmo um veículo classificado como "utilitário" ainda fuja às regras. Um caso que salta aos olhos é o das Mercedes-Benz Sprinter 313CDI utilizadas pela empresa de transporte de valores Brink's...
De acordo com informações oficiais da própria Mercedes-Benz do Brasil, um furgão Sprinter 313CDI com entreeixos de 3 metros tem capacidade de carga útil máxima de 1635kg, e é com base nessa capacidade meramente nominal que é feita a homologação do modelo. Para o serviço de transporte de valores, no entanto, a blindagem é indispensável, e agrega ao menos 850kg ao peso do veículo, e portanto a capacidade de carga efetiva já diminui para 785kg, lembrando que o peso do motorista e outros 3 tripulantes do veículo também está englobado nesse valor, e na prática a van blindada é usada com cargas de até 300kg. Pois bem, alguns poderão alegar que é muito preciosismo atentar para esse aspecto, que eventualmente uma exceção seria justificável pela maior aptidão do Diesel às condições desse tipo de operação, ou ainda os mais alarmistas poderiam temer um recrudescimento nas normas de homologação que tornasse a oferta de veículos com motor Diesel ainda mais escassa, mas não seria coerente deixar de se ressaltar mais essa aberração técnica como um pretexto válido para pleitear o fim das restrições baseadas em capacidade de carga, passageiros e tração.

terça-feira, 10 de fevereiro de 2015

Chegou a hora do óleo vegetal natural como combustível veicular?

Os recentes aumentos nos preços dos combustíveis no Brasil, anunciados num momento de queda nas cotações do petróleo nos mercados internacionais, vem causando indignação nos consumidores que se veem reféns da incompetência de gestores públicos que colocam interesses político-partidários acima da segurança energética do país, evidenciada pelo mar de escândalos de corrupção que vem engolindo a Petrobras. A prevalência da ignição por faísca em veículos leves, tanto para transporte de passageiros quanto de carga ou uso misto, acaba por agravar o impacto econômico em função de uma adaptabilidade a combustíveis alternativos mais restrita.

Restam poucas opções tecnicamente viáveis que podem ser conciliadas à ignição por faísca com relativa facilidade, mas acabam por esbarrar tanto na economia de escala quanto em códigos de zoneamento urbano e nas regulações esdrúxulas da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), como o etanol de microdestilarias, o biogás (ou "biometano" quando purificado) e até mesmo a "Maria Loca", uma espécie de aguardente artesanal normalmente feita por mendigos e presidiários a partir de sobras de alimentos que tenham algum teor de amido (pão e outros farináceos, arroz, cascas e talos de frutas, entre outros), e que pode ser também adotada como combustível veicular em situações de crise. Para que um álcool (tanto etanol quanto metanol, que pode ser obtido durante o processo de produção da "Maria Loca" por algum descuido ou mesmo deliberadamente) venha a servir satisfatoriamente como combustível num motor de ignição por faísca é necessário que esteja numa concentração de no mínimo 80% em volume (o etanol de posto fica em torno de 93 a 96%, sendo este último o padrão de referência) e, ao contrário da cachaça que normalmente é estandardizada a 40%, a "Maria Loca" pode igualar ou superar facilmente o teor alcoólico de 80%. No entanto, alcançar uma escala de produção caseira suficiente para abastecer um carro "popular" exclusivamente com "Maria Loca" já não é tarefa das mais fáceis...

Outro combustível "exótico" que já pode ser considerado economicamente viável no atual cenário brasileiro, mas esbarra numa aplicabilidade mais restrita ao ciclo Diesel, é o óleo vegetal. O mais habitual, tanto para rebater mais rapidamente o custo associado a eventuais adaptações que ainda se façam necessárias para garantir um funcionamento correto do motor quanto por uma questão de uso racional de recursos, é que seja reaproveitado como combustível após o uso culinário, muitas vezes combinado com vestígios de gorduras animais quando usado para fritar carnes (tanto vermelhas quanto brancas e pescados) e derivados, mas diante dos atuais preços do óleo diesel de baixo teor de enxofre (S-10) no varejo já se torna economicamente viável até mesmo usar diretamente o óleo vegetal virgem, que pode ser comprado a preços mais favoráveis no atacado ou no "atacarejo" (Makro, Maxxi, Sam's Club, Atacadão, entre outros). O maior cuidado a se tomar com o uso de óleo de cozinha reaproveitado é referente à filtragem para remover partículas em suspensão que possam entupir as linhas de combustível, servir como meio de cultura para contaminantes biológicos (principalmente algas e bactérias) e numa situação extrema danificar um bico injetor...

Ao contrário do etanol, principal biocombustível oferecido no mercado brasileiro e que depende quase exclusivamente da cana de açúcar como matéria-prima e tem a disponibilidade afetada não só pelos resultados das colheitas mas também pela prioridade dada à produção de açúcar em alguns momentos. Já os óleos vegetais são mais versáteis, podendo ser extraídos não apenas de oleaginosas com algum valor alimentício como a soja, o milho, o amendoim, o côco e o dendê mas também de outras mais apropriadas a fins industriais como a mamona e o pinhão-manso, e até outras espécies menos difundidas como a macaúba, e o processo de produção é mais simples que o do biodiesel por dispensar o uso de alguns reagentes como o metanol (ou etanol) e o hidróxido de sódio (soda cáustica) e ainda requerer menos energia. Quando não houver interesse em redirecionar a glicerina extraída do óleo para outras aplicações industriais, ou o transporte desse material se mostrar demasiadamente caro para justificar, o óleo vegetal se firma como um combustível com a melhor relação custo/benefício e o mais sustentável possível.

Até mesmo em veículos comerciais de porte médio a grande, onde a diferença nos custos de produção e na suavidade de funcionamento entre um motor Diesel de injeção indireta e outro com uma geração mais antiga da injeção direta se tornaram menos sensíveis diante da maior eficiência da injeção direta para operar com óleo diesel convencional a partir dum momento em que os processos de refino do petróleo foram se tornando mais sofisticados e incrementando o índice de cetano (que quantifica a velocidade de propagação da chama na câmara de combustão) do óleo diesel, ainda se encontra uma quantidade expressiva de utilitários como o Fiat Ducato em versões equipadas com motor de injeção indireta, que devido ao processo de combustão mais lento e às temperaturas operacionais mais elevadas proporciona uma combustão mais completa do óleo vegetal, inclusive da glicerina, reduzindo a formação de resíduos que possam se acumular dentro do motor e provocar danos. No caso específico do Fiat Ducato, as versões equipadas com versões de aspiração natural do motor IVECO-Sofim 8140 (8140.67 de 2.5L e 8140.63 de 2.8L) contam com injeção indireta, enquanto o mesmo motor dispõe de injeção direta nas versões com turbo original de fábrica.

Com motores de injeção indireta, um pré-aquecimento do óleo vegetal torna-se menos crucial no tocante ao desempenho e à durabilidade, mas não deixa de ser recomendável em função da maior suavidade, estabilidade da marcha-lenta, e mesmo da partida a frio no caso de veículos que não disponham de um sistema com 2 tanques independentes para operar com óleo diesel convencional durante a fase fria (com o pré-aquecimento do óleo vegetal dependendo da troca de calor com o sistema de refrigeração do motor após a partida e estabilização da temperatura operacional) e a purga antes do motor ser desligado. Como o pré-aquecimento do cabeçote por meio das glowplugs já é um fator bastante crítico para a partida a frio num motor Diesel de injeção indireta, outros recursos não são considerados tão relevantes. Nada impede, no entanto, a instalação de um elemento aquecedor elétrico no tanque (ou no "pescador") como é até popular em outros países onde o inverno é mais rigoroso.

Um modelo ainda muito valorizado por quem deseja um veículo leve com motor Diesel para uso particular é a Saveiro quadrada, mesmo considerando que exemplares devidamente regularizados já estejam rondando os 30 anos, considerando que entre '86 e '89 a própria Volkswagen comercializou alguns exemplares no mercado brasileiro. Refletindo o direcionamento ao uso privado/familiar, muitas foram adaptadas para cabine dupla. Mesmo considerando as limitações do motor 1.6D de aspiração natural e 50cv, bem como a aerodinâmica comparável a um tijolo, médias de consumo entre 16 e 21 km/l ainda são um forte atrativo. Considerando também a maior eficiência numa ordem de 20 a 30% ao operar com óleos vegetais como combustível, valores entre 19 e 27 km/l se tornam ainda mais convidativos...

Vale lembrar que o motor 1.6D é baseado na série EA827, mais conhecida no Brasil como "AP", portanto tem uma grande intercambialidade de componentes com motores em outros modelos da Volkswagen, como a antiga Santana Quantum (que inclusive chegou a usar o 1.6D em versões destinadas à exportação), facilitando a montagem dos chamados "misto-quente" usando o bloco de um motor de ignição por faísca com o cabeçote e sistema de injeção do Diesel.

Também é digno de nota o fato dos motores Volkswagen EA827 serem ainda bastante populares para adaptações em veículos de outros fabricantes, tanto em modelos com um layout relativamente moderno como o Ford Escort Mk.6 (mais conhecido no mercado brasileiro como "Zetec" em função do motor inicialmente oferecido, cuja complexidade e dificuldade na reposição de peças tornam-se um empecilho à medida que o tempo vai passando) quanto outros de concepção mais vetusta como o Lada 2105 "Laika", e mesmo na configuração "misto-quente" ainda proporciona um desempenho aceitável na maioria dos veículos que não são legalmente aptos ao uso do Diesel no mercado brasileiro.

Outros motores que também apresentam um conceito de modularidade e intercambialidade de componentes entre versões de ignição por faísca são o TU3 usado no Peugeot 206 (e posteriormente nos modelos 206+/207 Compact/207 Passion/Hoggar e em versões de entrada do Peugeot 208 brasileiro, bem como no Citroën C3 e C3 Picasso) que usa o mesmo bloco do TUD3 oferecido no Peugeot 106 e no Citroën AX em outros mercados, mudando além do cabeçote e sistema de injeção apenas as camisas de cilindro, e o XU8 usado no Peugeot 306, que tem intercambialidade de componentes com motores da série XUD (XUD8/XUD9) usados também no próprio 306 no exterior e com o DW8 que foi produzido na Argentina até pouco tempo atrás para equipar a Partner.

Dentre as fábricas instaladas no Brasil, a Fiat é a que mais se destacou na luta pelo reconhecimento em âmbito político e homologação do óleo vegetal como combustível veicular junto ao Inmetro e à ANP e, após as experiências com óleo de mamona nos anos '80, voltou a apostar nessa área entre 2007 e 2010, valendo-se do uso dos óleos vegetais como pretexto para derrubar as restrições arbitrárias ao uso de motores Diesel em veículos com capacidade de carga inferior a uma tonelada, sem tração 4X4 e com acomodações para menos de 9 passageiros além do motorista. O motor TD70 de 1.7L, que equipava a Palio Adventure Locker em versões de exportação, era o escolhido para o projeto. Ficaria na medida para o uso como táxi, valendo-se não apenas da maior eficiência do ciclo Diesel e do uso de um combustível renovável mas também por evitar a redução na capacidade de carga causada pelos sistemas de gás natural atualmente usados numa grande parte dos táxis brasileiros, principalmente nos grandes centros urbanos.

Considerando ainda uma particularidade brasileira que é a militarização dos bombeiros e da polícia, a adoção dos motores Diesel como padrão nas frotas militares dos países-membros da OTAN já seria uma justificativa plausível também para se pensar na aplicação dos óleos vegetais como combustível para as viaturas, valendo-se da adaptabilidade às matérias-primas mais adequadas às condições de cada região, simplificando a logística, e como o ponto de fulgor dos óleos vegetais é mais elevado que o do etanol e da gasolina atualmente usados também há uma notável melhoria a nível da segurança operacional.

Um fator que tem dificultado a transição para os óleos vegetais é referente às normas de emissões que acabam por privilegiar cada vez mais a injeção direta, e pode ser observado tomando por referência a Toyota Hilux SW4: a atual geração tem no mercado brasileiro como única opção de motor Diesel o 1KD-FTV de 3.0L com injeção common-rail ainda mantém em outros países com normas de emissões menos restritivas o 5L-E também de 3.0L mas com injeção indireta que chegou a ser usado na geração anterior do modelo. Outro motor de injeção indireta na mesma faixa de cilindrada aplicado à Hilux SW4 antiga era o 1KZ-TE. A grosso modo, as diferenças que mais saltam aos olhos entre o 1KD-FTV e o 1KZ-TE são o cabeçote (além das pré-câmaras presentes no 1KZ-TE, tem apenas 8 válvulas com comando simples enquanto o 1KD-FTV tem 16 válvulas e comando duplo) e o tipo de turbocompressor usado (geometria variável no de injeção direta e fixa no de indireta).

No entanto, nada impede que um veículo com motor Diesel de injeção direta, hoje predominante em veículos de transporte em massa e maquinário pesado a nível mundial e também em veículos leves nos mercados mais desenvolvidos, seja otimizado para operar de forma segura com óleos vegetais. Nesse caso, o pré-aquecimento do óleo deixa de ser apenas recomendável e passa a ser imprescindível visando preservar a durabilidade do equipamento. Tratando-se de bens de capital, que estariam operando num ritmo mais intenso, bem como pelo grande volume de combustível a ser consumido, o retorno do investimento na preparação do veículo para o uso de óleos vegetais como combustível é mais rápido, e portanto facilmente justificável.

Considerando o transporte coletivo de passageiros, que no Brasil depende quase exclusivamente do óleo diesel convencional e portanto cada aumento no preço desse combustível tem um impacto significativo no custo operacional e que acaba sendo repassado aos usuários, é outro segmento que viria a ser beneficiado com o uso de óleos vegetais. No caso específico de Porto Alegre, com um limite de 15 anos para a idade dos ônibus em circulação, já se tem tempo de sobra para amortizar o custo de adaptação e ainda incrementar a rentabilidade ao longo da vida útil operacional dos veículos.

Mesmo para o cidadão que vá utilizar um veículo particular adaptado para operar com óleo vegetal, por mais que o investimento inicial tanto no motor Diesel que normalmente já é mais caro quanto nos sistemas de filtragem e pré-aquecimento, a tranquilidade de poder usar um combustível que não dependa de uma única matéria-prima e assim tenha fácil disponibilidade por todo o território nacional e mais protegido contra quebras de safra ou oscilações no mercado de algumas commodities já pode ser considerada uma boa justificativa...

segunda-feira, 2 de fevereiro de 2015

Diesel: futuro promissor na aviação

Por mais que à primeira vista os estereótipos associando motores Diesel a uma relação peso/potência desfavorável, e esse ponto seja particularmente crítico em aplicações aeronáuticas, uma série de fatores tem feito com que venham conquistando uma participação cada vez mais expressiva na aviação geral. A disponibilidade cada vez mais limitada da AVGas 100LL (gasolina de aviação de 100 octanas com baixo teor de chumbo - LL significa "low lead") e a preços que já superam os do querosene de aviação (Jet A/Jet A-1), motivada principalmente por pressões de cunho ecológico que já levaram a uma eliminação do chumbo na gasolina para uso terrestre e marítimo, é apontada como o principal motivo para um interesse pela ignição por compressão em aviões com motor a pistão, visto que teria um impacto mínimo na logística de solo devido à aptidão ao uso não apenas de óleo diesel convencional e biodiesel mas também do querosene de aviação.

De experiências baseadas na adaptação de motores Diesel automotivos como os Thielert Centurion derivados de modelos da Mercedes-Benz e o Austro Engine AE500 derivado do Steyr M16 "Monoblock" até outros direcionados primariamente à aviação desde o início como o SMA SR305-230 francês (e o Continental CD-200 feito nos Estados Unidos sob licença) e a linha de motores Diesel 2-tempos da DeltaHawk americana cujo processo de homologação já vem se arrastando a mais de uma década, além da maior disponibilidade de combustíveis há de se considerar outras vantagens em comparação com os motores a gasolina, como o controle de potência por apenas uma alavanca (sem a necessidade de ajustes manuais da mistura ar-combustível durante o vôo), menor consumo de combustível abrindo possibilidades tanto de um maior alcance com tanques cheios quanto de um menor peso durante a decolagem ao se levar uma menor quantidade de combustível em uma rota predeterminada, menor volatilidade de biodiesel, óleo diesel convencional e querosene em comparação à AVGas (reduzindo significativamente o risco de incêndio), a durabilidade normalmente superior de motores Diesel, e ainda a menor irradiação eletromagnética que é particularmente apreciável devido a uma eliminação de potenciais interferências nos sistemas de comunicação e navegação.

Outro aspecto que merece uma atenção especial, principalmente pelo fato de aviões com motor a pistão permanecerem com uma presença significativa em regiões interioranas onde a atividade agropastoril ainda figura como o maior destaque da economia, é a possibilidade de uma redução nos custos com transporte e estocagem de combustíveis ao se usar biodiesel de produção local, ou em casos extremos até óleos vegetais puros (desde que preaquecidos para manter a fluidez, o que pode ser feito com elementos aquecedores elétricos, com o auxílio de trocadores de calor conectados ao sistema de refrigeração líquida em motores que disponham desse recurso ou com alguma recuperação de calor residual do escapamento no caso de motores de refrigeração a ar). Um dos segmentos para os quais as oportunidades nesse sentido soam notavelmente mais promissoras é a aviação agrícola, além de ser um bom pretexto para manter investimentos na pesquisa e desenvolvimento relacionados ao biodiesel...

Embora a aviação comercial e a aviação militar hoje tenham se consolidado em torno do uso de turbinas, tanto turboélices quanto turbofans e turbojatos (ou "jato puro", e hoje mais concentrado em aplicações militares devido ao alto consumo em tetos operacionais relativamente baixos e velocidades subsônicas predominantes na aviação comercial), não se pode ignorar que mesmo quando o desenvolvimento dos motores a reação ainda estava em estágios iniciais já se levava em consideração o uso do óleo diesel, como no caso do motor Junkers Jumo 004 usado entre outros no caça alemão Messerschmitt Me 262 Schwalbe da II Guerra, notabilizado por ser o primeiro turbojato produzido em série e que era homologado para usar querosene J-2 sintetizado a partir de carvão mineral em caráter primário, óleo diesel convencional como alternativa, e ainda podia operar com AVGas embora não fosse recomendado em função do alto consumo. Vale lembrar, ainda, que antes da propulsão a jato ganhar espaço nos aviões houve a experiência relativamente bem-sucedida com os motores Diesel 2-tempos de pistões opostos Junkers Jumo 204 e 205 (e respectivas variações 206, 207 e 208) tanto em aeronaves civis quanto militares de origem alemã como os Blohm & Voss Ha 139, BV 138 e BV 222, bem como nos Dornier Do 18 e Do 26.

No âmbito da aviação comercial, motivações para um ressurgimento no interesse pelo Diesel são mais direcionados ao uso do biodiesel e outros substitutivos de origem renovável como alternativa ao querosene em turbinas, tanto por incertezas quanto aos custos futuros dos derivados de petróleo quanto por uma menor dependência de combustíveis fósseis, e ainda metas de redução de emissões poluentes que vem sendo particularmente críticas na União Européia. Merecem destaque as iniciativas da Boeing e da fabricante de motores Pratt & Whitney: enquanto a Boeing tem sido ativa no lobby pela homologação de um "diesel verde" produzido a partir de gorduras hidrocraqueadas tanto de origem vegetal quanto animal, a Pratt & Whitney já se adiantou e homologou o motor turboélice PT6A-15AG fabricado pela subsidiária Pratt & Whitney Canada e usado em aviões agrícolas Air Tractor para usar óleo diesel com teor de enxofre até 500ppm (S-500). Considerando que a série PT6 é uma das mais populares entre todos os motores turboélice, sendo usada também em modelos destinados à aviação regional, táxi aéreo e transporte aeromédico (MEDEVAC) como o Beechcraft King Air, o de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter, o Antonov An-28 e o Piaggio P180 Avanti e respectivas versões militares, bem como alguns aviões desenvolvidos especificamente para uso militar como os Embraer EMB 312 Tucano e EMB 314 Super Tucano e o UAV israelense IAI Eitan, o mercado em potencial para o Diesel é vasto.