terça-feira, 27 de setembro de 2016

Caso para reflexão: Toyota Hilux Revo com motor 5L-E

A posição privilegiada da Toyota em alguns dos principais mercados internacionais é inquestionável, e uma grande parte desse sucesso deve-se à Hilux. Com uma plataforma adequada a diferentes necessidades a nível mundial, hoje as diferenças mais significativas estão centradas nos motores oferecidos em diferentes regiões de acordo com normas de emissões e/ou a qualidade do óleo diesel convencional disponível. Ao consultar o site da Toyota Gibraltar Stockholdings, uma subsidiária da Toyota Motor Europe NVSA encarregada de vendas diretas para governos, ONGs e para a ONU principalmente na África e Oriente Médio, não deixa de saltar aos olhos a oferta de versões da atual geração da Hilux com o motor 5L-E naturalmente aspirado e de injeção indireta paralelamente ao 2KD-FTV dotado de turbocompressor (mas sem intercooler) e injeção common-rail que chegou a ser usada no Brasil entre 2005 e 2011 na Hilux Vigo. Um vídeo oficial de apresentação da Hilux Revo com o motor 5L-E está disponível no YouTube.
Apesar de não estar de acordo com as normas de emissões atualmente em vigor no Brasil e de proporcionar um desempenho mais modesto, a permanência do motor 5L-E em produção para atender a outros países subdesenvolvidos acaba por proporcionar uma interessante perspectiva para refletir sobre a obsessão por potência e o status de "luxo" que as pick-ups hoje tem no mercado brasileiro. A permanência da injeção indireta, tida como obsoleta na maior parte do mundo mas que além do custo menor de fabricação e da manutenção mais simples em virtude das menores pressões operacionais ainda proporciona uma maior aptidão a adaptações para um uso seguro de óleos vegetais naturais diretamente como combustível veicular, também inspira uma reflexão no tocante a possibilidades de promover uma redução na dependência do setor agropecuário pelo óleo diesel convencional. Por mais que a atual geração de motores turbodiesel atraia pelo funcionamento suave e pelo desempenho capaz de fazer frente aos motores de ignição por faísca em todas as condições de uso, bem como alguns esnobes possam olhar com desdém para o 5L-E, convém pesar algumas prioridades antes de simplesmente decretar qual seria o "melhor" motor.

sábado, 10 de setembro de 2016

Uma reflexão sobre a real extensão da dependência brasileira pelo gás natural importado da Bolívia

Não há dúvidas quanto à posição privilegiada que o gás natural encontrou no mercado brasileiro desde a liberação do uso desse combustível para veículos particulares em '96, inicialmente com uma ênfase maior no eixo Rio-São Paulo devido à produção nacional concentrada nas bacias de Campos e de Santos e posteriormente alcançando uma parcela mais expressiva de consumidores com a implementação do gasoduto Bolívia-Brasil. Embora existam outros campos de gás em operação fora das bacias de Campos e de Santos, como por exemplo em Coari (AM), e outras reservas conhecidas que não estão sendo exploradas como no Vale do Rio do Peixe em Santa Catarina, hoje a maior parte do gás natural consumido no Brasil é importada da Bolívia.
De certa forma, não é equivocado avaliar a popularidade do gás natural veicular (GNV) mais como um efeito colateral das restrições ao Diesel em veículos leves que por outros fatores como pretensões "ecológicas" ou até mesmo o preço menor em comparação a outros combustíveis tradicionais como a gasolina e o etanol. Desvantagens um tanto óbvias como uma redução na capacidade de carga dos veículos adaptados para gás natural, e outras que parecem menos evidentes para o povão alienado pelas novelas da Rede Globo como os riscos de se comprometer a segurança energética por meio da pesada dependência por um fornecedor estrangeiro, acabam por dar margem a questionamentos em torno de outras opções menos arriscadas e que priorizem fontes de energia nacionais e preferencialmente renováveis.
No contexto do Rio Grande do Sul, onde os invernos rigorosos acabavam naturalmente tornando-se um desincentivo ao uso do etanol, seria um erro grave ignorar o potencial de outros biocombustíveis que poderiam ser desenvolvidos em um âmbito mais regionalizado como o biodiesel, óleos vegetais naturais e o biogás/biometano com a clara intenção de reduzir a demanda pelo gás boliviano. Por mais que o biodiesel e o uso direto de óleos vegetais como combustível ao menos num estágio inicial viessem a ter uma aplicabilidade restrita em função da capacidade de carga, passageiros e/ou tração tornando quase nula a oferta de veículos leves com motor Diesel, seria precipitado descartar uma mudança na política energética, e até mesmo a liberação do gás natural anteriormente restrito a táxis e frotas de empresas e do serviço público pode ser apontada como um precedente a ser analisado. Há ainda alguns subprodutos da extração de óleos vegetais e da transesterificação, desde a torta da moagem das sementes até mesmo a glicerina caso não venha a ser totalmente aproveitada pela indústria química, que podem então ser usados como matéria-prima para o biogás/biometano de modo a atender não apenas aos veículos movidos pelo gás natural boliviano como também aplicações estacionárias residenciais, comerciais e industriais que também fazem uso desse combustível, ou até avançar para outras nas quais o óleo diesel convencional ainda é predominante como em grupos geradores.
A integração do biogás/biometano, ao contrário da forma um tanto antagônica que os combustíveis gasosos de um modo geral vem sendo apontadas com relação ao óleo diesel convencional, abriria exatamente uma valiosa possibilidade para fazer do biogás/biometano um importante aliado em defesa da liberação do Diesel para veículos leves. Mesmo que alguns segmentos como o dos táxis hoje tenham uma participação muito expressiva do gás natural, não se pode ignorar a existência de operadores que, apesar do custo operacional já inferior ao da gasolina, ainda se revelam insatisfeitos com alguns aspectos como a sensível diminuição no espaço do porta-malas, desempenho menos vigoroso e os testes hidrostáticos aos quais os cilindros de armazenamento do gás devem ser submetidos de 5 em 5 anos. Portanto, caso outra alternativa com uma relação custo/benefício mais de acordo com as necessidades operacionais ou preferências pessoais seja oferecida, não seria tão espantoso que viesse a haver uma menor dependência de boa parte dos taxistas pelo gás natural importado da Bolívia.

Até o milho, tão apreciado pelo valor alimentício tanto em grão quanto em especialidades como a polenta, um dos acompanhamentos mais tradicionais para um delicioso galeto al primo canto, também pode ser um importante aliado em defesa da segurança energética. Apesar das polêmicas em torno da menor quantidade de etanol numa comparação com a cana-de-açúcar tanto por área cultivada quanto pela energia aplicada nas diferentes fases do cultivo, colheita e beneficiamento, o milho ainda rende óleo e um substrato com alto teor de proteínas conhecido como "grão de destilaria" ou DDG (distillation-dried grain - grão seco por destilação) que pode ser incorporado tanto na alimentação humana quanto na formulação de rações para animais. Diga-se de passagem, eventuais perdas por evaporação durante a produção do etanol são menos problemáticas sob o ponto de vista ambiental, causando um impacto menor no efeito-estufa que a emissão de metano resultante da fermentação da maltodextrina (principal carboidrato natural do milho in natura) no trato digestivo de alguns animais. Não seria de se estranhar que, por exemplo, o DDG seja usado tanto na ração consumida pelo galeto na granja quanto adicionado em proporções variáveis no fubá usado para preparar polenta.

Antes de qualquer carne chegar à mesa, também há de se considerar o manejo dos dejetos dos animais e de resíduos do abate. Desde o esterco e a "cama de frango" na granja até sangue, vísceras de baixo valor comercial e pelos ou penas no abatedouro, há uma grande quantidade de material orgânico que pode ser encaminhado a um biodigestor para que sejam produzidos biogás/biometano e fertilizante agrícola N-P-K orgânico. Também não se pode deixar de lado a possibilidade de usar o óleo de vísceras de frango como matéria-prima para biodiesel, tendo em vista que a adição dessa gordura em rações vem sendo desencorajadas devido à expressiva participação de empresas brasileiras em mercados onde existam tanto restrições sanitárias quanto culturais e religiosas a essa prática. Em algumas regiões, além de preocupações quanto à contaminação de rios por dejetos suínos não-tratados, há também o interesse econômico no biogás/biometano justamente em função da ausência de ramificações do gasoduto Bolívia-Brasil. Naturalmente, excedentes de produção podem ser inseridos na rede canalizada de modo a complementar o gás atualmente importado da Bolívia e eventualmente até substituí-lo.


Lixo e esgoto doméstico são outras fontes de energia atualmente subestimadas. Por mais que o biometano possa ser usado nas frotas de caminhões de coleta de lixo e nos auto-vácuo (limpa-fossa) com um custo próximo do zero, e mesmo o biogás bruto também seja aproveitável em equipamentos como motobombas e grupos geradores, o descarte irregular de resíduos em "lixões" e a abrangência insuficiente da rede coletora de esgoto são um desafio em muitas cidades. Até capitais como Porto Alegre enfrentam esse problema, cujo impacto vai além do custo operacional dos serviços de coleta de lixo e saneamento básico. A proliferação de vetores patogênicos é outro aspecto que deve ser lembrado e portanto, além da economia que o biogás/biometano proporciona, a destinação correta de resíduos reduz os riscos de uma quantidade considerável de doenças infecto-contagiosas.

Também não se pode ignorar as animosidades em função da influência cubana/venezuelana sobre a política externa boliviana, levando a atritos entre o governo brasileiro e a escória "bolivariana" insatisfeita com o impeachment da Dilma. O que parecia uma brecha para a Bolívia quebrar o contrato de exportação de gás para o Brasil, no entanto, revela quem realmente está na mão de quem. Com o acordo hoje em vigor beirando o vencimento, previsto para 2019, o governo boliviano já engole o choro começa a buscar um tom mais conciliador visando condições mais favoráveis para negociar uma continuidade da operação. Tendo em vista que o gás natural é o principal produto na pauta de exportações boliviana sem considerar a cocaína e derivados, é previsível que fiquem temerosos quanto a um atrito com o principal cliente. Certamente o fanfarrão aspirante-a-ditador Evo Morales, que já teve até a petulância de ameaçar invadir militarmente o Brasil, sabe que o buraco é mais embaixo e que o Exército Brasileiro é muito mais capacitado para guerra na selva.

Enfim, por mais que o gás natural importado da Bolívia ocupe hoje uma posição de destaque na matriz energética brasileira, está longe de ser imprescindível. Não faltam opções mais seguras com implementação relativamente fácil e baixo custo, tendo como principal impedimento para uma utilização em grande escala a pura e simples incompetência política. É perfeitamente viável que o Brasil eventualmente venha a se libertar da dependência hoje observada com relação à Bolívia, e temores quanto a um desabastecimento de gás estão mais distantes do que possa parecer à primeira vista.

segunda-feira, 5 de setembro de 2016

Reflexão: até que ponto as críticas do ministro Blairo Maggi ao setor sucroalcooleiro procedem?

Em meio a tentativas de se cobrir o rombo que o PT provocou nas contas da Petrobras, que teve prejuízos segurando artificialmente os preços da gasolina e do óleo diesel num momento de alta nas cotações do petróleo no mercado internacional antes da reeleição da Dilma, e que nem os aumentos de preço num momento de queda das cotações internacionais conseguiram estancar a contento, seria previsível que o etanol voltasse a ser enaltecido como uma alternativa para reduzir a dependência por combustíveis fósseis importados. No entanto, algumas divergências de opinião surgidas entre o ministro da Agricultura e a União da Indústria da Cana-de-Açúcar (Unica) quanto à necessidade de subsídios ao setor sucroalcooleiro dão a entender que o etanol está longe de ser uma prioridade.

O ministro Blairo Maggi, paranaense filho de gaúcho, tem uma experiência considerável na agroindústria mato-grossense. É um conhecido produtor de soja, que permanece como a principal matéria-prima para o biodiesel nacional e ainda uma das commodities agrícolas mais importantes da pauta brasileira de exportações. A princípio, seria de se esperar então uma maior receptividade a propostas de liberação do Diesel em veículos leves visando fomentar não apenas a produção do biodiesel mas também incentivos ao uso direto de óleos vegetais brutos como combustível veicular, que viriam a ser boas oportunidades para agregar valor à produção e de certa forma não teriam um impacto tão pesado sobre a segurança alimentar ao manter a disponibilidade de outros derivados da soja para elaboração de alimentos industrializados e rações pecuárias. Já teria sido um bom começo reabilitar o PLS 81/2008, que previa incentivos à substituição do óleo diesel convencional por óleos vegetais brutos em atividades agropecuárias e no transporte coletivo urbano de passageiros, mas ao menos num primeiro momento ainda não houve nenhuma ação concreta nesse sentido. Mas seria ingenuidade acreditar que o ministro tenha medo de desagradar ao setor canavieiro, rotulado por ele como "incompetente".

Não é possível afirmar que Blairo Maggi esteja errado em se opor ao que chama de "protecionismo permanente" com relação ao etanol. Embora a alegada melhoria na qualidade do ar mediante uso de combustíveis renováveis e menos poluentes seja atrativa, não é coerente correr o risco de se transformar as principais regiões produtoras de etanol de cana numa espécie de "Venezuela verde". A queima do bagaço da cana como combustível para caldeiras nas usinas, por exemplo, compromete uma matéria-prima que pode ser aproveitada na produção do etanol celulósico, ou "etanol de segunda geração" como também é conhecido, de modo a aumentar o rendimento em litros de combustível por hectare cultivado. Não se pode esquecer os problemas associados ao manejo do vinhoto, também conhecido como vinhaça, um resíduo líquido resultante da produção de etanol cujo descarte irregular em cursos d'água compromete recursos pesqueiros. De uns tempos para cá o vinhoto bruto passou a ser mais usado como adubo nas próprias lavouras de cana, mas isso não elimina o risco de percolação no solo e contaminação de lençóis freáticos subterrâneos, um problema que pode ser minimizado mediante o processamento desse resíduo em biodigestores junto a outros resíduos agropecuários diversos para geração de biogás/biometano e fertilizante agrícola.

De acordo com João Carlos Meirelles, secretário estadual de Energia e Mineração em São Paulo, o biometano além de constituir uma nova oportunidade de negócio para o setor sucroenergético, permite redução de custos ao ser utilizado não apenas nas caldeiras como também ao ser usado nas frotas de caminhões a serviço das usinas de modo a diminuir o consumo de óleo diesel. Tal proposta se revela coerente também para rebater argumentos quanto a uma dependência do transporte pesado pelo óleo diesel convencional como um pretexto para manter restrições ao uso desse combustível e de substitutivos como o biodiesel em veículos leves. Atualmente 166 usinas de etanol instaladas no estado de São Paulo já são signatárias do protocolo agroambiental, e 66 situam-se a um raio máximo de 20km de distância da rede de gás natural canalizada, e ainda há o Programa Paulista do Biogás (Decreto nº 58.659, de 4 de dezembro de 2012) que prevê a mistura de um percentual mínimo de biometano no gás natural comercializado no estado e enfatiza justamente o vinhoto da cana como uma das matérias-primas a serem priorizadas nesse processo.

A continuidade de um setor tão importante para o país depender de subsídios não é uma perspectiva segura. Também não se pode negar que o setor sucroenergético vem cometendo alguns erros, desdenhando por tanto tempo o potencial competitivo do biogás/biometano, além da dependência pela cana-de-açúcar em detrimento da possibilidade de usar o milho durante a entressafra da cana comprometer tanto os chamados "estoques reguladores" quanto a estabilidade dos preços do etanol no mercado interno em função das oscilações nas cotações do açúcar para exportação. Desde a produção artesanal por mendigos e presidiários de uma bebida alcoólica análoga à cachaça conhecida como "Maria louca" a partir de grãos e restos de frutas até a experiência centenária da Suécia com o etanol de celulose derivado de resíduos das indústrias madeireira e papeleira, há muitos exemplos que evidenciam uma certa incompetência do setor sucroalcooleiro em incorporar uma maior variedade de matérias-primas que possam não apenas agregar rentabilidade à operação como restaurar a confiança do consumidor comum, que só voltou a demonstrar algum interesse pelo carro "a álcool" a partir de 2003 quando o sistema "flexfuel" começou a ganhar espaço.

É previsível que, para um membro de um governo que tem o desafio de recuperar uma economia devastada pela gestão anterior, qualquer possibilidade de renúncia fiscal pareça aterrorizante. No entanto, convém avaliar com a necessária cautela a situação do setor agroenergético antes de se tomar uma decisão que venha a comprometer tantos postos de trabalho e também os impactos ambientais que uma política de combustíveis medíocre poderia acarretar. Não se deve ignorar as possibilidades de promover uma maior integração entre a produção de energias renováveis e a segurança alimentar, uma lição que a indústria canavieira tem se mostrado relutante em assimilar mas que viria a ser uma condição justa para negociar eventuais benefícios fiscais. Portanto, as críticas feitas pelo ministro Blairo Maggi ao setor sucroalcooleiro se mostram procedentes.

quinta-feira, 1 de setembro de 2016

Reflexão: até que ponto os híbridos são capazes de manter a competitividade da ignição por faísca?

Já não é novidade que os veículos híbridos combinando um motor a gasolina e um elétrico vem sendo apresentados de uma forma quase messiânica, com destaque para o Toyota Prius por ter difundido esse sistema a nível mundial. No entanto, em meio ao fenômeno do downsizing, não deixa de chamar a atenção que o Prius, atualmente na 4ª geração, e outros modelos com uma configuração semelhante permaneçam alheios à popularização do turbocompressor e da injeção direta nos motores de ignição por faísca. De fato, a permanência da aspiração natural pode ser vista como um contraponto ao maior custo inerente a um sistema de tração híbrido, além da injeção multiponto sequencial indireta favorecer o controle das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) ao proporcionar uma vaporização completa do combustível antes do processo de combustão quando comparada à injeção direta que vem ganhando espaço em automóveis não-híbridos. Ainda assim, é uma estratégia controversa, principalmente no tocante à adaptabilidade a combustíveis alternativos.

Enquanto o Toyota Prius era novidade no mercado brasileiro ainda na geração anterior, muita especulação foi feita em torno de uma eventual incorporação da tecnologia "flexfuel" ao motor 2ZR-FXE com o intuito de aproveitar a experiência de sucesso no uso do etanol em substituição à gasolina, mas no fim das contas a proposta não foi adiante. O próprio funcionamento intermitente do motor a gasolina no anda-e-para do trânsito urbano viria a se tornar um empecilho, dificultando a vaporização do etanol durante as sucessivas partidas. Naturalmente, uma parte da energia recapturada através do sistema de frenagem regenerativa poderia ser usada para pré-aquecer o combustível como se observa em alguns carros "flex" produzidos no Brasil, México e países do Mercosul, com o etanol atingindo uma temperatura suficiente para vaporização durante o intervalo de tempo entre o início da movimentação do Prius através do motor elétrico e a entrada do motor a gasolina em ação, mas iria contra as expectativas de uma redução na desvantagem do etanol com relação à gasolina no tocante à eficiência geral. Dentre os combustíveis alternativos disponíveis em escala comercial, o gás natural ainda se mostra mais adequado para uso em veículos híbridos que o etanol justamente por permanecer em estado de vapor nas temperaturas ambientes observadas em diferentes regiões do país, podendo ser substituído por biogás/biometano com facilidade quando disponível.


Um exemplo claro do contraste entre os motores destinados aos híbridos e os que apenas se enquadram no conceito de downsizing é a atual geração do Ford Fusion. Enquanto a injeção indireta aplicada ao híbrido depende do calor latente do ar para promover a vaporização do combustível, o motor EcoBoost dotado de turbo e injeção direta recorre ao aquecimento aerodinâmico promovido durante a fase de compressão, e também pela indução forçada, para que o combustível vaporize apenas quando for injetado diretamente nas câmaras de combustão. Ainda que tanto o Hybrid quanto o EcoBoost não sejam disponibilizados em versões "flex", a injeção direta elimina boa parte das dificuldades associadas à partida a frio com o etanol. Outro aspecto a salientar é referente às taxas de compressão: a injeção direta traz uma maior segurança ao usar taxas mais elevadas nos motores a gasolina sem o risco de uma pré-ignição, permitindo também que o motor opere com uma proporção mais pobre em combustível para uma dada massa de ar. Embora o híbrido também recorra a uma taxa de compressão alta, diga-se de passagem 23% mais elevada que a do EcoBoost, o prolongamento na duração da abertura das válvulas de admissão avançando sobre o tempo de compressão acaba por tornar a compressão dinâmica menor que a compressão estática de modo a reduzir as chamadas "perdas por bombeamento" através do efeito Atkinson, fazendo com que a fase de expansão tenha um curso efetivo mais longo que a compressão.



Em que pese a menor adaptabilidade dos principais automóveis híbridos ao etanol, que até certo ponto pode constituir um obstáculo para a aceitação de uma grande parte do público brasileiro, ainda levam vantagem num contexto mundial pós-Dieselgate no qual a histeria eco-normativa vem sendo posta em xeque. Os fluxos mais quentes devido à preservação do calor latente no ar admitido sem antes vaporizar ao menos uma porção do combustível fazem com que discrepâncias nas emissões de NOx de forma análoga às que levaram a um dos maiores escândalos dos últimos anos possam também ser observadas em um motor a gasolina ou "flex", até mesmo eventualmente convertido para funcionar com combustíveis gasosos. Outro efeito colateral da injeção direta em motores de ignição por faísca que vem recebendo mais atenção recentemente é a formação de material particulado, que antes parecia um problema inerente apenas ao Diesel. Tendo em vista que, com exceção do gás natural, outros combustíveis normalmente usados num motor do ciclo Otto (gasolina, etanol e até o gás liquefeito de petróleo - vulgo GLP ou "gás de cozinha" - nos países onde é regulamentada a aplicação como combustível automotivo) são injetados ainda na fase líquida quando a injeção direta está presente, uma parte que não esteja suficientemente vaporizada pode sofrer combustão incompleta. Não é de se estranhar que hoje no mercado europeu a Lexus, divisão de luxo da Toyota, venha dando prioridade aos híbridos, e modelos como o NX que aqui contam com motor 2.0L turbo com injeção dupla (direta e indireta) sejam oferecidos em países como Portugal e Espanha apenas com o 2.5L aspirado de injeção indireta usado nas versões híbridas.

Ao menos hoje, não seria tão equivocado apontar uma maior ênfase que venha a ser dada ao gás natural e por extensão ao biogás/biometano em detrimento do etanol como um fator preponderante para que os híbridos ainda consigam manter a ignição por faísca suficientemente competitiva, ao passo que o downsizing puro e simples tem trazido inconvenientes e exigiria um grande investimento como o que já vem sendo feito no desenvolvimento de soluções para o controle de emissões nos motores Diesel modernos. O que vai realmente ditar as regras vão ser as conveniências políticas e a integração das cadeias produtivas dos principais biocombustíveis a serem destinados ao uso automotivo tanto puros quanto combinados, desde o etanol e o biodiesel até o biogás/biometano. Nesse sentido, os híbridos podem até ser vistos como uma alternativa para que a ignição por faísca mantenha alguns nichos de mercado cativos nas próximas décadas, ainda que o Diesel se sobressaia no tocante ao custo/benefício a ponto de algumas aplicações como o ônibus híbrido da Volvo derrubarem a percepção de Diesel e híbridos como antagônicos.

quinta-feira, 11 de agosto de 2016

Deficientes físicos: poderiam ser diretamente beneficiados por uma eventual liberação do Diesel?

Num país de dimensões continentais e com serviços de transporte público precário, a sensação de liberdade proporcionada por um carro não deve ser subestimada. No caso de deficientes físicos, pode-se também atribuir ao veículo a função de um resgate da dignidade humana ao restaurar o direito de ir e vir, tanto para os que possam conduzir o próprio automóvel quanto para os que necessitem de um condutor. A escolha do modelo mais adequado às necessidades do usuário, bem como eventuais adaptações que se façam necessárias para proporcionar mais conforto e segurança, também acabam por agregar algum peso e, como pode ser observado num Fiat Doblò com elevação do teto, arrasto aerodinâmico.
A questão da defasagem do valor máximo de R$70.000,00 (incluídos os impostos) para que um carro 0km fabricado no Brasil, Mercosul ou México possa ser adquirido com isenção de IPI, ICMS e IOF (quando financiado) também desperta controvérsias, e faz com que esse segmento tão específico da população seja cada vez mais compelido a abrir mão do próprio direito ou partir para um downgrade de motorização, equipamentos ou mesmo de modelo, mas naturalmente não é o único empecilho. De certa forma, as restrições ao Diesel em veículos leves também podem ser encaradas como parte do problema ao inviabilizar que alguns consumidores com um orçamento mais modesto tenham acesso a uma alternativa mais econômica e prática. Convenhamos que uma cadeira de rodas ou outro equipamento assistivo não ter que disputar espaço com um cilindro de gás natural, por exemplo, já seria um argumento válido a favor do Diesel para um deficiente físico que esteja buscando por uma redução do custo operacional num carro adaptado.

A bem da verdade, uma compatibilidade com motores Diesel nunca esteve entre as prioridades da indústria de adaptações veiculares para deficientes físicos que ia se estabelecendo durante o pós-guerra visando principalmente atender aos veteranos mutilados tanto nos Estados Unidos quanto na Europa. Motores de ignição por faísca, além do custo inicial mais baixo, normalmente contam com o vácuo gerado na depressão do coletor de admissão como uma provisão para os atuadores usados em sistemas de automatização de embreagem frequentemente indicados para condutores com deficiência em uma ou nas duas pernas que desejassem um veículo com câmbio manual. Enquanto carros americanos como o Chevrolet Bel-Air dispunham de motores com cilindrada mais avantajada que se adaptavam melhor aos pesados câmbios automáticos da época, tanto de 6 cilindros em linha quanto os V8, os europeus levavam a economia de gasolina mais a fundo com modelos como o Opel Olympia Rekord que dispunha somente de motores com 4 cilindros e câmbio manual de 3 marchas.

A percepção do Diesel como "coisa de trator", e que só foi mudar a partir de fins da década de '90 e início dos anos 2000 quando algumas caminhonetes médias como a Nissan Frontier e a Mitsubishi L200 passaram a contar exclusivamente com essa opção de motorização para o mercado brasileiro, talvez tenha contribuído para manter alguns tabus em função do longo período em que o câmbio automático permaneceu como um ilustre desconhecido e rejeitado pelo consumidor brasileiro mediano. A própria concepção dos sistemas de injeção totalmente mecânicos ainda predominantes durante a maior parte da década de '90 fazia com que o câmbio manual e a embreagem fossem vistos como um fator de segurança a mais ao poderem ser usados para "matar na embreagem" caso o solenóide de parada do motor não fosse devidamente acionado ao se desligar o veículo ou mantê-lo minimamente controlável até uma parada segura na ocorrência de um "disparo".


Mesmo entre modelos com uma maior influência americana na concepção, como era o caso da Ford F-250, durante muito tempo não dispunham da comodidade do câmbio automático nas versões destinadas ao mercado brasileiro, mas apesar desse pequeno detalhe eventualmente aparece algum exemplar adaptado para deficiente físico sem abrir mão da economia proporcionada pelo motor turbodiesel. A maior dificuldade está justamente na adaptação do controle da embreagem, para o qual não restavam muitas outras escolhas além de dispositivos rudimentares de acionamento manual que podem também comprometer a segurança do veículo, além do próprio câmbio manual fazer com que a aplicabilidade do veículo fique mais limitada no tocante às deficiências para as quais possa ser adaptado de uma forma que não sacrifique o conforto nem ponha em xeque a segurança.

A situação hoje é diferente, com a presença massiva do gerenciamento eletrônico nos motores trazendo uma maior suavidade no funcionamento que alçou a atual geração de motores Diesel a uma condição de prestígio antes reservada aos motores a gasolina com 6 ou mais cilindros e alta cilindrada. Antigos questionamentos quanto à compatibilidade com o câmbio automático também vem sendo derrubados, chegando-se ao ponto de alguns veículos como a pick-up full-size Ram 2500 e o SUV compacto Jeep Renegade nem sequer oferecerem o câmbio manual nas versões Diesel direcionadas ao mercado brasileiro mesmo quando tal opção está disponível no exterior. Portanto, além de uma eventual adaptação tornar-se mais fácil, é possível atender a uma maior variedade de deficiências físicas que inviabilizem o uso do câmbio manual.

Ainda pode-se dizer, no entanto, que se trata de uma injustiça o direito ao uso do Diesel ficar reservado aos que podem se dar ao luxo de pagar os altos valores pedidos por alguns dos modelos classificados arbitrariamente como "utilitários" em função de capacidades de carga, passageiros ou tração mesmo que não venham a ser realmente necessários durante a operação do veículo. Particularmente no caso de deficientes físicos, para quem um carro acaba se tornando muito mais do que um mero símbolo de status, a maior durabilidade inerente ao Diesel pode de certa forma tornar a vida mais fácil por diminuir o tempo que o veículo ficaria parado para manutenções, além da economia de combustível proporcionar uma maior autonomia e custos operacionais menores sem prejudicar a acomodação de equipamentos de acessibilidade.

sexta-feira, 5 de agosto de 2016

Hesselman: um meio-termo um tanto problemático entre os ciclos Diesel e Otto

Já é sabido que os motores Diesel percorreram um longo caminho até serem reconhecidos como uma opção viável para aplicações veiculares, tendo como um dos principais desafios a relação peso/potência e as limitações que a metalurgia de precisão ainda apresentava no início do século passado. Ainda assim, o custo menor do óleo diesel, do querosene e de outros combustíveis pesados em comparação à gasolina nas décadas de '20 e '30 se mostravam convidativos a adaptações em motores de ignição por faísca para que pudessem também usá-los. Um dos exemplos mais notáveis nesse sentido foi o motor Hesselman, desenvolvido em 1925 na Suécia pelo engenheiro Jonas Hesselman e que se destacava pelo pioneiro uso da injeção direta associada à ignição por faísca.

Não deixava de ser algo espantoso num período durante o qual ainda era comum recorrer à injeção indireta nos motores Diesel enquanto nos motores de ignição por faísca ainda reinava absoluto o carburador. Inicialmente parecia genial poder dispensar o aquecimento do coletor de admissão que era normalmente usado em motores do ciclo Otto ainda equipados com carburador para vaporizar o querosene após a partida a frio com gasolina, no entanto a principal vantagem que seria permitir um aumento da taxa de compressão não foi explorado tão bem quanto seria desejável, e de certa forma acabou por levá-lo a uma rápida obsolescência. A introdução do primeiro motor Diesel propriamente dito da Scania em 1936, ainda com injeção indireta, foi um duro golpe na popularidade dos motores Hesselman, que finalmente deixariam de ser oferecidos pela Volvo em 1947.

Naqueles tempos uma baixa taxa de compressão era crucial para evitar a detonação e a pré-ignição da mistura ar/combustível nos motores a gasolina equipados com carburador, e portanto o aquecimento aerodinâmico que se podia obter durante a compressão era mais limitado fazendo com que levassem mais tempo até atingir a temperatura ideal de funcionamento e pudesse alternar da gasolina para o combustível pesado que estivesse em uso. Ao ser replicada no motor Hesselman, tal característica resultava ainda numa combustão menos completa, visto que o querosene ao ser injetado não estaria vaporizado de um modo que a superfície de contato com o ar e a propagação da centelha gerada pela vela de ignição atingissem uma maior eficiência, tornando-se um ponto ainda mais crítico quando o óleo diesel era utilizado. A emissão de material particulado tão elevada que já naquela época era considerada um estorvo, bem como a carbonização ao redor do eletrodo da vela, eram os principais efeitos que demonstravam a precariedade desse sistema, mas o tamanho mais compacto e o menor peso em comparação a um motor Diesel propriamente dito faziam com que ainda tivesse alguma aceitação.

De certa forma, pode-se dizer que a idéia básica por trás do motor Hesselman acabou por tornar-se mais prática quando já havia caído quase no esquecimento, vindo a ser resgatada em alguns motores militares como os Evinrude MFE embora operem num ciclo 2-tempos e priorizando o uso do querosene de aviação (QAV/JP-8/Jet-A1) em detrimento do óleo diesel convencional. Talvez possa até servir de inspiração para gambiarras no Brasil à medida que a injeção direta em motores "flex" a gasolina e etanol for ganhando popularidade, agora com toda a precisão agregada pelo gerenciamento eletrônico e as taxas de compressão mais generosas, bem como melhores especificações dos combustíveis hoje disponíveis...

segunda-feira, 1 de agosto de 2016

Reflexão: até que ponto a posição do motor de um ônibus interfere na exacerbada dependência do transporte coletivo de passageiros pelo óleo diesel?

Um dos principais fatores que ainda suscitam dúvidas quanto à viabilidade de uma liberação do Diesel para veículos leves sem distinções por capacidade de carga, passageiros ou tração é a forte dependência do transporte coletivo de passageiros, tanto urbano quanto interurbano e interestadual. Diversificar a matriz energética dessa operação por meio da inserção de combustíveis alternativos como o etanol e o gás natural, ou até a incorporação de características diferenciadas nos veículos a exemplo de sistemas híbridos, são medidas que aos poucos vão sofrendo menos resistências por parte de frotistas e gestores públicos. No entanto, ainda há outras melhorias que possam ser implementadas para melhorar a eficiência geral dos ônibus brasileiros e diminuir a intensidade de um eventual impacto imediato que a liberação do Diesel possa vir a ter.

Uma das características mais controversas, sem sombra de dúvidas, é a presença constante do motor dianteiro em chassis para ônibus mais simples. Conhecidos pejorativamente como "cabritos", os veículos com tal configuração de certa forma não deixam de ser uma mera adaptação sobre chassis de caminhão e portanto apresentam algumas deficiências técnicas inerentes à necessidade de um assoalho mais alto por toda a extensão do salão de passageiros para evitar interferências com elementos do sistema de transmissão. Assim, a necessidade de transpor degraus para acessar o interior do veículo torna embarque e desembarque mais demorados e, considerando o uso de um conjunto motriz mais tradicional, contribui para o desperdício de combustível visto que o motor permanece ligado em marcha-lenta com o veículo parado. Também cabe mencionar as exigências de acessibilidade para deficientes físicos, que por sua vez dependem de plataformas elevatórias eletro-hidráulicas (ou totalmente elétricas) que não apenas aumentam a tara como também a carga sobre o sistema elétrico do veículo e por conseguinte provoca um incremento no consumo de combustível para que o alternador mantenha a carga da(s) bateria(s). A economia de combustível pode parecer algo de pouca importância num único ônibus dentre milhares em circulação mas, além do impacto mais sensível em uma grande frota, a vantagem prática da maior agilidade nas operações de embarque e desembarque é mais difícil de negligenciar.

Já com o motor traseiro, é possível obter uma maior extensão do salão de passageiros sem degraus e recorrer a rampas retráteis leves o suficiente para serem operadas manualmente sem dificuldade. Um chassi com perfil baixo também tende a ser mais leve sem prejuízos à rigidez torcional. A própria configuração do sistema de transmissão também já proporciona mais uma oportunidade para discreta redução de peso em função da menor distância entre o motor e o eixo de tração levarem ao uso de um eixo cardan mais curto e, naturalmente, mais leve. Ainda há alguma resistência ao uso do motor traseiro em ônibus destinados a operações em ambientes severos, tendo em vista que os ângulos de ataque e de saída são também afetados pela frequência com que se observa em chassis com essa configuração uma maior extensão do balanço dianteiro e posição mais baixa do motor com relação às longarinas. De fato, tais condições são indesejáveis na operação em linhas nas periferias das grandes cidades ou nas zonas rurais devido à topografia e a precariedade da malha viária, mas o motor traseiro propriamente dito não constitui nenhum impedimento à capacidade de transposição de terrenos irregulares como bem provam a Kombi e tantos veículos off-road baseados no layout mecânico do Fusca como o Gurgel X-12.

Vantagens da motorização traseira podem ser observadas mesmo nos ônibus rodoviários, que tendem a parar menos ao longo dos itinerários e manter o motor desligado durante as paradas e nos quais a altura do piso do salão de passageiros e a agilidade no embarque e desembarque de deficientes tenderia a apresentar uma menor influência sobre o consumo de combustível. O volume menor do sistema de transmissão, que também passa a estar concentrado mais para trás, livra espaço no entre-eixos para a instalação de bagageiros passantes que não apenas oferecem uma capacidade volumétrica superior como facilitam a acomodação de bagagens e o manuseio das mesmas por qualquer uma das laterais do veículo. Os benefícios econômicos do motor traseiro em ônibus rodoviários também são evidentes no uso de espaço no compartimento de bagagens para o transporte de pequenas cargas e encomendas expressas, que de certa forma também contribui para diminuir o volume de tráfego de caminhões em algumas rotas ao converter peso morto de um "cabrito" em capacidade de carga paga, e assim alguns ônibus de motor traseiro seriam capazes de substituir com mais eficiência não apenas a mesma quantidade de similares com motor dianteiro como também tirar ao menos um caminhão das estradas sem prejudicar a circulação de mercadorias.

Outro caso que convém salientar é a proibição ao uso de vans na maioria dos sistemas de transporte complementar, também conhecido como "seletivo" ou "alternativo" dependendo da localidade. Nos microônibus normalmente repete-se até com mais frequência a estratégia de usar chassis de motor dianteiro derivados de plataformas de caminhões e, embora vans médias e grandes com motor dianteiro e tração traseira não eliminem a necessidade do acesso por degraus, já contam com uma altura de embarque menor que facilitaria o uso de rampas para o acesso fácil de deficientes. Não se pode esquecer, também, que a plataforma mais leve baseada numa van já favorece a redução do peso morto e por conseguinte promove alguma melhoria na eficiência energética considerando veículos com uma lotação semelhante. Nesse cenário, se uma van como a Mercedes-Benz Sprinter teria o uso vetado como lotação, um microônibus do porte do antigo Comil Bella que era montado sobre a plataforma da Sprinter já viria a promover uma conciliação das vantagens da van com as regulamentações que eventualmente restrinjam o uso das mesmas.

O aspecto de improviso e precariedade dos ônibus com motor dianteiro não deve mais passar tão despercebido diante do impacto sobre a eficiência energética. No fim das contas, é desperdiçada uma quantidade de óleo diesel que poderia suprir alguns táxis, viaturas de polícia ou ambulâncias de pequeno porte se fossem derrubadas as restrições ao uso em veículos leves. Não faz tanto sentido dar tanta ênfase à dependência do transporte coletivo pelo Diesel como pretexto para a manutenção de entraves burocráticos injustificáveis na atual conjuntura, principalmente enquanto soluções devidamente adequadas para minimizar o problema como é o motor traseiro vem sendo sistematicamente negligenciadas.

quarta-feira, 13 de julho de 2016

Reflexão: até que ponto um motor de ignição por faísca se mantém realmente mais simples que um Diesel de desempenho comparável?

Não é incomum ouvirmos em defesa da ignição por faísca que os motores de 4-tempos operando no ciclo Otto equipados com esse sistema são "mais simples" como uma justificativa para que permaneçam em evidência. Mas os dias do Fusca ficaram para trás, e alguns conceitos que pareciam imutáveis hoje são desafiados pelo que há de mais avançado em sistemas de gerenciamento de motores, injeção eletrônica sequencial, injeção direta, injeção dupla, indução forçada, comando de válvulas variável e outros tantos artifícios que marcam presença em automóveis e utilitários modernos. Cabe lembrar até que muito do que se vê em termos da recente evolução vivenciada pelos motores de ignição por faísca veio após o sucesso no Diesel, como a massificação do turbocompressor e da injeção direta. Isso para não entrar ainda no tópico de sistemas de tração híbridos que também tem seus graus de complexidade mas são um capítulo à parte.

Um caso digno de nota é o da Lexus, marca de luxo da Toyota, que atualmente tem usado um motor dotado de turbocompressor, injeção dupla e comando de válvulas variável capaz de induzir o efeito Atkinson em algumas condições, o motor 8AR-FTS de 2.0L que já equipa no exterior séries tão diversas quanto a IS e a NX, tendo iniciado a presença no mercado brasileiro pelo modelo NX200t. A presença do turbo nem pode ser considerada um pretexto para expor o quão mais complexos vem se tornando os motores de ignição por faísca, e também os comandos de válvulas com variação de fase já começam a ganhar expressividade em alguns motores Diesel mais recentes, mas a injeção dupla já salta aos olhos. A princípio seria chover no molhado dizer que combustíveis voláteis como a gasolina, o etanol, o gás natural e também o gás liquefeito de petróleo (GLP - "gás de cozinha" que no Brasil é proibido para uso rodoviário), se comportam de forma muito distinta do óleo diesel convencional e substitutivos como o biodiesel, e portanto diferentes estratégias devem ser observadas com o intuito de aproveitar melhor as propriedades de cada combustível, reduzir o consumo e ainda minimizar as emissões. Focando na gasolina, que necessita passar pela vaporização antes de sofrer ignição por meio da centelha gerada nas velas, nos motores de ignição por faísca com uma concepção arcaica tradicional o meio mais comum ainda é através da absorção de calor latente na massa de ar de admissão quando administrada através de um dispositivo formador de mistura ar/combustível, que pode ser tanto um carburador quanto uma injeção eletrônica. Com a injeção direta, que até guarda algumas semelhanças com o método empregado por motores Diesel, recorre-se às altas pressões de injeção e uma fina atomização do combustível, de modo que o calor latente de vaporização é absorvido do ar previamente aquecido por compressão. Ainda que dificilmente sejam tão extremas quanto as que podem ser observadas num motor Diesel, é comum que se recorra a taxas de compressão mais elevadas ao operar com a injeção direta, tanto para obter aquecimento aerodinâmico para induzir a vaporização quanto para melhorar o desempenho com um menor temor pela detonação e pré-ignição com uma mistura ar/combustível mais pobre (proporção menor de combustível em relação à massa de ar admitida).
No entanto, o advento da injeção direta trouxe para a ignição por faísca alguns problemas que já tiravam o sono de operadores de veículos com motor Diesel equipados com EGR, notadamente o acúmulo de sedimentos e deposição de carbono no coletor de admissão, além de intensificar a formação de material particulado fino e óxidos de nitrogênio (NOx). O motor 8AR-FTS pode eventualmente dosar uma proporção entre a injeção indireta e a injeção direta que contorne os riscos de detonação ao mesmo tempo que permite uma solubilização mais apurada de vapores oleosos provenientes da ventilação positiva do cárter junto à mistura ar/combustível para que sofram uma combustão mais completa. Se o turbo estivesse ausente, não se poderia deixar de observar também o efeito Atkinson resultante de um prolongamento no tempo de abertura das válvulas de admissão que avança pelo tempo de compressão, de forma que este torne-se efetivamente mais curto que o tempo de potência (ou "expansão", que seria a última fase desse tempo) sem ter de recorrer à complexa articulação existente no virabrequim de um motor do ciclo Atkinson. Com uma parte do ar, ou de mistura ar/combustível, retornando para o coletor de admissão, a compressão dinâmica torna-se numericamente inferior à compressão estática, afastando o risco de detonação e ao mesmo tempo proporcionando um resfriamento da carga de ar de admissão e uma maior concentração do oxigênio de forma análoga à que seria obtida com a injeção suplementar de água com algum álcool que encontra adeptos em aplicações de alto desempenho para motores Diesel ou da suplementação com gás natural que ainda é pouco explorada no Brasil mas já faz a alegria de operadores comerciais mundo afora. A emulação do ciclo Atkinson é um recurso muito comum entre os automóveis híbridos, como o Lexus CT200h.
Porém, a mesma descompressão que leva a uma maior eficiência minimizando perdas por bombeamento também acarreta num impacto negativo sobre o desempenho embora a presença de um motor elétrico torne esse efeito colateral de certa forma menos perceptível. A bem da verdade, apesar de só ter ganhado visibilidade junto ao grande público com o sucesso comercial de alguns carros híbridos, a estratégia de alterar a abertura das válvulas de admissão para que se obtenha o efeito de um tempo de potência prolongado com relação à compressão não é muito nova. Na década de '40 o americano Ralph Miller já defendia tal recurso, mas com o uso de um compressor mecânico (supercharger ou "blower") que não apenas servia como uma forma de indução forçada mas também provocava uma retenção da massa de ar dentro dos cilindros ao invés de um retorno ao coletor de admissão, no que ficou conhecido à época como "ciclo Miller" e foi muito mais comum em embarcações e equipamentos estacionários/industriais que em automóveis. Um dos poucos modelos que em alguns mercados oferece um motor operando no "ciclo Miller" é o Nissan Versa Note quando equipado com o motor HR12DDR de 1.2L e 3 cilindros.

Por mais que alguns consumidores ainda vejam o Diesel com algum preconceito, associando-o tanto à rusticidade e aspereza de máquinas agrícolas antigas quanto a sistemas de pós-tratamento de gases de escape cada vez mais complexos e sensíveis à qualidade do combustível e demais insumos utilizados, seria injusto ignorar que um motor do ciclo Otto de concepção avançada também apresente algumas características nem tão desejáveis e que possam se mostrar desfavoráveis no tocante a uma manutenção que poderia ser reputada mais simples num equivalente mais antigo. Já não se produzem mais Fuscas e calhambeques que podiam ser consertados em praticamente qualquer fundo de quintal. Enfim, se antes poderia até ser considerada uma meia-verdade, presumir que um motor de ignição por faísca vá ter sempre uma maior simplicidade diante de um Diesel com desempenho comparável tornou-se uma mera ilusão...