Diesel de cana

A cana de açúcar serve de matéria-prima para diversos produtos, como cachaça, açúcar, etanol, e até papel feito com a cana de açúcar. Em 2010 mais um derivado aparece: o diesel de cana. Desenvolvido pela empresa californiana Amyris, posto em prática numa parceria com a Votorantim Novos Negócios (VNN) e a Usina Santa Elisa, de Sertãozinho-SP. A meta inicial era de produzir 400 milhões de litros no primeiro ano e 1 bilhão de litros em 2012. O sucesso do novo combustível superou as expectativas, e nesse momento é um dos grandes destaques da exposição Rio +20, atendendo ao abastecimento das frotas de demonstração de diversas empresas participantes, como o Grupo PSA (Peugeot/Citroën) nos automóveis Peugeot 3008 Hybrid4 e Citroën DS5 Hybrid4 (mesmo modelo do atual veículo presidencial francês), Volvo (com a primeira versão nacional do ônibus híbrido Hibribus), Mercedes-Benz (com diversos modelos de ônibus) e Volkswagen/MAN Latin America (combinando o combustível e o gás natural no mesmo motor).


Mas como funciona?


O processo é muito semelhante ao da produção de etanol, e utiliza leveduras (um tipo de fungo microscópico também usado na panificação e na indústria cervejeira) para fermentar os açúcares da cana e secretar etanol. A diferença essencial, e grande inovação introduzida pela Amyris, está no DNA da levedura, geneticamente modificado para secretar diesel ao invés de etanol.

"Não é biodiesel. É diesel mesmo", diz o biólogo Fernando Reinach, diretor-executivo da VNN, fundo de investimento de risco do grupo Votorantim, financiadora de parte da pesquisa. Resulta da fermentação uma molécula chamada farneceno, com 12 átomos de carbono, com todas as propriedades essenciais do diesel de petróleo, exceto as indesejadas como a mistura de enxofre.

Enquanto o diesel de petróleo e o biodiesel de óleos vegetais constituem misturas de várias moléculas, o diesel de cana tem apenas o farneceno, que pode ser usado diretamente no motor. Segundo o diretor-executivo da Amyris, o português John Melo, o diesel de cana é "um combustível super puro".

O diesel de petróleo é muitas vezes apontado como o mais poluente dos combustíveis fósseis, devido ao problema da formação de material particulado. O diesel de cana-de-açúcar, além não conter enxofre, o que reduz o impacto sobre a poluição urbana e a ocorrência da chuva ácida, mantém um ciclo fechado do carbono que emite para a atmosfera por este ser reabsorvido durante o crescimento da cana-de-açúcar nas lavouras, reduzindo o impacto no aquecimento global. Após a colheita e moagem da cana, o carbono é convertido novamente em combustível, reemitido, reabsorvido e assim por diante.

A cana não tem óleo, ela apenas fornece o açúcar necessário para alimentar as leveduras que vão produzir o combustível. O processo é completamente diferente da produção do biodiesel, que é processado a partir de óleos vegetais, como de soja e mamona.

Segundo Reinach, mais de 15 genes transformam a levedura numa "fábrica biológica" de diesel, e a espécie é a mesma da fermentação do etanol (Saccharomyces cerevisiae).

Potencial

A idéia, a princípio, é o diesel de cana entrar no mercado como um adicional ao diesel de petróleo, e não como um concorrente, pois a produção inicial é muito pequena. O Brasil consome cerca de 45 bilhões de litros de diesel, dos quais 5 bilhões são importados. "Se acabarmos com a importação já será um enorme sucesso", pondera Melo, que antes da Amyris presidiu a BP Fuels nos Estados Unidos.

As adaptações necessárias nas usinas para produzir diesel em vez de etanol são mínimas. De certo modo, basta trocar a levedura no fermentador. Dentro de alguns anos, prevê Reinach, os usineiros poderão optar por produzir o que for mais vantajoso (etanol, diesel ou açúcar) com grande flexibilidade.

O diesel de cana desponta como mais uma opção dentre as energias renováveis que o mundo procura para substituir os combustíveis fósseis, principais responsáveis pelo aquecimento global. A cana já oferece duas dessas opções: o etanol e o bagaço, atualmente queimado para produção de energia elétrica mas que apresenta potencial para ser convertido em etanol celulósico (o chamado "etanol de 2ª geração"). Agora, são três (etanol, diesel e biomassa), podendo chegar a quatro, cinco, ou até seis. De acordo com Reinach, as mesmas técnicas de engenharia molecular permitem induzir a levedura a gerar quase qualquer molécula orgânica.

A Amyris já vem desenvolvendo combustível aeronáutico para a Força Aérea Norte-americana, e além do diesel, tem planos de produzir gasolina também a partir da cana-de-açúcar.

Fonte: Gazeta do Povo

EGR e SCR: algumas considerações sobre os principais sistemas de controle de emissões

Com a recente implementação das normas de emissões Proconve P7, análogas à Euro-5, um novo questionamento passou a fazer parte das conversas sobre motores Diesel: se o melhor sistema de controle de emissões era o SCR ou o EGR. Na prática, cada um tem respectivas vantagens e desvantagens...

Uma estratégia particularmente interessante é a da Scania, que na Europa tem oferecido ambos os sistemas como opção, de acordo com as necessidades do operador. Já no mercado brasileiro, consolidou-se o SCR como padrão em toda a linha da Scania, pesando para tal decisão a grande variação na qualidade do óleo diesel comercializado no país, e da disponibilidade ainda limitada do Diesel S-50. Combustíveis com alto teor de enxofre podem danificar a válvula do EGR mais facilmente, além de aumentar a acidez do óleo lubrificante e reduzir a vida útil do mesmo...

Já o SCR, apesar de não ter o funcionamento comprometido de forma tão significativa caso seja usado um óleo diesel de especificação inferior, requer o uso de uma solução aquosa de uréia conhecida como AdBlue (nomenclatura adotada pela Mercedes-Benz), Arla32 (Agente Redutor Líquido Automotivo com 32% de uréia) ou DEF (Diesel Exhaust Fluid) a ser injetado no escapamento, mais precisamente na carcaça do filtro de particulados (DPF) numa proporção entre 1% a 5% do volume de combustível consumido. A maior vantagem é que esse dispositivo não interfere negativamente no consumo nem no desempenho, ainda que em caso de falta do Arla32 o sistema de autodiagnóstico de falhas faça com que a central de gerenciamento do motor reduza potência e torque na ordem de 20 a 40% para manter os níveis de poluição dentro dos limites.

No entanto, por demandar um reservatório a mais, agregando peso ao veículo, é considerado muitas vezes um estorvo com potencial para comprometer a rentabilidade, e acaba sendo até mais problemático em ônibus rodoviários em virtude da redução no espaço disponível para a montagem dos bagageiros.

Já o EGR, por sua vez, em função do layout mais compacto e do menor peso agregado, acabou consolidado junto aos veículos leves. Demorou a ganhar o mercado brasileiro devido à antiga especificação do óleo diesel, com teor de enxofre entre 10 (S-500) e 36 (S-1800) vezes mais elevado que o atual S-50, mas acabou tornando-se padrão nas pick-ups médias atualmente disponibilizadas. Curiosamente, por mais que se apontem efeitos negativos do EGR no desempenho, remapeamentos de injeção eletrônica fizeram com que potência e torque atingissem valores mais elevados - por exemplo, a Nissan Frontier foi de 172cv a 190cv. Também não é incomum encontrar relatos sobre aumentos no consumo em ordem de 3% em função da presença do EGR, dispositivo que ironicamente começou a ser adotado em 1973 visando diminuir o consumo em motores de ignição por faísca numa reação à instabilidade político-social no Oriente Médio...

O primeiro EGR totalmente funcional foi introduzido no mercado americano pela Chrysler e, ao contrário de alguns sistemas improvisados anteriormente com uma simples mangueira conectando os coletores de escape e admissão, já trazia refrigeração dos gases de exaustão e a dosagem controlada por uma válvula acionada pelo vácuo do coletor de admissão. Hoje é mais comum o acionamento termostático, a partir de um momento que a temperatura de operação encontra-se estabilizada.

No caso dos Diesel, a intenção com o EGR é reduzir a temperatura de combustão mediante a mistura de gases inertes para uma menor formação de óxidos de nitrogênio. Porém, as menores temperaturas acabam sendo apontadas como problemáticas para o uso de combustíveis alternativos e mais propícias à formação de material particulado, mascarada pelo uso simultâneo do filtro de particulados (DPF) além de denotar uma combustão menos completa e por conseguinte um prejuízo à eficiência...

Na prática, por mais que inicialmente causasse preocupações quanto à disponibilidade do Arla32, principalmente em aplicações rodoviárias de longas distâncias, a longo prazo a economia de combustível e não depender exclusivamente do Diesel S-50 faz do SCR uma opção adequada para manter as emissões sob controle em veículos pesados, sem representar uma ameaça tão gritante à rentabilidade em operação comercial, enquanto o EGR acaba sendo a opção mais viável em veículos leves devido ao espaço mais restrito.

Uma reflexão sobre a real importância dos "Pôneis Malditos"

"Pôneis malditos, pôneis malditos, venham com a gente atolar..." A melodia de um jingle adotado em anúncios da caminhonete Nissan Frontier para destacar a potência mais alta da categoria, característica cada vez mais apreciada por consumidores que adotam o veículo para uso particular, pode levar a uma reflexão sobre a real necessidade de motores de alto desempenho para muitos usuários de pickups. Uma boa comparação pode ser feita com veículos que permanecem mais restritos a aplicações comerciais, como o furgão Renault Master, no qual versões mais "mansas" do mesmo motor Nissan YD25DDTi usado na Frontier alcançam 150km/h num veículo ainda menos aerodinâmico sem tanto esforço. Pode não servir para inflar o ego de um aspirante-a-piloto, mas já permite um desempenho acima dos limites do bom senso e da segurança nas precárias rodovias da República das Bananas...

Já faz algum tempo que os motores Diesel vem ganhando espaço como sendo mais do que uma simples ferramenta de trabalho, conquistando mesmo usuários que antes o julgavam como "coisa de trator", e portanto não abriam mão de um sedento motor a gasolina em veículos particulares. No entanto, já fazem mais de 10 anos que a rápida evolução vem fazendo o ciclo Diesel ter uma participação ainda mais forte no mercado de pickups e sport-utilities. Tal fenômeno pode ser creditado, em parte, aos substanciais acréscimos na potência, bem como a melhorias nos níveis de NVH - Noise, Vibration and Harshness, ruído, vibração e aspereza muitas vezes citados como fonte de desconforto. Para efeito comparativo, pode ser tomada como base a Chevrolet S10: em 1999 a oferta de motores incluía um 2.2L de 4 cilindros a gasolina e 8 válvulas compartilhado com a versão brasileira do Opel Vectra B (diferente do Vortec 2200 americano por trazer o comando de válvulas no cabeçote) mas com mapeamento de injeção eletrônica alterado para priorizar o torque e limitado a 116cv, o Vortec 4300 (4.3L V6) ainda muito enaltecido por corporações policiais com vigorosos 180cv, e finalmente entre os motores Diesel havia inicialmente um Maxion HSD 2.5L de injeção indireta e 95cv compartilhado com versões mais básicas da Mercedes-Benz Sprinter mas que no mesmo ano deu lugar ao MWM Sprint 4.07 TCA 2.8L de injeção direta e 132cv. Se para o público-alvo da S10 um motor Diesel mais vigoroso era interessante como uma opção mais econômica ao V6, na austera Sprinter o Maxion continuou satisfatório até 2002 quando normas ambientais Euro-2 entraram em vigor no mercado brasileiro.

No caso da S10, o Sprint 4.07 já começava a ameaçar a hegemonia do Vortec 4300, e apesar do torque quase imperceptivelmente inferior (até aceitável num motor cerca de 34% menor) mas melhor distribuído o desempenho havia atingido uma melhora tão substancial em comparação com o Maxion 2.5L que a partir de 2001 com o lançamento da S10 "pitbull" o V6 foi perdendo espaço a ponto de haver resistido apenas na Blazer até 2004. Aos saudosistas, vale lembrar que a nova S10 lançada em 2012 veio dotada do motor 2.8CDTi (também citado ocasionalmente como Duramax 2.8) que igualou os 180cv das S10 4.3 V6 mas com um torque proporcionalmente comparável a alguns V8 a gasolina...

Para muitos usuários, que ainda aplicam as pickups para fins profissionais, porém, os acréscimos de potência não chegam a ser tão relevantes, sobretudo ao se considerar o custo inicial mais elevado que invariavelmente acompanhou as evoluções dos motores Diesel ao menos durante estágios iniciais de implementação das mesmas.

Um bom exemplo desse fenômeno pode ser percebido hoje em modelos como o Hyundai HR, no qual o vetusto motor Mitsubishi 4D56 sobrevive numa versão de 100cv, sem tantas diferenças em comparação com a versão de 87cv que equipou a Mitsubishi L200 de 2ª geração, e durante a década de 90 foi uma das primeiras caminhonetes a oferecer turbocompressor como equipamento de série no mercado brasileiro.

Vale lembrar que no Hyundai HR o motor ainda faz uso da injeção indireta, que devido às pressões mais baixas viabiliza o uso de um hardware mais simples e por conseguinte mais barato, o que atrai usuários profissionais apesar da injeção direta ser mais favorável à economia. Ironicamente, em outros mercados o 4D56 ainda é usado na atual geração da L200, tanto em versões ainda mais modestas sequer providas de turbo e orientadas basicamente ao uso profissional quanto em outras que incorporando duplo comando de válvulas, turbo, intercooler e injeção direta (eletrônica common-rail) oferecendo desempenho melhor que o 4M41 de 3.2L atualmente em uso na brasileira, bastante apreciada para fins recreativos.

A bem da verdade, para uma parcela significativa de consumidores brasileiros o 4D56 já estaria satisfatório, até mesmo o "maçarico" (sem turbo) com 78cv ainda usado em versões da própria L200 e na van L300 destinadas a mercados do sudeste asiático, África e Oriente Médio caso conseguisse cumprir as atuais normas de controle de emissões. É lógico que se abriria mão da evolução no desempenho, mas a desvantagem do Diesel no custo de aquisição seria mais amortizada sem anular a maior economia de combustível em comparação com modelos movidos a gasolina...

Um caso particularmente intrigante é o das versões brasileiras das pickups full-size Ford Série F Superduty: lançadas no final de 1998, eram todas oferecidas com o mesmo motor Cummins B3.9 (4BT) de 141cv, opcional na F250 e padrão na F350 e na F4000 (equivalente à F550 americana), mas já em 1999 a F250 passava a contar com o MWM Sprint 6.07 TCA de 6 cilindros e 180cv enquanto os modelos maiores e mais direcionados ao mercado profissional permaneciam com o motor antigo, que em 2005 foi limitado a 120cv em função da entrada em vigor das normas Euro-3. Na F250 passou a ser usada uma versão do Cummins com 203cv e gerenciamento eletrônico pelo mesmo motivo. Teoricamente, na F350 e na F4000 os motores mais vigorosos seriam ainda mais desejáveis que na F250, mas na prática o público-alvo os rejeitava em função do custo inicial superior enquanto o B3.9 de injeção mecânica cumpria bem a função...

Há mais de 20 anos atrás, não era difícil encontrar caminhões leves com motores que sequer superavam a barreira dos 100cv, como o Mercedes-Benz 608-D, o clássico "Mercedinho", equipado com o praticamente indestrutível motor OM-314 de 4 cilindros, 80cv e 3.8L que atendia perfeitamente às demandas de um veículo para serviços em ambiente urbano e eventuais percursos rodoviários mantendo a velocidade de cruzeiro de 80km/h. Vale destacar que, em uma época na qual a Crise do Petróleo ainda causava temor, não era incomum a adaptação de motores Diesel nessa mesma faixa de potência em pickups full-size originalmente equipadas com grandes motores do ciclo Otto movidos a gasolina ou etanol entre 6 e 8 cilindros com cilindrada superior aos 4.0L e mais de 130cv sem grandes sacrifícios ao desempenho considerando fatores como peso bruto total, aerodinâmica e relações de marcha.

Também pesavam a favor dos motores Diesel, além da economia, a menor sensibilidade a ambientes extremos, vantagem ainda hoje bastante apreciada mas um tanto questionada nas novas gerações de motores devido à presença cada vez mais ampla do gerenciamento eletrônico, que se por um lado pode ser considerado um dos principais fatores que viabilizaram as altas faixas de potência hoje disponíveis por outro acabou representando um acréscimo significativo no preço devido à maior complexidade e acaba desagradando a alguns usuários que necessitam do veículo apenas para trabalhar...

Na prática, ao mesmo tempo que muitos consumidores apreciem a farta potência que atrai até fãs dos vigorosos V8 americanos para o mercado de veículos Diesel, outros tantos mostram que ainda há um vasto espaço para que modelos com um conjunto mecânico mais modesto sigam marcando presença...

Uma reflexão sobre o mercado americano, veículos leves e o ciclo Diesel

Com um dos mercados mais importantes para a indústria automobilística a nível mundial, os Estados Unidos apresentam uma curiosa contradição no tocante à oferta de veículos com motor Diesel.

Ainda que uma questão cultural seja constantemente apontada como a causa de uma alegada rejeição por parte do público consumidor, a pouca disponibilidade de veículos leves com motor Diesel levada adiante basicamente por fabricantes de origem alemã como Volkswagen, Mercedes-Benz e mais recentemente a BMW representa um empecilho mais significativo para um aumento da participação dos mesmos no mercado local, fazendo com que o ciclo Diesel acabe mais restrito a veículos comerciais pesados, onde a rentabilidade é inquestionavelmente superior.

Muitas vezes é levantada a hipótese da partida a frio acabar atrapalhando uma maior inserção do Diesel por lá, mas ao considerar a intensa participação desse tipo de motor no mercado europeu e os conseqüentes desenvolvimentos em sistemas auxiliares de pré-aquecimento atenua eventuais dificuldades relacionadas...

Ainda que a legislação federal americana não tenha as mesmas restrições arbitrárias por capacidade de carga e tração, há a exigência de compatibilidade à plataforma eletrônica OBD-II (Diagnóstico On-Board de 2ª geração) em veículos fabricados a partir de 1995.

Assim, automaticamente marginalizam-se algumas adaptações de motores com gerenciamento totalmente mecânico que vêm recentemente popularizando-se junto a usuários de pick-ups full-size, como o Cummins B3.9 (também conhecido como 4BT ou 4BT-A), Isuzu 4BD1-T e 4BD2-TC e alguns outros de especificação estacionária/industrial como o Kubota V-3800 muito usados em tratores e portanto facilmente encontráveis por bons preços em desmanches próximos a “belts” agrícolas, estes próprios um caso à parte em função do tipo de certificação junto à EPA (Environment Protection Agency, uma espécie de IBAMA americano) vetar o uso em vias públicas.

Em função de entraves burocráticos, muitos consumidores sofrem com o aparente desinteresse de fabricantes locais e importadores instalados por lá quanto às vantagens do Diesel em veículos leves, problema agravado pelos regulamentos da EPA claramente mais favoráveis aos motores de ignição por faísca e que de um modo geral tornam mais penosos os processos de homologação de veículos para uso em vias públicas, ainda que aplicações não-rodoviárias sofram menos restrições quanto às emissões, como o segmento náutico.

Na verdade, até no uso rodoviário podem ser observadas bizarras discrepâncias: como alguns motores são homologados para o uso em caminhonetes, enquadradas em categorias diferenciadas de fiscalização de emissões, por mais que tenham um impacto ambiental menor que os tradicionalmente megalomaníacos V-8 a gasolina, pela letra da lei tem o uso menos estimulado em automóveis de passageiros.

Um fator que dá aos grandes V-8 uma notável popularidade é o uso recreacional de veículos utilitários, como por exemplo para rebocar trailers de camping ou carregar motocicletas e quadriciclos off-road, por exemplo. Para tanto, torque abundante se mostra ainda mais fundamental, mas vale destacar que não é tão raro mesmo um motor Diesel de 4 cilindros com cerca de metade da potência e capacidade cúbica entre 20 e 30% inferior igualar - ou muitas vezes superar – o torque de um V-8 já a giros mais baixos, além de ter uma manutenção mais simples. Vale destacar que o uso do turbocompressor, já consagrado nos Diesel mas ainda não muito apreciado nos concorrentes a gasolina, muitas vezes acaba beneficiando de forma mais intensa por tornar a curva de torque mais plana, ampliando a faixa útil de rotações.

Também se faz importante recordar que numa pickup full-size a economia proporcionada pelo uso de motor Diesel pode alcançar os 50% sem maiores dificuldades...

Também é notável o caso dos veículos usados em áreas de mineração subterrânea: além da questão de segurança contra incêndios e explosões, o ambiente das galerias é crítico devido ao potencial acúmulo de ar viciado, levando a uma preocupação ainda maior com as emissões e que acaba por exigir o uso de sistemas de ventilação forçada para renovação do ar, e ao contrário da crença ainda muito difundida em função de antigos problemas relacionados às emissões de material particulado o uso de motores Diesel em veículos de serviço tem contribuído para a redução na potência requerida de sistemas de renovação de ar, muitas vezes também acionados por meio de motores Diesel, e assim, o processo logístico-operacional das minas passa a ser simplificado, já contribuindo para um footprint mais modesto por conta da menor demanda por recursos energéticos para a manutenção dos trabalhos.

Porém, devido à ineficiente burocracia, tais resultados que poderiam beneficiar o consumidor com um impacto ambiental menor que a problemática geração de automóveis híbridos acabam engavetadas.

Um exemplo digno de destaque é a pick-up Toyota Tacoma, de porte similar à Hilux: algumas empresas especializadas em equipamentos para mineração oferecem conversões do modelo para Diesel, mediante a adaptação motores como o Cummins QSB3.3, que mesmo apresentando índices de poluição do ar menores frente aos motores a gasolina com os quais a caminhonete é originalmente disponibilizada, não tem o uso permitido em vias públicas apenas pela falta de certificação do motor para tal finalidade junto à EPA.

Por mais que se faça necessário o cumprimento de normas federais para a comercialização dos automóveis em território americano, alguns estados adotam regimes de fiscalização menos rigorosos quanto às inspeções, facilitando as “dieselizações” clandestinas. Numa demonstração de um bom-senso que falta à EPA, muitas vezes a necessidade de aprovação por um “smog referee” antes da modificação ser averbada no documento do veículo acaba provando que a superioridade técnica do Diesel é mais benéfica ao meio-ambiente que a arrogante ignorância da EPA...

Outro ponto a se considerar com relação ao mercado americano é a dependência de petróleo importado de áreas politicamente instáveis, como o Oriente Médio: a maior adaptabilidade do ciclo Diesel a combustíveis alternativos como o biodiesel, o etanol ou mesmo óleos de cozinha saturados (algo que claramente não falta num país viciado em fast-food) pode proporcionar uma redução considerável nas remessas de dinheiro para territórios estrangeiros onde existe um sentimento anti-americano muito intenso, muitas vezes financiando ações hostis como o terrorismo islâmico.

Na prática, mesmo com o óleo diesel tendo no mercado americano um preço atualmente mais próximo da gasolina premium, os motores de ciclo Diesel ainda mostram-se vantajosos sob diversos aspectos...