sexta-feira, 13 de março de 2015

Turbinas a gás: ainda distantes da condição de sucessoras do Diesel

Desde a década de '40 do século passado, as turbinas a gás tem despertado fascínio e sido apontadas como o futuro dos motores de combustão interna. A relação peso/potência, mais favorável em comparação aos motores a pistão, fez com que tivesse rápida aceitação na aviação, e posteriormente viesse a ser adotada também em sistemas de propulsão naval. Apesar de ter se mostrado tecnicamente viável em automóveis como o esportivo Howmet TX e a série de protótipos Chrysler Turbine, e também na motocicleta Y2K, a aplicação em veículos terrestres permanece mais restrita a tanques de guerra, como o M1 Abrams.

Uma turbina com peso de apenas 77kg como a Continental TS325-1 usada no Howmet TX já pode gerar 350cv de potência e 880N.m de torque, valores comparáveis a um motor já na faixa de 500kg como o Cummins ISB5.9 que equipava as caminhonetes Ram, além de ter uma maior elasticidade e poder operar com uma transmissão muito mais simples e também mais leve. A relativa simplicidade de construção de uma turbina, que chega a ter 80% menos partes móveis em comparação a um V8 americano tradicional (60 contra 300), baixo consumo de óleo lubrificante e ausência de vibrações, também soava atrativa. O elevado custo de produção, devido às altas temperaturas operacionais que requerem o uso de materiais especiais para lidar com as altas temperaturas do processo de combustão, já pode ser contornado com o recente desenvolvimento de revestimentos cerâmicos aplicáveis à câmara de combustão.

Na atualidade, o peso e volume contidos fazem com que microturbinas despontem como uma solução para o acionamento de geradores em automóveis híbridos em série (aqueles que tem a tração somente elétrica, com o motor a combustão acionando apenas o gerador, ao contrário dos híbridos em paralelo onde tanto o motor a combustão quanto um ou mais elétricos servem para fins tracionários). A adaptabilidade a combustíveis alternativos também merece algum destaque, visto que uma turbina pode operar com gasolina sem chumbo, querosene, óleo diesel convencional, biodiesel, óleos vegetais e gorduras, além de metanol, etanol e combustíveis gasosos sem a necessidade de uma injeção-piloto ou aditivos promotores de ignição. No caso do etanol, funciona bem até com concentrações em volume inferiores ao mínimo de 80% necessário para em motores a pistão, tanto que um ex-presidente mexicano chegou a conduzir um Chrysler Turbine usando tequila como combustível durante um teste, e o mesmo experimento poderia ser facilmente replicado usando cachaça...

Ainda que à primeira vista uma turbina aparente ser uma solução "milagrosa", há de se considerar outros aspectos. Além do custo de produção elevado, a manutenção não é lá tão barata, e torna-se cada vez mais complicada quando se leva em consideração a série de aperfeiçoamentos necessária para tornar a dirigibilidade de um veículo terrestre com motor de turbina a gás mais próximo do que o público está acostumado. Outro problema é a sensibilidade mais exacerbada à operação em ambientes severos, como pode ser constatado diante da saturação mais intensa do filtro de ar em locais com muita poeira. O risco de danos por ingestão de objetos estranhos (F.O.D. - Foreign Object Damage) tem levado a um ressurgimento no interesse pelos motores Diesel até mesmo na aviação geral...

3 comentários:

  1. Acho mais fácil voltar com o motor 2 tempos do que botarem turbina em carro normal. Em avião e barco eu até entendo usarem turbina mas em lugar com muita poeira é pedir para dar problema.

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  2. Turbina serve para navio mesmo, mas em carro seria loucura.

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    1. Pois é, num navio acaba sendo viável até a instalação de algum sistema de recuperação de energia térmica por meio de vapor, como também se usa em algumas usinas termelétricas.

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Nem sempre é viável manter as relações de marcha originais após converter um veículo para Diesel, em função dos regimes de rotação diferenciados. Portanto, uma alteração das relações de diferencial ou até a substituição do câmbio podem ser essenciais para manter um desempenho adequado a todas as condições de uso e a economia de combustível.

It's not always viable to retain the stock gear ratios after converting a vehicle to Diesel power, due to different revving patterns. Therefore, some differential ratio or even an entire transmission swap might eventually be essential to enjoy a suitable performance in all driving conditions and the fuel savings.

Mais informação sobre relações de marcha / more info about gear ratios
http://dzulnutz.blogspot.com/2016/03/relacao-de-marcha-refletindo-sobre.html