Salientando algumas peculiaridades que podem dificultar a conversão de uma motocicleta

Atendendo a sugestão da leitora Maria Allyce Manhaes, que manifestou o desejo de converter para Diesel uma motocicleta Honda CBR 450SR (imagens meramente ilustrativas), convém levantar alguns tópicos que podem vir a ser relevantes para orientar um projeto semelhante. Vale salientar que, num país onde até carros com motor Diesel ainda são rodeados de algum tabu depois de quase 4 décadas alijados do mercado nacional, às vezes quem demonstra interesse em converter uma moto para o Diesel é tratado como louco de hospício...

Converter um motor originalmente de ignição por faísca e 4-tempos (ciclo Otto) para o Diesel não é de todo impossível, como já foi provado em tantos motores automotivos que contam com uma grande intercambialidade de peças em versões movidas pelos mais diferentes combustíveis e operando em diferentes ciclos termodinâmicos, mas nunca foi uma prática muito comum nos motores motociclísticos apesar de uma possibilidade de amortizar o custo de desenvolvimento ao oferecer versões Diesel para outras aplicações diversas não apenas em motocicletas, triciclos, quadriciclos e assemelhados mas também em uma infinidade de equipamentos especiais onde um motor de peso contido e tamanho compacto fossem desejáveis. Encontrar um cabeçote de motor Diesel que possa ser adaptado ao bloco original do motor de uma Honda CBR 450SR visando a montagem de um motor "misto-quente" torna-se, portanto, uma missão hercúlea...

Para princípio de conversa, tradicionalmente as motocicletas de fabricantes europeus e asiáticos vem usando motores superquadrados, com o diâmetro dos cilindros maior que o curso dos pistões, e tal fator invariavelmente torna mais difícil a adoção de taxas de compressão mais elevadas embora não a inviabilize. A mesma característica também dá um caráter mais "girador" ao motor, o oposto do que normalmente é associado à imagem do Diesel para a quase-totalidade do público. Naturalmente, outros fatores como o formato dos pistões e do cabeçote também tem sua relevância na definição da taxa de compressão.

Deve-se levar em consideração também o tipo de injeção que viria a ser usado. Hoje predomina a injeção direta em motores Diesel, embora a injeção indireta ainda tenha seus defensores ferrenhos devido ao custo menor e a grande resiliência diante de oscilações na qualidade dos combustíveis. Os cabeçotes são diferentes, incorporando uma pré-câmara nos motores de injeção indireta, onde o combustível é injetado e já inicia-se o processo de combustão, favorecendo também o uso de óleos vegetais brutos como combustível e reduzindo efeitos danosos da combustão incompleta da glicerina como o acúmulo de resíduos polimerizados ao redor dos anéis de segmento nos pistões e contaminação do óleo lubrificante. Já a injeção direta, que apresenta maior eficiência ao operar com óleo diesel convencional e maior facilidade na partida a frio, dispensa a pré-câmara. Eventualmente, seria até possível arriscar o uso dos alojamentos das velas de ignição como porta-injetores ao converter o motor da motocicleta para Diesel com injeção direta...

Outro fator apontado freqüentemente como um empecilho a um projeto semelhante é a robustez do bloco, normalmente maior nos Diesel com o intuito de suportar as pressões internas mais elevadas que apresentam. Pistões, bielas e virabrequim em motores Diesel também costumam ser mais reforçados, e pesados, o que também os leva a apresentar faixas de rotação mais contidas em comparação a concorrentes de ignição por faísca. No entanto, é conveniente lembrarmos de motores como o Cummins N855/N14 popularmente conhecido como "Big Cam" e o Mazda SkyActiv-D, que apresentam taxa de compressão de 14:1, relativamente baixa frente ao que normalmente se espera de um Diesel.

Não se pode desconsiderar, ainda, que em motores de injeção mecânica é muito comum usar um lóbulo extra no comando de válvulas para promover a sincronização da bomba injetora, ou então fazê-lo por intermédio de polias e uma correia, ou por engrenagens. Num motor de motocicleta que tenha o câmbio integrado ao cárter, fica mais difícil resolver essa questão. Ambas as extremidades do virabrequim, que poderiam servir de parâmetro para medir a rotação e sincronizar a bomba injetora, ficam muito encobertas não apenas pela campana da embreagem de um lado mas também pelo gerador de eletricidade (estator ou magneto) do outro, e alterar o comando de válvulas para que também acione a bomba injetora teria um custo elevado. Como último recurso, um sistema de injeção eletrônica poderia até servir, tanto um common-rail quanto um "pumpe-düse" com bombas individuais integradas aos bicos injetores, mas não é tão fácil encontrar módulos programáveis que venham a servir para uma adaptação desse tipo. Mesmo alguns módulos muito populares para uso em veículos com motor de ignição por faísca preparados para competição, como os FuelTech, não são recomendados para motores Diesel pelos próprios fabricantes.

Há ainda que se observar a questão das faixas de rotação e relações de marcha: com uma relação mais curta, são necessárias mais rotações do motor para que haja uma volta da roda traseira. Assim, para que uma motocicleta repotenciada com motor Diesel operando a faixas de giro significativamente mais baixas tenha uma velocidade máxima mais próxima do original a gasolina, a relação tem de ser mais longa, e a tendência dos motores Diesel em gerar mais torque em baixa rotação acaba por minimizar prejuízos à aceleração e retomada. Por mais que pareça inicialmente confuso, uma relação mais curta é numericamente maior, enquanto uma mais longa é numericamente menor. Assim, pode-se afirmar que uma relação de marcha corretamente escalonada ainda permite que um motor Diesel mesmo com potência inferior ainda proporcione desempenho adequado, mesmo que mais modesto em comparação ao original a gasolina. Também seria possível recorrer a um turbocompressor para deixar a disputa mais equilibrada, mas aí já é outra discussão...

Enfim, para alguém que realmente faça questão de converter uma motocicleta para Diesel, ainda seria mais recomendável substituir o motor inteiro. O câmbio também seria outro desafio, visto que a maioria das motos modernas o traz integrado ao cárter do motor, e portanto seria inviável manter o original. Uma alternativa com boa relação custo/benefício seria o uso de uma embreagem centrífuga semelhante à usada na Mobylette e em algumas bicicletas motorizadas, que de certa forma proporciona um efeito análogo ao de um câmbio CVT e ocupa relativamente pouco espaço.

Motores a pistão: ainda tem espaço cativo no mercado aeronáutico?

Em virtude da relação peso/potência mais favorável, e da menor quantidade de peças móveis, os motores rotativos tipo turbina a gás, tanto turboélice quanto turbofan, tornaram-se até certo ponto onipresentes na aviação comercial. Por meio da sangria de ar dos compressores, também é possível suprir os sistemas de pressurização de cabine, climatização e ar condicionado, que viabilizam a operação em altitudes mais elevadas que proporcionam uma redução no consumo de combustível mas levariam passageiros e tripulação à morte se não houvesse a adequada pressurização da cabine e significativo desconforto em função das baixas temperaturas. Entretanto, as turbinas a gás não são exatamente simples, e requerem uma mão-de-obra mais especializada para a correta montagem e manutenção de modo a garantir uma operação segura. Uma simples palheta desbalanceada pode até derrubar um avião.

Vale destacar que, apesar do nome um tanto sugestivo, as turbinas a gás empregadas na aviação normalmente operam com querosene ao invés de combustíveis gasosos, e as duas principais fabricantes desse tipo de motor, mais especificamente a Rolls-Royce e a Pratt&Whitney, já desenvolvem projetos destinados à substituição total ou parcial do querosene de aviação tanto por bioquerosenes quanto por biodiesel e outros combustíveis mais direcionados ao uso em motores do ciclo Diesel. Considerando a presença maciça de motores Diesel em veículos e equipamentos usados nos serviços auxiliares do transporte aéreo, a logística simplificada pela adoção de um combustível único torna-se um dos principais atrativos sob um ponto de vista meramente comercial, sem entrar ainda no mérito das rígidas metas de controle e redução de emissões que vem sendo implementadas por autoridades aeronáuticas mundo afora e servindo de pretexto para restringir a operação de aeronaves consideradas "poluidoras" não apenas no tocante às emissões de gases mas também aos níveis de ruído.

Na aviação geral, o custo de aquisição mais baixo ainda leva a um uso mais amplo de motores alternativos, também conhecidos simplesmente como "motor a pistão", embora predominem o ciclo Otto e a gasolina AvGas (Aviation Gasoline), mais poluente que a gasolina destinada a aplicações automotivas devido ao teor de chumbo. Quando consideramos ainda as condições operacionais de aeronaves como o Embraer EMB-202 Ipanema, que voam a altitudes relativamente baixas para proporcionar um melhor controle da dispersão dos defensivos agrícolas a serem pulverizados, há diversos fatores que ainda favorecem os motores a pistão, desde a variação menos intensa na pressão atmosférica em função das altitudes menores até a saturação menos intensa do filtro de ar, além de uma diminuição nos riscos de danos inerentes à ingestão de objetos e partículas estranhas (FOD - Foreign Object Damage).

No entanto, pode-se dizer que há um oligopólio entre os fornecedores de motores a pistão para uso aeronáutico, com a Lycoming e a Continental despontando como as líderes de mercado. Fatores tão diversos quanto a preferência da aviação executiva pela imagem de sofisticação e modernidade atribuída à turbina a gás, bem como a maior dificuldade para suprir pressão pneumática em aeronaves equipadas com motor a pistão, os tornam menos desejáveis sob a óptica de muitos operadores tanto comerciais quanto privados. A prevalência de características mais primitivas, como a refrigeração a ar, também faz com que os principais motores a pistão homologados para uso aeronáutico sejam vistos com algum desdém. E apesar do custo de produção menor devido à ausência de radiador, bomba d'água e tubulações associadas à refrigeração líquida, não se pode ignorar que a refrigeração a ar acaba por ser menos homogênea, além dos níveis de ruído mais intensos e da maior dificuldade em redirecionar o ar de impacto aquecido pelo contato com o motor para aquecimento da cabine em função do elevado risco de saturação por monóxido de carbono (CO).

A adaptabilidade a combustíveis alternativos foi por muito tempo vista como excentricidade e tratada com algum descaso, mesmo diante da experiência bem-sucedida de uma versão movida a etanol do motor Lycoming IO-540 oferecida como opcional para o Embraer Ipanema, além de kits de conversão homologados por certificação suplementar de tipo para aplicação em aeronaves mais antigas equipadas com esse mesmo motor. E apesar do uso intenso de materiais leves, atualmente não apresentam relação peso/potência e potência específica (por um determinado volume de cilindrada, medida no Brasil usualmente em litros) muito superiores às de alguns motores automotivos mais recentes, além do gerenciamento eletrônico vir se mostrando confiável o suficiente para suplantar os carburadores e injeções mecânicas quando aplicáveis, levando a questionamentos em torno da coerência em permanecer usando um layout tão antigo que serviu de inspiração até mesmo para o rústico motor do Fusca.

Mas ainda pode-se dizer que há esperança para os motores a pistão no mercado aeronáutico, e o Diesel figura como protagonista nesse cenário. Por mais que predomine a imagem de motores excessivamente pesados e com faixas de rotação mais estreitas, outras características e peculiaridades inerentes ao projeto de cada motor devem ser levadas em consideração. Por exemplo, os regimes de rotação mais modestos acabam por dispensar em alguns casos o uso da caixa de engrenagens de redução entre o motor e a hélice, além do sistema de arrefecimento do motor servir também como provisão para aquecimento da cabine sem depender de um aquecedor suplementar, diminuindo a diferença de peso da instalação completa e efeitos sobre o centro de gravidade quando montado na aeronave. O ritmo de trabalho mais suave também tende a prolongar a durabilidade, podendo refletir em intervalos mais amplos entre revisões de motor ou procedimentos mais complexos como um overhaul. Ou alguém ainda duvida que o motor 2.0 MultiJet2 que equipa o Fiat Jeep Renegade fosse servir bem a um Cessna 172?

O motor Mercedes-Benz OM640, usado na 2ª geração do Mercedes-Benz Classe A, chegou a ter homologada para uso aeronáutico pela FAA e pela EASA uma versão modificada pela Thielert, atual Tecnify Motors, e comercializada pela Continental como CD-155. Esse motor já é oferecido no Cessna 172 Turbo SkyHawk JT-A, mas a homologação ainda é para o uso do querosene Jet-A como combustível ao invés do óleo diesel convencional. Além da provisão para aquecimento da cabine, e de contar com o turbocompressor que acaba por reduzir o decréscimo de potência em altitude, outras vantagens práticas são o menor consumo e a maior segurança contra incêndios e explosões devido ao ponto de fulgor mais alto do querosene em comparação com a gasolina. E mesmo custando mais que o óleo diesel convencional, o querosene hoje é disponível com mais facilidade em comparação à AvGas na maioria dos aeródromos.

Enfim, por mais que hoje estejam relegados a algumas operações bastante peculiares, que vão desde voos de instrução até a aviação agrícola, e em algumas regiões mais remotas servindo também ao transporte aeromédico apesar da ausência de pressurização da cabine, os motores a pistão ainda encontram espaço no mercado aeronáutico em nichos nos quais o alto custo, condições dos aeródromos e a manutenção um tanto complexa das turbinas a gás não as tornam tão convidativas...

Nota: a distorção na posição das pás da hélice deve-se ao fato do motor estar em operação na hora da foto

Autor das fotografias: Daniel Girald - Proibida a reprodução total ou parcial das imagens aqui expostas sem autorização prévia do autor. Para solicitar autorização, mandar mensagem reservada pelo formulário de contato disponível na barra direita da página.

Uma reflexão sobre o potencial do etanol para atenuar efeitos indesejáveis de uma liberação do Diesel para veículos leves

Um dos aspectos mais controversos apontados como um suposto pretexto para manter as atuais restrições ao uso de motores Diesel em veículos leves, o impacto de um aumento súbito na demanda pelo óleo diesel convencional para uso em veículos particulares sobre o preço do combustível é temido principalmente em função da incidência sobre os custos operacionais do transporte rodoviário e a pressão que viria a gerar sobre a inflação. No entanto, o alarmismo se mostra pouco fundamentado quando consideramos a maior eficiência do ciclo Diesel e a adaptabilidade ao uso de combustíveis alternativos.

Hoje, as opções para muitos consumidores dispostos a deixar a gasolina para trás se resumem ao etanol e ao gás natural, apesar deste último não sofrer a auto-ignição ao entrar em contato com o ar concentrado nas câmaras de combustão e aquecido pela compressão nos cilindros, tendo ainda o uso vetado em motocicletas, triciclos e similares. No entanto, ao aplicar o etanol em motores do ciclo Diesel, a maior eficiência térmica em comparação com os motores de ignição por faísca hoje predominantes permite redirecionar um volume considerável de combustível para suprir ao menos em parte a demanda por gás natural, cujo fornecimento no Brasil ainda é dependente de importações principalmente da Bolívia, ou mesmo reforçar os "estoques reguladores" de etanol para manter os preços mais equilibrados durante a entressafra da cana de açúcar. Nada impediria, ainda, que ressurgisse um interesse pelo etanol em aplicações utilitárias e comerciais, com a possibilidade de negociar os chamados "créditos de carbono" para rentabilizar a operação e também atenuar a pressão sobre o preço do óleo diesel convencional.

Não se pode esquecer que o etanol também pode ser usado como reagente na produção de biodiesel, embora normalmente o metanol seja considerado mais adequado para essa finalidade, mas seria incoerente ignorar o potencial do etanol para atender ao menos em parte a demanda por combustível para aplicações veiculares leves durante um período de transição. Até que o cultivo de oleaginosas destinadas especificamente para fins energéticos como o pinhão-manso (também conhecido como pinha-de-purga ou purgueira) estivesse devidamente consolidado, e o biodiesel atingido uma escala suficiente para suprir tanto os blends hoje obrigatórios no óleo diesel convencional e as frotas cativas que já o utilizam puro quanto atender a novos consumidores,o etanol combustível é uma boa alternativa para um país ainda muito dependente do setor agropastoril. Além de requerer pouca tecnologia para ser produzido, pode servir de pretexto para agregar valor a resíduos agrícolas diversos e eventualmente reaproveitar alguns gêneros alimentícios que tornam-se impróprios para consumo humano ao serem danificados nas operações de transporte.

Mesmo que o etanol celulósico (também conhecido como "etanol de segunda geração" ou "E2G") ainda seja visto com algum ceticismo, há muitos outros produtos agrícolas com uma concentração de amido ou outros açúcares e portanto podem ser usados para reduzir a dependência do setor sucroenergético pela cana de açúcar. Da mesma forma que mendigos e presidiários por todo o país fazem a chamada "Maria louca" com os recursos mais precários que se possa imaginar, nada impede que um determinado grau de descentralização atinja a produção de etanol com o uso de matérias-primas mais diversificadas adaptadas ao contexto das diferentes regiões como já vem ocorrendo com o milho no Mato Grosso. Casca de pêssego em Pelotas, bagaço de uva no Vale dos Vinhedos, resíduos do beneficiamento de arroz em Camaquã, não precisaria nem sair do Rio Grande do Sul para mencionar alguns subprodutos da agroindústria que não tem o potencial energético plenamente aproveitado...

Substratos secos provenientes da destilação do etanol podem ainda ser usados na alimentação animal, e em alguns casos apresentam digestibilidade e biodisponibilidade de proteínas superior em comparação à matéria-prima da qual derivam, e assim também proporcionam uma amortização mais rápida do investimento inicial para a produção do biocombustível, viabilizando uma eventual redução nos preços de modo a proporcionar maior competitividade sem tanta dependência por subsídios. E mesmo que a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) continue fomentando uma reserva de mercado para a Petrobras e mantendo o setor agroenergético um tanto oligopolizado e distante de alguns mercados consumidores, o etanol não deixa de ser mais uma possível opção para promover a auto-suficiência energética no campo.

Outro ponto que merece algum destaque é a compatibilidade com os dispositivos de controle de emissões usados nos motores Diesel mais modernos. Ao se utilizar etanol, o filtro de material particulado (DPF - Diesel Particulate Filter) hoje exigido pelas normas Euro-5 torna-se desnecessário, além da ausência de enxofre tornar mais seguro o uso do EGR (Exhaust Gas Recirculation - recirculação de gases do escapamento) e assim dispensar os inconvenientes associados ao sistema SCR (Selective Catalytic Reduction - redução catalítica seletiva) que vão desde a necessidade do fluido-padrão de uréia a 32,5% (ARLA-32/AdBlue/DEF) até a cristalização da uréia no catalisador. A ausência de fuligem, que em suspensão nos gases de escape recirculados pelo EGR poderia levar a obstruções no coletor de admissão ao se combinar com vapores de óleo lubrificante provenientes da ventilação positiva do cárter (PCV - Positive Cranckcase Ventilation), é a principal razão por trás de tais vantagens. Para alguns operadores, a redução nos custos de manutenção dos dispositivos de controle de emissões já acabaria de certa forma compensando o preço do etanol. Vale recordar, ainda, que misturas de óleo diesel convencional com mais de 20% de biodiesel (B20) podem apresentar incompatibilidade com o DPF.

Por mais que venha sendo desacreditado, e ainda que a densidade energética seja de fato menor que a do óleo diesel convencional ou do biodiesel e óleos vegetais puros, o etanol continua sendo uma alternativa economicamente viável para reduzir a dependência por combustíveis fósseis e promover uma melhoria da qualidade do ar nos grandes centros urbanos. O maior empecilho é basicamente "cultural", tendo em vista a maior ênfase dada ao uso do etanol em substituição à gasolina nos motores de ignição por faísca, mas ao ser aplicado a motores Diesel ainda pode ter as vantagens exploradas mais intensamente.