Reflexão: estaria o controle de emissões comprometendo a versatilidade dos motores Diesel?

O recrudescimento das normas de emissões vem sendo cada vez mais desafiador não somente para os fabricantes de veículos, mas também para fornecedores independentes de motores Diesel em busca de soluções que atendam às normativas ambientais com o mínimo de inconvenientes para os operadores. Tomando como referência a linha atual dos caminhões Volkswagen Delivery equipados com motores Cummins, com algumas versões teoricamente menos "especializadas" para uso estritamente urbano já recorrendo ao sistema SCR ao invés do EGR e de certa forma proporcionando uma maior resiliência ao uso do óleo diesel S-500 ainda facilmente encontrado em postos de beira de estrada ou cidades do interior, ainda sobra margem para questionar até que ponto o controle de emissões pode estar sendo feito de forma equivocada. Afinal de contas, além da qualidade do óleo diesel, outro fator relevante é a disponibilidade de outros insumos como o AdBlue/ARLA-32 essencial para o funcionamento do SCR, que talvez ainda possa ser prejudicada pelas restrições ao uso de motores Diesel nos veículos leves.

Naturalmente, os motores Diesel tem algumas peculiaridades que tornam cada vez mais desafiador o controle de emissões sem sacrificar o desempenho e a eficiência geral, principalmente no tocante aos óxidos de nitrogênio (NOx) e ao material particulado, que vem sendo o calcanhar de Aquiles do ciclo Diesel. Depender de uma alta taxa de compressão combinada à injeção durante a fase de compressão pouco antes de chegar ao ponto morto superior e inflamar o combustível deixa um intervalo de tempo muito estreito para ocorrer a vaporização completa antes do início da queima, impactando a formação de fuligem, problema que poderia ser agravado caso o volume de combustível a ser injetado em cada ciclo fosse incrementado visando absorver mais calor latente de vaporização antes que o nitrogênio reagisse com uma parte do oxigênio que excedesse as proporções estequiométricas teóricas que se vê nas aulas de química do ensino médio. Tentar formar uma mistura ar/combustível para a admissão como ocorre na maioria dos motores de ignição por faísca, e que poderia atenuar as condições que levam à formação dos NOx, se torna impraticável devido à baixa volatilidade do óleo diesel e dos principais substitutivos, bem como do risco de pré-ignição que poderia ocorrer se fosse tentada uma injeção suplementar de gasolina para essa finalidade. No entanto, o anterior sucesso brasileiro com o etanol e o já bastante difundido uso da injeção suplementar de água com algum álcool (usualmente metanol) como aditivo anticongelante em aplicações especiais de alto desempenho leva a crer que não seja má idéia para proporcionar bons resultados no controle de emissões em veículos de serviço ao mesmo tempo que a eficiência do processo de combustão já se veria beneficiada.

Enquanto o pós-tratamento químico dos gases de escape acaba figurando como uma última opção que pudesse ser aplicável, tendo em vista algumas peculiaridades inerentes ao processo de combustão do ciclo Diesel, convém recordar que uma parte considerável da uréia industrial utilizada na formulação do AdBlue/ARLA-32 é sintetizada a partir do gás natural. Apesar de ser muito popular para uso como combustível em veículos leves, armazenado sob pressão numa faixa entre 200 e 240 bar (3000 a 3600 libras/pol²) em cilindros instalados em modelos convertidos ou assim configurados direto de fábrica, o gás natural não faz o mesmo sucesso em utilitários pesados, tendo em vista a densidade energética e o impacto sobre a capacidade de carga em função do peso e volume dos componentes do kit GNV. A possibilidade de se usar o gás natural liquefeito, que apesar da maior densidade energética envolve o uso de fluidos criogênicos (geralmente nitrogênio líquido) e um grau de periculosidade maior tanto no reabastecimento quanto na própria operação do veículo, esbarra também na maior facilidade para se implementar a distribuição do gás natural comprimido. E mesmo com eventuais prejuízos a serem observados na capacidade de carga e/ou passageiros, o gás natural apresenta alta compressibilidade e inflama a temperaturas mais altas que os vapores de outros combustíveis voláteis, sendo portanto uma opção segura para injeção suplementar visando reduzir a temperatura da carga de admissão e diminuir a concentração de oxigênio e nitrogênio livres para reagir formando NOx.

Enquanto numa aplicação civil não há muito para onde escapar no tocante ao controle de emissões, e eventuais prejuízos na resiliência ao uso de combustíveis de especificação inferior sejam deixados em segundo plano, esse comodismo não pode ser compartilhado em frotas operacionais militares. Apesar da massificação do gerenciamento eletrônico ter alcançado também uma parte das viaturas das Forças Armadas, mesmo um bom suporte logístico durante eventuais guerras dificilmente viria a justificar o impedimento ao uso de óleo diesel com teor de enxofre mais elevado ainda disponível pelo interior e em alguns países vizinhos, mas que é especialmente nocivo aos veículos equipados com EGR devido à presença de compostos de enxofre nos gases de escapamento a serem recirculados no motor. Ainda é relevante destacar que a adaptabilidade de motores Diesel ao uso tanto de biodiesel quanto de óleos vegetais brutos como combustíveis alternativos também foi comprometida pela presença do filtro de material particulado (DPF) devido a dificuldades para vaporizar esses combustíveis durante os ciclos de autolimpeza (ou "regeneração") forçada que possam se fazer necessários para manter a eficiência do dispositivo. Vale destacar que o uso de provisões capturadas das forças hostis pode não só poupar um esforço de guerra brasileiro mas também dificultar uma reação inimiga.

Além da especificação dos combustíveis, outro ponto que requer alguma atenção no tocante ao uso de motores Diesel em aplicações especiais é a aptidão a condições peculiares que se encontram tanto em campos de batalha quanto no segmento náutico. Mesmo que motores mais modernos tenham no gerenciamento eletrônico uma vantagem na economia de combustível, podendo fazer a diferença para se vencer uma batalha ou evitar que uma embarcação fique sem propulsão em alto mar, convém recordar que a manutenção se torna menos tolerante a reparos emergenciais com recursos precários, e se faz necessária a proteção contra as interferências eletromagnéticas, que também podem ocasionar problemas a equipamentos de comunicação e navegação a bordo. Metas de redução de emissões no transporte marítimo propostas no ano passado pela Organização Marítima Internacional podem levar a crer que a hegemonia do Diesel em embarcações pesadas venha a ser posta em xeque, sobretudo em função da infraestrutura portuária em muitos hubs logísticos de extrema importância para o comércio internacional já estar preparada para operações com gás natural liquefeito importado principalmente da Malásia, e partindo desse ponto uma transição para o biogás/biometano ainda poderia soar menos improvável, apesar de que o mais provável seja o uso suplementar como já se observa em navios de transporte de gás natural liquefeito para evitar que as perdas de parte da carga por evaporação sejam um desperdício completo. Já para qualquer outra embarcação, tendo em vista não só a complexidade de um sistema de combustível para gás natural liquefeito, a operação constante do motor por períodos prolongados fornece uma quantidade de calor residual eventualmente útil para diminuir a viscosidade de óleos vegetais brutos caso venham a ser usados como combustível alternativo de baixo custo, a exemplo do que se já faz com alguns óleos combustíveis pesados amplamente usados na navegação.

Por mais que eventualmente se possa creditar uma boa intenção por trás do controle de emissões, não há justificativa para ignorar eventuais prejuízos em âmbito operacional que acarretam num aumento de custos, e numa complexidade técnica que pudesse favorecer a ignição por faísca diante da aparente facilidade para fazer gambiarras. Mas se anteriormente normas de emissões não penalizavam tanto as versões Diesel em caminhonetes como a 2ª geração da Dodge Dakota (que foi a única comercializada oficialmente no Brasil), hoje se observa uma caça às bruxas contra os motores de combustão interna de um modo geral mas que tem se revelado incoerente ao penalizar excessivamente o Diesel. Cabe recordar que motores de ignição por faísca também podem ter índices de emissões altos. No caso do gás natural, mesmo que já entre no motor em estado de vapor e portanto seja mais difícil intensificar a formação de material particulado, por outro a alta compressibilidade leva alguns usuários a recorrer a uma mistura ar/combustível mais pobre e favorecendo um incremento nas emissões de NOx. Enfim, apesar da versatilidade ser mantida, o controle de emissões tem efetivamente prejudicado o Diesel.