Algumas observações sobre a proposta da Fiat de desenvolver um motor otimizado para o etanol

A recente divulgação de planos da Fiat para introduzir a partir de 2022 no mercado brasileiro um novo motor movido somente a etanol, baseado na versão de 1.3L da série de motores GSE/Firefly já usada no Argo, fomentou discussões acaloradas como seria de se esperar. Mas ao contrário da configuração de duas válvulas por cilindro com injeção sequencial nos pórticos e aspiração natural nas versões flex hoje à venda no Brasil, são esperadas 4 válvulas por cilindro, com injeção direta e a incorporação do turbocompressor, a exemplo de versões somente a gasolina usadas no Jeep Renegade ao menos na Europa, no Japão, nos Estados Unidos e no Canadá. Não seria justo descartar de antemão essa idéia, mas envolve fatores que vão além de especificidades técnicas, esbarrando em entraves burocráticos e na pouca confiança dos consumidores com relação aos usineiros, bem como a imagem do etanol como um combustível essencialmente regional cuja disponibilidade quase nula mesmo em países vizinhos pode se tornar um inconveniente não só para operadores mas também para tentar oferecer essa tecnologia em mercados de exportação.

A princípio, uma versão flex desse mesmo motor já incorporando os mesmos upgrades disponíveis no exterior é esperada para substituir o E.torQ de 1.8L no Brasil, a exemplo do que ocorreu com a versão de 1.6L anteriormente oferecida na Europa e na Austrália. De fato, há de se considerar não apenas as melhorias no desempenho e na eficiência, mas também a competitividade frente a concorrentes como o Volkswagen T-Cross que desde o lançamento no Brasil já é oferecido somente com motores TSI em versões de 1.0L com 3 cilindros e 1.4L com 4 cilindros. Além da presença simultânea do turbo e da injeção direta ter viabilizado o recurso a uma proporção ar/combustível mais pobre, e de certa forma análoga ao que se observa em motores Diesel, é importante considerar a maior facilidade na partida a frio ao usar o etanol, com a presença da injeção direta exercendo uma influência mais significativa no tocante a esse aspecto. E se por um lado o foco no etanol possa até soar como mais uma tentativa de viabilizar a continuidade do motor de combustão interna de médio a longo prazo, por outro convém salientar que o foco num único combustível em contraponto não só ao fato dos motores flex movidos tanto por gasolina quanto etanol terem sido fundamentais para reacender o interesse pelo etanol no Brasil, mas também que a concorrência não se resume à gasolina. Há de se considerar também o gás natural e o biogás/biometano como uma alternativa para a ignição por faísca, especialmente em países mais frios onde a "diplomacia do etanol" deixou a desejar em outros momentos e uma aposta no biodiesel poderia parecer mais justificável...

A hipótese de restaurar a credibilidade do etanol não deixa de fazer algum sentido, tendo em vista que a humanidade domina a arte da fermentação alcoólica há milênios e com diversos substratos que são usados mundo afora principalmente para a elaboração de bebidas, apesar da cana de açúcar ter se firmado como a matéria-prima mais relevante para o etanol usado como combustível no Brasil, e nos Estados Unidos a produção a partir do milho ser vista com uma desconfiança que a meu ver é injusta. A possibilidade de integrar a cadeia produtiva do biocombustível ao beneficiamento tanto de cultivos quanto de produtos do manejo florestal, bem como de resíduos do beneficiamento industrial, já seria capaz de proporcionar uma maior estabilidade dos preços durante as entressafras das matérias-primas mais difundidas, além de eventualmente ser um bom argumento no tocante à segurança energética diante de eventuais quebras de safra em alguns cultivares ou das variações nos preços do açúcar e de outras commodities. Levando em consideração especificamente o milho, facilmente aclimatado nas mais diversas regiões do Brasil e do mundo, vale lembrar que o uso do grão ao natural na alimentação do gado proporciona um ganho de peso inferior ao observado quando é substituído pelo "grão de destilaria" resultante do processo de produção do etanol. A posição de destaque do Brasil no cenário mundial de produção de carnes, tanto bovina quanto de aves que tem uma grande demanda em mercados de exportação, levaria a crer que o etanol de milho seja suficientemente justificável mesmo que o rendimento em litros por hectare seja inferior ao da cana. Também seria essencial considerar a venda direta de etanol das usinas para os postos como um eventual facilitador para que o etanol recupere a confiança tanto com a cana quanto com outras matérias-primas mais de acordo com as vocações agropecuárias de diferentes regiões, e assim por exemplo seria muito mais fácil até incrementar a competitividade de uma eventual produção que viesse a ser implementada numa região que não tenha a mesma tradição da agroenergia fomentada no interior de São Paulo com o etanol de cana.

Naturalmente, qualquer medida visando fomentar a reabilitação do etanol junto ao público brasileiro esbarra numa falta de confiança diante de oscilações nos preços do açúcar, devido à predominância da cana como matéria-prima para esse combustível alternativo e a memória da crise do ProÁlcool que começou com o fim do regime militar e estourou na safra '89-'90. E embora uma taxa de compressão mais alta que seja otimizada para o etanol pudesse funcionar satisfatoriamente também usando o gás natural, que chega a ser até melhor nessas condições devido à maior resistência à pré-ignição mesmo numa proporção mais pobre de combustível, a injeção direta acarreta numa maior dificuldade. Tendo em vista que os bicos injetores originais num motor de injeção nos pórticos de válvula como a versão flex do GSE de 1.3L e o E.torQ de 1.8L atualmente oferecidos no Fiat Cronos já ficam afastados da frente de propagação de chama, não há problemas ao se usar somente gás, ao contrário do que ocorre num motor de injeção direta que ainda necessita de uma quantidade do combustível líquido original para mantê-los refrigerados e evitar danos decorrentes da exposição direta à combustão. Em algumas aplicações mais específicas como os táxis, é pouco provável que algum interesse no etanol ressurja junto à maior parte dos operadores, e a aceitação do gás natural permanecendo alta nesse segmento mesmo diante de recentes altas no preço faz com que uma incompatibilidade se torne indesejável. A volta da opção "Tetrafuel" movida a gasolina, etanol e gás natural para o Fiat Grand Siena quando equipado com o motor FIRE de 1.4L, e que diga-se de passagem era pelo menos na teoria um dos modelos a ser substituídos pelo Cronos, já deixa suficientemente claro que a competição não se restringe à gasolina...

5 motivos para crer que a proposta da Achates Power tem potencial para dar certo

Já não é nenhuma novidade que os motores Diesel 2-tempos de pistões opostos oferecem uma grande eficiência, tendo sido muito apreciados até mesmo em aplicações aeronáuticas na Alemanha durante o período entre-guerras. No entanto, com o fim da produção do motor Rootes TS3 de 3 cilindros em linha dispostos horizontalmente em '74, esse tipo de motor perdeu muita relevância para as aplicações automotivas, também à medida que concorrentes 4-tempos tinham as desvantagens no tocante à relação peso/potência atenuadas. E se uma volta dos motores de pistões opostos à produção em série poderia parecer muito improvável, os recentes desenvolvimentos levados adiante pela startup Achates Power reabilitam a esperança nessa configuração um tanto exótica. Ao menos 5 motivos podem ser destacados como indicativos de um bom potencial para essa proposta ser bem sucedida comercialmente...

1 - desinteresse de fabricantes europeus em desenvolver por conta própria novas gerações de motores Diesel para veículos leves: motivadas principalmente pelas dificuldades para enquadrar os novos modelos em normas de emissões cada vez mais restritivas, a menor intensidade da formação de óxidos de nitrogênio (NOx) se revelou um trunfo para a configuração de motores desenvolvida pela Achates Power em comparação aos motores atuais. Mesmo que alguns fabricantes já tenham uma oferta de motores Diesel mais enxuta para uma grande variedade de modelos, com destaque para a PSA que hoje tem uma grande dependência pelos motores DV6 de 1.6L usado no Peugeot Expert e DW10 de 2.0L que equipa o Citroën Jumper, manter os níveis de emissões dentro dos parâmetros exigidos pelas legislações mais recentes em mercados desenvolvidos está longe de ser algo barato. Naturalmente, é possível supor que a alegação de que um motor Diesel 2-tempos de pistões opostos com 3 cilindros seja mais otimizado para um fluxo eficiente das cargas de admissão e escape leve a crer que possa não valer tanto a pena explorar um projeto modular com diferentes quantidades de cilindros de modo a se adequar melhor às condições operacionais de modelos em faixas de tamanho e peso variadas, mas considerando estimativas de que um motor a ser desenvolvido de acordo com as diretrizes da Achates Power ofereça um desempenho comparável a um 4-tempos com cilindrada de 20 a 30% mais alta não seria tão surpreendente que um só motor de 1.6L (para se manter em faixas de tributação mais favorável em países da União Européia) possa atender satisfatoriamente às necessidades de veículos atualmente atendidos por motores maiores.

2 - adaptabilidade a plataformas já existentes e facilidade de implementação em fábricas originalmente destinadas a motores 4-tempos: tomando por referência a atual geração da Ford F-150, para a qual já foram desenvolvidos motores de 2.7L não só numa versão Diesel propriamente dita mas também numa a gasolina com ignição por compressão similar à que se usa com o óleo diesel convencional e apresentados no Salão de Detroit do ano passado, não seria tão absurdo crer que pudesse oferecer um desempenho parelho com o motor Ecoboost V6 de 3.5L que atualmente é o único oferecido em alguns mercados de exportação como a Bolívia. Considerando o caso peculiar daquele país em função da proibição a motores Diesel de cilindrada igual ou inferior a 4.0L decretada pelo ditador Evo Morales, bem como o uso intenso do gás natural por lá desde que o hoje presidiário Lula entregou de bandeja as instalações da Petrobras em Santa Cruz De La Sierra, o fato de tanto o motor Ecoboost não ser muito recomendável para converter ao gás natural devido à injeção direta exigir uma quantidade de gasolina para impedir danos aos bicos injetores originais quando se usa o combustível alternativo, um motor de ignição por compressão que se enquadre no projeto da Achates Power permaneceria competitivo mesmo que essa característica também não seja adequada ao gás natural.

3 - parceria com a Cummins: ainda que essa iniciativa seja ao menos num primeiro momento mais voltada às aplicações militares, a tradição da Cummins em só produzir motores 4-tempos como os de 5.9L a 6.7L usados nas caminhonetes Dodge Ram tem um peso significativo. Lembrando a origem da rejeição histórica pelos motores 2-tempos ainda na época que o fundador Clessie Cummins estava à frente da empresa, após um protótipo falhar durante a Indy 500 de 1934, com certeza é necessário um projeto acima da média para derrubar esse estigma. Pois bem, depois que a Chrysler pôs a perder toda a experiência do Rootes Group com a configuração de pistões opostos em aplicações veiculares e ter se tornado dependente da Cummins por um longo tempo para atender à demanda por versões Diesel da linha de pick-ups full-size, também chega a surpreender que um fornecedor possa ter condições de eventualmente fomentar uma reparação desse erro histórico...

4 - mudanças no mercado de tratores: desde a menor resistência à presença do gerenciamento eletrônico em tratores de alta potência até um eventual ressurgimento no interesse pelos combustíveis gasosos como uma alternativa para modelos mais modestos diante da implementação das normas de emissões MAR-I, é natural que um motor inerentemente mais eficiente e com um processo de combustão mais limpo já se torne atraente. Somado a um custo de fabricação menor em proporção à cilindrada e/ou potência, bem como à possibilidade de oferecer resultados satisfatórios no controle de emissões sem recorrer necessariamente a toda a complexidade que já se vem observando em motores 4-tempos, é uma possibilidade para o Diesel se manter relevante nessa aplicação com a qual tem uma vinculação histórica.

5 - similaridade técnica entre os motores "de caminhão" e a economia de escala em outras aplicações: pouco importa se é num grupo gerador, num trator ou num caminhão, apesar das maiores mudanças envolverem o controle de emissões, os princípios de funcionamento de um motor costumam ser os mesmos e portanto já se abrem perspectivas para um retorno de investimento mais rápido devido à adaptabilidade de um mesmo projeto básico a diferentes usos. Naturalmente sobressai o caso dos grupos geradores, que ainda permanecem extremamente relevantes para atender não só como backup durante emergências mas também suprindo aumentos pontuais na demanda por energia elétrica com uma modularidade ainda difícil de ser equiparada por métodos alternativos de geração como a eólica e a fotovoltaica, além de se fomentar discussões em torno da viabilidade do motor de combustão interna como um todo no tocante à estabilização dos ciclos do carbono e do nitrogênio mediante o uso de biocombustíveis.

4 motivos para persistir algum fanatismo por motores Diesel 100% mecânicos

Por mais que o gerenciamento eletrônico tenha agregado uma maior suavidade de funcionamento que foi de grande importância para o público generalista diminuir a percepção dos motores Diesel como "de trator", bem como minimizar desvantagens no desempenho em comparação a similares de ignição por faísca que ainda eram recorrentes quando pick-ups full-size como a Chevrolet D20 ainda usavam exatamente os mesmos motores já usados em tratores devido ao custo e disponibilidade imediata, não se pode negar que alguns entusiastas mais apegados à tradição permanecem defendendo com afinco a concepção antiga de motores com controle 100% mecânico. Dentre os motivos para essa preferência, ao menos 4 se mostram particularmente relevantes.

1 - percepção de uma maior facilidade de manutenção com recursos limitados: às vezes não dá para negar que um motor mais rústico vá levar vantagem nesse aspecto, de modo que ainda possa ser feito satisfatoriamente algum reparo ou procedimento de manutenção preventiva sem depender de um scanner para identificar códigos de erro. Naturalmente, se faz necessário ter algum conhecimento dos princípios básicos de operação de motores e estar devidamente familiarizado com o equipamento para diagnosticar falhas apenas observando, mas para um fazendeiro experiente eventualmente ainda pode soar mais confortável fazer algum procedimento por conta própria ao invés de depender da chegada da assistência técnica especializada para atender a um trator mais sofisticado com motor eletrônico;

2 - percepção de invulnerabilidade a pulsos eletromagnéticos: tanto para operadores militares que temam o efeito de campos magnéticos sobre dispositivos de comunicação e navegação ou que ocorra uma maior facilidade para detecção por radares inimigos, quanto para civis que operem equipamentos eletrônicos de alta precisam ou sejam adeptos do "sobrevivencialismo" e eventualmente se inspirem em soluções desenvolvidas de acordo com as necessidades operacionais das forças militares, há quem considere a ausência de sistemas eletrônicos fundamental para garantir a confiabilidade em situações que envolvam o risco de uma interferência eletrônica afetar o desempenho ou até mesmo imobilizar o veículo completamente. Sem distinção entre um Agrale Marruá usado pelo Exército para transportar equipamentos de rádio ou uma Saveiro com algumas modificações que possam resultar numa melhor aptidão a alguns usos recreacionais envolvendo ainda percursos off-road moderados, o simples fato do motor não causar nem sofrer interferências eletromagnéticas pode ser vantajoso;

3 - tolerância a combustíveis com especificações diferenciadas: além de alterações na qualidade do óleo diesel que sejam frequentemente apontadas como tendo um efeito mais nocivo aos motores com gerenciamento eletrônico, o que pode ser uma meia-verdade a depender de alguma preparação que se possa fazer de acordo com a aplicação à qual o veículo seja direcionado, também é conveniente levar em consideração que motores de injeção 100% mecânica podem até ser adaptados mais facilmente ao uso direto de óleos vegetais tanto frescos quanto reaproveitados de fins culinários como combustível alternativo simplesmente por dispensarem qualquer reprogramação eletrônica que possa ser requerida por alguns motores modernos para que eventuais discrepâncias no controle de alguma emissão não disparem um código de erro ou façam o motor operar com restrições de desempenho normalmente associadas a alguma falha. No caso de motores de injeção indireta, como o Volkswagen EA827 1.6D muito cobiçado na Saveiro quadrada, o processo de combustão é até mais favorável ao uso dos óleos vegetais e proporciona condições para uma queima completa até da glicerina neles contida.

4 - impressão de maior confiabilidade: podendo ser relacionada ao primeiro motivo, principalmente em função do impacto que toda novidade acaba acarretando e da necessidade de reestruturar a rede de assistência técnica para atender a uma demanda que estaria recém surgindo, ainda é relevante não só em aplicações veiculares mas também em segmentos como o estacionário/industrial e o náutico. Vale lançar uma observação sobre o caso da Toyota que, mesmo já não abrindo mão ao menos do controle eletrônico em bombas injetoras do tipo distributiva (também conhecida como rotativa) no motor 5L-E com injeção indireta e aspiração natural ainda oferecido dependendo do mercado em modelos como o Toyota Land Cruiser Prado, ao menos permanece mais fácil fazer a adaptação de uma bomba injetora com governador 100% mecânico para fazer funcionar na marra quando for estritamente necessário. É importante levar em consideração também condições ambientais severas, não só em terra firme num jipe 4X4 mas também em ambiente marinho, onde a névoa salina favorece a ocorrência de corrosão que se surgir numa conexão elétrica crítica para o funcionamento do motor que, caso não tenha sido corretamente conectada nem recebido a necessária manutenção preventiva, pode causar sérios transtornos numa embarcação...

Toyota Corolla E120: como a insistência pela aspiração natural dificultou a continuidade do Diesel nas versões JDM

Que os japoneses são muito conservadores em alguns aspectos não é nenhuma novidade, e isso inclui a concepção mecânica de alguns veículos produzidos por empresas japonesas. Um caso digno de nota é a 9ª geração do Toyota Corolla, conhecida como E120 e que foi produzida no Japão do ano 2000 até 2007, e de 2002 a 2008 no Brasil na mesma versão widebody destinada a mercados como os Estados Unidos e a Tailândia ao invés da carroceria estreita usada na Europa e no próprio Japão. O ciclo dessa geração se deu num período em que ainda se depositava muita esperança no Diesel principalmente na Europa com a transição dos motores de aspiração natural e uma presença ainda expressiva da injeção indireta na linha leve para a massificação do turbo e da injeção direta com gerenciamento eletrônico do tipo common-rail, enquanto no mercado interno japonês (JDM - Japanese Domestic Market) havia uma demanda mais limitada por esse tipo de motorização e a única opção oferecida para quem fizesse questão da ignição por compressão era o motor 3C-E de 2.2L aspirado com potência de 79cv a 4400 RPM e torque de 15kgfm a 2400 RPM.

Como no Japão a cobrança tanto de imposto anual de circulação quanto da inspeção veicular (shaken) levam em conta diferentes faixas de cilindrada, e modelos acima de 2.0L são mais afetados, já ficava aparentemente mais difícil justificar o 3C-E mesmo que pertencesse a uma linha de motores simples e cuja funcionalidade já estava devidamente comprovada de acordo com as preferências de um público muito conservador tradicionalmente vinculado à imagem do Corolla. Apesar de que possivelmente o turbo assustasse mais pelo aspecto da complexidade de manutenção e eventuais cuidados necessários para assegurar a longevidade desse componente do que pelo eventual incremento no custo inicial de um motor mais sofisticado como o 1ND-TV de 1.4L e 1CD-FTV  de 2.0L oferecidos na Europa, que poderiam permanecer numa faixa de impostos menos extorsiva aos olhos de compradores japoneses que ainda consideram o Corolla um appliance-car barato para os padrões de lá, e levando em conta que o turbo viria a se consolidar ainda mais impulsionado pelo recrudescimento cada vez maior das normas de emissões nos principais mercados mundiais com um cerco que vai se fechando sobretudo contra o Diesel, não chega a ser nenhum exagero considerar que a insistência pela aspiração natural foi a pá de cal sobre esse tipo de motorização para as versões JDM a partir de 2002.