Considerações sobre a potência de frenagem

Partindo de uma definição simples, pode-se entender como potência de frenagem a facilidade com que um motor sofre uma redução no desempenho quando o acelerador deixa de ser acionado, colaborando para uma conseqüente diminuição na velocidade do veículo como um todo...

Por mais que as vantagens dos motores Diesel se façam presentes nas mais diversas aplicações, para o uso automotivo em particular a potência de frenagem acaba tendo uma importância mais significativa, e nisso os motores de ignição por faísca acabam tendo, a princípio, um resultado melhor...

Em aplicações leves, diferenças na potência de frenagem se mostram menos sensíveis, enquanto nos veículos pesados acaba sendo mais comum o uso de sistemas auxiliares de freio-motor para compensar a desvantagem inicial.

Em modelos de projeto americano, como o International 9800, um recurso mais comum é o freio-motor por descompressão, a exemplo dos clássicos "Jake-Brakes", produzidos até hoje pela Jacobs Automotive Systems, que fizeram a fama na época áurea dos Detroit Diesel de ciclo 2-tempos. O princípio de funcionamento é baseado numa duração mais longa da abertura das válvulas de escapamento para liberar parte do ar da admissão, e o corte da injeção é antecipado. No mercado americano ainda é comum ver o uso da marca registrada Jake-Brake como um nome genérico para freios-motor de descompressão.

Já em modelos com projetos de origem européia, o recurso mais comum acaba sendo o uso de uma válvula-borboleta no escapamento, por sinal bastante semelhante à borboleta de admissão (throttle) usada em motores de ignição por faísca, gerando uma contrapressão que induz o motor a reduzir a rotação. É um sistema tecnicamente mais simples e de fácil manutenção, além do custo inicial mais acessível, flexibilidade na posição de montagem e volume reduzido. Pode ser facilmente adaptável até em veículos leves onde não se dispõe de tanto espaço livre sob o capô para a instalação de dispositivos mais complexos.

O uso de tais sistemas ainda acaba prolongando a vida útil dos freios de serviço, que passam a ser requeridos com menor freqüência, sobretudo em declives mas também em áreas mais planas. Ao fazer uma tomada de curva, por exemplo, a redução na velocidade proporcionada pelo uso do freio-motor normalmente permite manter um bom nível de segurança, ou então retardar o uso dos freios de serviço.

Nos ônibus, vem sendo popularizado o uso de um sistema de freio-motor hidráulico acoplado ao câmbio, conhecido como "retarder", literalmente "retardador" (de frenagem). Ainda que tal denominação tenha se tornado quase genérica, a marca Retarder pertence à empresa alemã Voith, que também fabrica câmbios automáticos. Vale destacar que a integração do Retarder a um câmbio automático acaba sendo eventualmente considerada mais fácil, justamente pelos câmbios automáticos mais comuns ainda serem baseados num sistema de controle hidráulico.

Além de favorecer a durabilidade dos freios de serviço e neutralizar a pouca disponibilidade de potência de frenagem comum aos motores Diesel, os sistemas auxiliares de freio-motor acabam representando um acréscimo à segurança, visto que em caso de falha dos freios de serviço acabam reduzindo a sobrecarga sobre o popular "freio de mão", oficialmente chamado de "freio de estacionamento" mas também conhecido em outros países como "freio de emergência" - a própria expressão coloquial "e-brake" deriva de "emergency-brake".

Viaturas militares: o Diesel mostrando as armas

Se tem uma aplicação em que o Diesel hoje reina soberano é na área estratégico-militar, com as bênçãos da OTAN ao padronizar o combustível básico para as frotas militares dos países signatários. Inicialmente adotado por razões econômicas numa reação ao revanchismo econômico de países islâmicos exportadores de petróleo após a derrota da coalisão liderada pelo Egito na Guerra do Yom Kippur, é favorecido pela adaptabilidade a condições ambientais severas, maior segurança contra explosões e incêndios, eficiência energética mais alta e simplificação do processo logístico tanto pela eliminação de uma quantidade significativa de peças de reposição requeridas em motores de ignição por faísca quanto pela padronização em um combustível específico que ainda acaba sendo consumido e transportado numa quantidade menor com mais segurança - vale lembrar também que o ciclo Diesel permita uma maior flexibilidade para o uso de combustíveis alternativos, incluindo o "patriótico" etanol.

Em território brasileiro, no entanto, devido a uma aberração jurídica que limita o uso de motores Diesel em veículos com capacidade de carga igual ou superior a 1000kg ou mais de 9 passageiros além do motorista, com poucas exceções como o clássico Jeep Willys que apesar da capacidade de carga limitada a 500kg e acomodações para 4 passageiros é dotado de tração 4x4 com reduzida, essencial para driblar o pouco torque do motor Continental de 4 cilindros, 1600cc e 40hp movido a gasolina originalmente usado nas primeiras versões.

Na prática, alguns veículos leves que são usados por organizações militares para serviços internos e/ou burocráticos acabam por requerer um investimento adicional tanto em combustíveis quanto peças de reposição e serviços de manutenção, que acaba atrapalhando a segurança nacional...

Em outros países com menos restrições burocráticas hoje já é possível encontrar até mesmo motocicletas com motor Diesel para aplicações táticas.

As mesmas vantagens acabam sendo extensivas às frotas das polícias militares estaduais. A maior autonomia das viaturas, juntamente com os intervalos mais longos nos procedimentos de manutenção, acaba por beneficiar a presença ostensiva, mantendo-nas em condições operacionais por períodos mais amplos.
O mesmo acaba valendo também para as polícias civis estaduais e para a Polícia Federal...

Uma rápida reflexão sobre a mamona

Conhecida pela rusticidade e às vezes citada como uma "praga", a mamona não deixa de ser uma boa opção para aplicações automotivas. Não só para a obtenção de óleo combustível, diga-se de passagem...

As propriedades lubrificantes do óleo são até hoje reconhecidas por usuários de veículos com motor de ignição por faísca, tanto nos de ciclo 2-tempos devido à melhor estabilidade em misturas com etanol quanto em alguns motores 4-tempos (ciclo Otto). Vale destacar que, antes do advento das bases sintéticas, a Castrol usava óleo de mamona como base, e a recordação dessa experiência permanece na marca, com uma clara referência à mamona, conhecida em inglês como "Castor bean".

Hoje, com a questão ambiental em pauta, não adianta apenas pensar no uso de biocombustíveis sem procurar uma opção de lubrificante que também contribua para reduzir a dependência de petróleo, e por conseguinte garantir uma maior segurança energética em meio aos tumultos políticos nas regiões petrolíferas...

Vale destacar que a mamona não chega a causar um prejuízo tão significativo à produção de alimentos como vem acontecendo com a cana-de-açúcar que serve de matéria-prima ao etanol brasileiro e o milho usado no etanol americano ou mesmo às vastas áreas florestais devastadas na Malásia para abrir espaço ao dendê usado para fazer biodiesel, e devido à conhecida rusticidade a mamona não agrava o problema do desmatamento por não demandar a abertura de novas fronteiras agrícolas para seu cultivo.

Cresce com facilidade até mesmo em áreas que apresentem alguma degradação ambiental, podendo contribuir para uma revitalização das mesmas. Além de aumentar a concentração de micronutrientes no solo, viabilizando a rotação de cultura com gêneros alimentícios, auxilia na regulação térmica devido ao aumento na umidade relativa do ar que proporciona.

Apesar de ser uma boa opção para fomentar a agricultura familiar devido à facilidade no manejo, podendo ser consorciado com outros cultivares, a mamona acabou perdendo prioridade para a abundante soja na produção brasileira de biodiesel por conta da baixa viscosidade do óleo, tido como "fino" demais e inadequado para a produção de um biodiesel de boa qualidade. Visando manter uma lubricidade adequada às necessidades de uma bomba injetora num motor Diesel de concepção mais rústica, a mamona passa a ser vista com desconfiança, mesmo que o "petrodiesel" com teores reduzidos de enxofre como o S50 fique mais "fino" mas nem por isso deixe de ser implementado...

Nada impede, no entanto, o uso do óleo de mamona puro como combustível, ou mesmo misturado em diferentes proporções ao diesel convencional. Dispensando os processos necessários à produção de biodiesel, ainda apresenta bons resultados, mesmo que nessa circunstância a glicerina não possa ser extraída e reaproveitada em aplicações industriais. A já conhecida performance do óleo como lubrificante pode até mesmo ser muito bem aproveitada para preservar a durabilidade e o desempenho em motores mais antigos.

Independentemente do tipo de injeção, seja indireta ou direta, tanto em motores com injeção totalmente mecânica mais dependentes de uma alta lubricidade quanto nas novas gerações de motores Diesel com gerenciamento eletrônico, o óleo de mamona permanece como uma boa opção para atender à demanda por combustíveis alternativos conciliada à preservação ambiental e ao desenvolvimento econômico e social.

Breves considerações sobre sistemas de injeção e adaptabilidade do ciclo Diesel a combustíveis alternativos

A adaptabilidade do ciclo Diesel a alguns combustíveis alternativos como o biodiesel, óleos vegetais puros (tanto virgens quanto saturados) e o etanol já é conhecida, mas devido a características específicas de cada combustível, diferentes sistemas de injeção se mostram mais adequados a cada aplicação...

Vale destacar o caso do Ford Focus argentino, que na 1ª geração usava um motor Endura-D 1.8L de 90cv e injeção indireta, enquanto a 2ª geração passou a usar uma versão atualizada com injeção direta do tipo common-rail. Se por um lado ao usar óleo diesel convencional, biodiesel ou etanol a injeção direta apresenta uma eficiência superior na ordem de 20%, as maiores temperaturas atingidas com a injeção indireta permitem uma queima mais completa da glicerina presente nos óleos vegetais sem a necessidade de aquecedores suplementares montados no tanque ou nas linhas de combustível nem sacrificar a eficiência energética da mesma forma que acontece com o "petrodiesel", o biodiesel e o etanol, além da pressão de injeção mais baixa permitir o uso de um hardware mais simples e por conseguinte de menor custo. Vale destacar que, até a temperatura operacional atingir uma estabilidade, o uso de um aquecedor para o óleo vegetal ainda é válido mesmo num motor com injeção indireta, mas o uso menos intenso de tal dispositivo acabaria por prolongar a vida útil do mesmo...

Nos motores Diesel de concepção mais moderna, a incorporação de sistemas de gerenciamento eletrônico, que acabou se tornando mais comum com o sistema common-rail, acabou levando a um aumento ainda mais significativo nas pressões de injeção, melhorando a atomização na câmara de combustão e favorecendo uma queima mais eficiente devido à menor superfície de contato entre o combustível, que sofre uma transferência de calor mais intensa do ar da admissão, reduzindo ainda a formação de material particulado.

Com o etanol a polêmica acaba sendo mais complexa: a injeção direta proporciona mais agilidade na partida a frio e na estabilização da marcha-lenta, enquanto na injeção indireta ainda há quem tema um risco mais alto de explosões relacionado à maior volatilidade do etanol quando confrontada com as altas temperaturas nas câmaras de pré-combustão. Entretanto, ao se considerar a velocidade de propagação da chama mais lenta num motor de ignição por faísca usando etanol acabar demandando um adiantamento do ponto da ignição e o uso de válvulas termostáticas mais restritivas, o etanol em motores Diesel de injeção indireta não parece tão perigoso ou problemático apesar de não ter a mesma eficiência que teria com um sistema de injeção direta...

É digno de nota o caso do Toyota Corolla: desde a 8ª geração, que foi a primeira a ser fabricada em território brasileiro, a injeção direta começou a ser aplicada em versões com motor Diesel em alguns mercados, mas ainda hoje é possível encontrar o Corolla de 10ª geração com o vetusto motor 2C de injeção indireta. Enquanto em alguns países como Paraguai e Uruguai permanece como única opção por uma questão de custo de aquisição e facilidade de manutenção, em locais como Argélia e Marrocos também há a opção por motores Diesel mais modernos com injeção direta.

Logo, por mais que a injeção direta hoje seja mais difundida, dependendo da necessidade do usuário até a vetusta injeção indireta encontra espaço no mercado, e pode acabar até se mostrando mais adequada...

Uma breve reflexão sobre as tensões no Oriente Médio e o ciclo Diesel

No distante ano de 1973, após uma coalizão árabe liderada pelo Egito atacar Israel em pleno Yom Kippur, e por conseguinte sofrer uma humilhante derrota perante as Forças de Defesa Israelenses então sob o comando do lendário general Moshe Dayan, eclodiu a primeira crise do petróleo. À época, a economia do mundo islâmico já era extremamente dependente da exportação do mineral, ao qual o Ocidente desenvolvido sequer buscava alternativas ou ao menos reduzir o consumo, em função da abundância e do então baixo preço serem um convite ao comodismo, abrindo as portas para uma ofensiva árabe no campo econômico. O mercado americano acostumado às “banheiras” passou a encarar o downsizing tanto nas carrocerias quanto nos motores dos automóveis, e receber com mais simpatia os modelos de origem japonesa, enquanto os europeus se apegavam ainda mais aos hatches e aos motores do ciclo Diesel.

Um dos efeitos imediatos no Brasil foi a tentativa de adaptar alguns veículos para funcionar com o arcaico gasogênio, que chegou a ser bastante popular durante a II Guerra Mundial em função do racionamento de gasolina, mas os prejuízos ao desempenho eram desanimadores. Veio então a despontar o etanol através do ProÁlcool, e a partir de 1976 mesmo que nenhum veículo ainda saísse de fábrica certificado para usá-lo começava a se estabelecer no mercado energético nacional. Ainda que motor e linhas de combustível demandassem uma maior proteção contra a corrosibilidade do etanol, os conjuntos de suspensão e freios não requeriam modificações visando manter desempenho, segurança e durabilidade, ao custo de uma menor autonomia comparando com um similar movido a gasolina. E em 1979 a Fiat apresentava os primeiros modelos movidos a etanol, com o 147 e derivados como o Fiorino.

Entretanto, ainda em 1976, uma decisão extremamente equivocada do extinto Departamento Nacional de Combustíveis (DNC), antecessor da atual Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), passou a dificultar a homologação de motores Diesel em veículos comcapacidade de carga inferior a uma tonelada e que fossem simultaneamente desprovidos de tração 4X4 com reduzida e acomodação para no mínimo 9 passageiros além do motorista, sob a alegação do óleo diesel ser subsidiado para beneficiar o transporte pesado por caminhões e ônibus.

À época já era conhecida a aptidão dos motores Diesel para operar com derivados da biomassa, incluindo o próprio etanol, além de óleos vegetais brutos ou o biodiesel que começava a dar os primeiros passos na Alemanha com a colaboração do inesquecível Expedito José de Sá Parente nas pesquisas, mas tal característica foi lamentavelmente negligenciada pelo governo brasileiro...

Mais recentemente, em 2011, eclodiu a chamada “Primavera Árabe”, provocando um aumento na constante tensão política do Oriente Médio vindo a culminar com a deposição de Hozni Mubarak da presidência do Egito (e com o aumento da participação da Irmandade Muçulmana no cenário político local há um sério risco do tratado de paz com Israel ser violado), além de uma série de distúrbios civis no Bahrein e da morte de Muanmar Khadaffi na Líbia, país que exporta um percentual significativo do petróleo consumido no continente europeu, especialmente na Itália. O preço do barril, obviamente, sofreu algumas oscilações. Há ainda toda a polêmica que vem se arrastando em torno do programa nuclear iraniano, cujo governo dos aiatolás alega ter fins pacíficos mesmo com toda a arrogância do presidente Mahmoud Ahmadinejad levar a desconfianças acerca de aplicações bélicas da energia nuclear em um eventual confronto com Israel ou até mesmo ataques em solo americano. De qualquer maneira, tanto uma ofensiva iraniana quanto uma resposta tática israelense ou uma eventual intervenção militar americana teriam uma influência imediata nas cotações do barril de petróleo como aconteceu em 2003 no início da intervenção americana no Iraque.

Novamente, a bioenergia entra em evidência, apoiada ainda por ações de cunho ambientalista. Acabam por merecer destaque, portanto, algumas vantagens do ciclo Diesel: maior eficiência térmica reduzindo o volume de combustível gasto, intervalos de manutenção mais espaçados e uma maior simplicidade vindo a levar um número menor de peças a necessitarem substituição por desgaste. Entre os componentes eliminados, vale destacar as velas de ignição, um tanto complexas de reprocessar em função do material cerâmico usado no isolamento – talvez até possam ser reaproveitados os isoladores se forem preservados íntegros após a desmontagem das velas, mas além de ser difícil fazê-lo acaba por requerer mais precaução no transporte para evitar danos aos mesmos, além de haver sempre algum gasto de energia na produção de novas velas...

Logo, além de aspectos ecológicos, todas as questões políticas e estratégico-militares apontam no ciclo Diesel vantagens significativas para a segurança energética mundial.

Custo de manutenção: as vantagens para os motores Diesel aparecem na ponta do lápis

Com um maior custo inicial de aquisição e peças de reposição normalmente mais caras, os motores Diesel são ainda temidos por alguns consumidores nas aplicações leves, mas na prática apresentam vantagens mesmo quando o gasto com os serviços de manutenção são levados à ponta do lápis.

Com incontestáveis vantagens para a rentabilidade em aplicações comerciais, sobretudo pesadas ou de longas distâncias como em caminhões, devido à relação peso/torque e ao melhor aproveitamento da extensão da plataforma de carga, os motores Diesel proporcionam ainda uma redução considerável no custo de manutenção ao longo da vida operacional do veículo.

 Merece destaque, por exemplo, o caso de utilitários como as caminhonetes full-size da Ford: para o mercado americano são regularmente oferecidas com enormes motores V8 e V10 a gasolina, com potências ao redor de 300hp para os V8 de 5.4L e torque na faixa dos 45 aos 50kgfm. Já no mercado brasileiro acabaram tendo a oferta mais restrita a alguns turbodiesel de 4 cilindros e 3.9L fornecidos pela Cummins, os famosos 4BT e ISBe3.9, nas faixas de potência de 120cv a 203cv e torque entre 42kgfm até 56kgfm que já chega perto dos 63kgfm do pesado e beberrão 6.8L V10 nas versões de 3 válvulas por cilindro. No entanto, a distribuição do torque mais abundante a baixas rotações no ciclo Diesel, bem como a limitação eletrônica da velocidade a 160km/h nesse tipo de veículo por motivos de segurança, já compõem um cenário favorável ao Diesel. Mesmo sem dispor dos monstruosos motores Powerstroke V8 turbodiesel oferecidos ao consumidor americano, o mercado brasileiro não deixa de ter uma opção mais adequada a utilitários por não apresentar algumas desvantagens das quais os motores de ignição por faísca não conseguem se desfazer...

Considerando a manutenção, a menor quantidade de peças móveis agiliza os serviços e, por mais que o custo de alguns componentes seja sensivelmente mais caro, por estarem numa quantidade menor levam a um valor mais baixo para procedimentos mais complexos como uma retífica, além dos intervalos serem mais longos mesmo entre procedimentos mais simples como trocas de óleo e filtros. Outra vantagem para o Diesel é a ausência de um sistema de ignição elétrico, com toda a complexidade agregada por elementos como platinado, condensador e distribuidor presentes em sistemas mais arcaicos ou mesmo com bobina de força, bobina de pulso (presente nos atuais sistemas de ignição estática), velas e os cabos de vela.

Mesmo que em veículos leves a popularidade dos motores de 4 cilindros tanto nos motores de ciclo Otto quanto nos Diesel acabe pesando mais na composição do custo de aquisição e a relação peso/potência ser menos favorável, a maior eficiência energética permanece presente, bem como a robustez e simplicidade mecânica proporcionando uma vida útil mais longa entre retíficas, intervalos mais espaçados entre serviços como trocas de óleo e revisões programadas. E ainda, o torque mais farto e melhor distribuído desde rotações mais baixas acaba por demandar menos trocas de marchas num veículo com câmbio manual, gerando um menor desgaste tanto na embreagem quanto no câmbio, principalmente ao considerar a atual hegemonia dos câmbios sincronizados, que além de não serem tão seguros para trocar as marchas "no tempo" sem usar a embreagem ainda sofrem mais desgaste devido à presença dos sincronizadores.

Em modelos equipados com câmbio automático, por não "caçar marchas" com tanta intensidade, a vida útil do ATF (fluido de transmissão automática), do conversor de torque e do próprio câmbio acabam prolongadas por conta de uma redução nos riscos de superaquecimento.

E atualmente com os sistemas de injeção mecânica ficando cada vez mais restritos devido a aplicações estacionárias/industriais, agrícolas e náuticas, e a injeção eletrônica conquistando espaço até nos motores Diesel, mecânicos que não tenham tanta experiência com as vetustas bombas injetoras mecânicas (que exigem uma regulagem com alto nível de precisão feita por profissionais mais especializados para garantir máxima eficiência e uma menor emissão de material particulado - a infame "fumaça preta") mas estejam familiarizados com a injeção eletrônica já consolidada no ciclo Otto conseguem executar os serviços de manutenção preventiva sem maiores dificuldades, além de proporcionar ajustes dos parâmetros de injeção em tempo real para uma maior economia de combustível e redução da poluição do ar.

Logo, por mais que alguns consumidores permaneçam avessos ao Diesel motivados pelos mais diversos preconceitos, as vantagens aparecem na ponta do lápis...