Motores de combustão interna ganham sobrevida com avanços

Entre as muitas incertezas do mundo, ao menos um assunto parece resolvido: baterias e motores elétricos terão um papel fundamental no setor automotivo do futuro. O que ainda não se sabe é qual será a proporção desse fenômeno, nem quanto tempo a adoção dos carros elétricos irá levar.

A tendência dos carros elétricos já superou a onda dos híbridos como o Toyota Prius. No começo deste ano, a Ford anunciou que iria desenvolver uma versão híbrida de sua picape F-150, o veículo mais vendido dos EUA, e também do Mustang. Em julho, a Volvo afirmou que, a partir de 2019, todos os seus novos modelos seriam híbridos ou completamente elétricos. As novidades foram acompanhadas por notícias vindas da França e da Inglaterra, que planejam proibir a venda de veículos movidos a combustíveis fósseis até 2040.

Porém, os motores a gasolina e a diesel ainda não estão com os dias contados. Apesar de os carros elétricos — sejam híbridos ou movidos exclusivamente por baterias — parecerem destinados a dominar o mercado, a Mazda acaba de anunciar um motor a gasolina inovador, muito mais eficiente. Na mais recente reviravolta de um século de melhorias nos motores de combustão interna, essa fonte de energia, que foi considerada morta muitas vezes, conseguiu mais uma chance de sobrevida. A seguir uma série de respostas sobre as novidades na tecnologia automobilística.

Pergunta: Por que tanta gente está empolgada com essa nova tecnologia para motores de combustão?

Resposta: A Mazda afirma que realizou um grande avanço em um método de combustão comumente conhecido como ignição por compressão de carga homogênea, o que resultaria em motores a gasolina de 20 a 30 por cento mais eficientes do que os melhores motores da empresa na atualidade. Pesquisadores do mundo todo tentaram desvendar esse processo por anos, mas até agora nada havia saído do laboratório.

A Mazda, que por enquanto não vende veículos híbridos, chama o motor de Skyactiv-X e afirma que deve chegar ao mercado em 2019. Em termos mais simples, a principal diferença do novo motor é que, sob certas condições, a gasolina é inflamada sem o uso de velas de ignição. Ao invés disso, a combustão ocorre por meio do calor extremo no cilindro que faz com que o pistão se desloque para cima e comprima o ar preso no seu interior. Os ganhos de eficiência permitem que o motor funcione com um combustível mais fraco — com muito pouca gasolina em relação ao ar. Os motores que utilizam velas de ignição não queimam todo o combustível.

P: Isso quer dizer que os motores a gasolina ainda têm um pouco de vida?

R: Definitivamente. John Heywood, professor de engenharia mecânica no MIT acredita que em 2050, 60 por cento dos veículos leves ainda terão o mesmo tipo de motor de combustão interna, muitas vezes funcionando junto a motores elétricos em sistemas híbridos e quase todos equipados com turbo. Ele estima que os veículos que funcionam exclusivamente a bateria representarão então cerca de 15 por cento das vendas.

A vantagem energética dos turbos já está sendo aproveitada atualmente, mas nos próximos anos isso pode levar à criação de motores menores que ainda serão capazes de responder às necessidades dos consumidores. “Os benefícios reais vêm da diminuição”, afirmou Heywood. “Isso reduz a fricção, que consome boa parte da energia gerada.”

Heywood, que se pergunta se seria melhor ensinar combustão ou eletroquímica aos alunos, aborda o desafio do futuro da gasolina de uma forma ligeiramente diferente: as limitações práticas dos carros a bateria. “Na bomba de gasolina, você transfere 10 megawatts de energia em cinco minutos”, afirmou, explicando a realidade do abastecimento hoje. Para recarregar um carro elétrico da Tesla, comparou ele, você precisa de “um cabo que não dá nem para segurar”.

A questão é o quanto é possível melhorar os motores a gasolina. Os motores a pistão convencionais já mudaram muito, passando por melhorias técnicas como injeção direta de combustível, sincronização variável de válvulas e sistemas de desligamento de cilindros agora bastante comuns. Além das inovações como o uso de materiais mais leves para a fabricação de carrocerias e transmissões de dupla embreagem, o total de quilômetros por litro de gasolina aumentou muito, de forma que agora ficou difícil melhorar ainda mais esse desempenho.

P: Por que os carros elétricos não fizeram mais sucesso?

R: Isso depende do que “elétrico” quer dizer. Nos EUA hoje, pouco mais de dez modelos funcionam exclusivamente com motores movidos por baterias. Um número cinco vezes maior de modelos está nas concessionárias com uma combinação de gasolina ou diesel e um motor elétrico. Esses híbridos, alguns dos quais com grandes baterias capazes de ser carregadas na rede elétrica normal, são bastante eficientes. Mas, por causa do equipamento extra, o custo inicial é mais alto. Carros eletrificados de todos os tipos estão vendendo bem, quando comparados aos anos anteriores, mas ainda correspondem a uma pequena porção do mercado total nos EUA. Em julho, 44.000 carros elétricos foram vendidos em um mercado que negociou 1,4 milhão de veículos.

Até os planos europeus de proibir a venda de novos carros movidos a gasolina ou a diesel vão demorar décadas para ser colocados em prática. As regras não entrarão em vigor pelos próximos 20 anos. Além disso, a média de idade dos 270 milhões de veículos de passeio nas ruas dos EUA é de quase 12 anos, de forma que mesmo que as vendas de novos carros movidos a combustíveis fósseis fossem interrompidas agora, demoraria mais de uma década para a renovação da frota.

P: Mas carros como o Toyota Prius ainda podem ser mais econômicos, não?

R: Híbridos como o Prius vão continuar a poupar dinheiro a cada reabastecimento, mas isso não é tudo. No seu teste com a minivan Pacifica Hybrid 2017, da Chrysler, um modelo que segundo o governo seria capaz de rodar 50 quilômetros só com a bateria, a revista Car and Driver calculou que, para economizar os 2.100 dólares pagos a mais pela versão híbrida, seriam necessários pelo menos oito anos (com uma média de 19.000 quilômetros rodados ao ano, sem levar em conta os incentivos fiscais). Então, a economia compensa para quem roda muito ou fica com o carro por muitos anos. Porém, o cálculo muda caso a gasolina fique mais cara. Ainda assim, o híbrido é melhor para o planeta em termos de emissões de gases do efeito estufa.

P: O que mais devemos esperar dos motores no futuro próximo?

R: Os estudos de Heywood preveem que até 2050 a economia de combustíveis seria duas vezes maior do que a atual. “De 25 a 30 por cento da melhoria viria de mudanças nos veículos”, afirmou, em áreas como aerodinâmica e redução de peso. Outras áreas promissoras incluem taxas de compressão variáveis — uma tecnologia que a Nissan planeja colocar no mercado ainda no ano que vem —, que fazem melhor uso dos recursos atuais.

Quanto a ensinar combustão ou eletroquímica, Heywood ainda não sabe a resposta, embora admita que provavelmente seja “todas as anteriores”. O assunto se tornou o tema de uma apresentação que ele preparou — e a ideia da eletrificação aparece na maioria das páginas.

Norman Mayersohn | © 2017 New York Times News Service

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