Pesquisadores da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), de Uberlândia e Ituiutaba, e da Pontifícia Universidade Católica (PUC), no Rio de Janeiro, desenvolvem um motor automotivo mais eficiente e que pode gerar uma economia de até 30% com gasto de combustíveis para os motoristas.
O projeto, que começou a ser desenvolvido em 2014, conta com uma equipe de 12 pesquisadores. Eles já contam com um modelo protótipo e planejam deixar o motor pronto para comercialização até 2025.
De acordo com o Departamento Nacional de Trânsito (Denatran), até abril deste ano o país tinha uma frota de mais de 98 milhões de veículos, sendo cerca de 55% desse montante automóveis. O professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da UFU, Alexandre Zuquete Guarato, explica que o motor de combustão que desenvolve tem uma eficiência melhor, o que auxilia também o meio ambiente.
"Hoje, os motores convencionais têm eficiência térmica média de 30%. Segundo nossas estimativas, o nosso motor terá eficiência de 41%. Essa eficiência térmica relaciona o quanto da energia do combustível é convertida em potência mecânica que é usada para movimentar o carro", explicou.
Os motores que a maioria da população utiliza atualmente têm quase a mesma configuração há 150 anos. De acordo com o professor Alexandre Guarato, de 31 anos, eles são baseados em motores a gasolina que depois foram adaptados para rodarem com álcool.
"O problema é que cada combustível tem uma regulagem específica, um parâmetro que se chama taxa de compressão. Temos uma frota gigantesca no Brasil e em outros países, só que com a taxa de compressão fixa. Geralmente ela é intermediária, acima do ideal para a gasolina e abaixo do ideal para o álcool. No álcool está sempre desperdiçando energia. Para a gasolina, estamos na iminência de ter uma pré-combustão que pode causar dano no motor. Aí fica trabalhando com um sistema de ignição ‘correndo atrás do prejuízo’ para não deixar o motor estragar", explicou.
O motor em desenvolvimento pelos pesquisadores do Triângulo Mineiro e Rio de Janeiro é hibrído, ou seja, funciona a combustão e também por meio elétrico. O professor Alexandre explica que a intenção é que com ele seja totalmente flex e o motorista possa abastecer qualquer tipo de combustível, como diesel, etanol e gasolina.
Um motor atual, considerado flex, conta com o chamado "sensor lambda", também conhecido como sensor de oxigênio, responsável por informar ao módulo de injeção de combustível se a mistura está rica ou pobre. Se tiver mais combustível do que ar, a mistura está rica. Do contrário, pobre.
Após receber esta informação, o módulo da injeção faz as contas e corrige a quantidade de combustível a ser injetada para que ocorra uma queima completa, a famosa relação estequiométrica.
Quando o tanque está apenas com gasolina (nunca acontece porque tem 27% álcool na gasolina), a relação ideal é de 13,1 partes de ar para uma parte de gasolina.
No etanol são nove partes de ar para uma parte de álcool. Então, o motorista não precisa se preocupar: pode utilizar por um longo tempo qualquer dos combustíveis que o módulo da injeção eletrônica estará sempre pronto para corrigir a mistura e o ponto de ignição, caso mude de combustível.
"Um modelo inicial, como o que estamos desenvolvendo, custa cerca de R$ 60 mil atualmente. Mas não dá para comparar esse valor com um modelo comercial, desenvolvido em grandes escalas na indústria. Atualmente nosso modelo é um protótipo que vai passar por atualizações, no entanto como é um motor mais simples a intenção é que na prática seja mais em conta que os atuais, o que também beneficia o motorista com o gasto final de um carro, por exemplo", disse Alexandre.
Entenda a nova ideia dos pesquisadores
Para conseguir os beneficíos planejados, o grupo de pesquisadores pretende alterar a geometria de um motor.
“Hoje, a maioria dos motores é chamado de alternativos. Eles têm um bloco, pistões, bielas e um virabrequim. Os pistões têm um movimento alternativo para cima e para baixo. As bielas transmitem o movimento dos pistões ao virabrequim, que gira. Esse giro, que transmite torque e potência é levado à embreagem, à caixa de transmissão até chegar as rodas. Os motores alternativos datam de 1865”, descreveu.
O que muda é que na nova estrutura do modelo em desenvolvimento, a configuração do motor é rotativa. A ideia já foi patenteada.
"Ao invés de cilindros de eixo reto ele tem uma câmara curva na qual trabalha quatro pistões, dois a dois. Nesta nova configuração de motor, a taxa de compressão é facilmente alterada e o motor funcionará de uma forma mais eficiente, qualquer que seja a mistura de combustível. Com essa mudança, o motor funcionará de forma mais eficiente, já que conseguirá se adaptar quando o automóvel for abastecido com um combustível diferente do que estava no tanque", explicou.
O projeto do novo motor é o único da UFU entre os 65 selecionados, de quase dois mil inscritos de todo o Brasil para receber recursos do Instituto Serrapilheira.
O instituto financia projetos de pesquisa e divulgação científica nas áreas de ciências da computação, ciências da terra, ciências da vida, engenharias, física, matemática e química.
"Atualmente contamos com um recurso de R$ 100 mil para entregar a primeira fase do projeto até início de 2019. Depois vamos tentar ainda um recurso no Instituto Serrapilheira que pode chegar até R$ 3 milhões. É uma ideia que pode render um benefício enorme para toda população, e é com esse objetivo que estamos trabalhando", finalizou o professor Alexandre Zuquete Guarato.
O objetivo da equipe é que o novo motor chegue ao mercado por meio de uma parceria com um fabricante de veículos.
