Nova invenção a diesel: será que os carros elétricos vão enfrentar forte concorrência?

Enquanto a política e a indústria automóvel canalizam milhares de milhões para baterias e infraestruturas de carregamento, um projecto universitário vindo da Rússia faz-se notar sem grande alarido: um motor Diesel modificado consegue funcionar de forma estável com simples óleo de colza no depósito. De repente, volta a colocar-se a dúvida sobre se a aposta exclusiva no automóvel eléctrico é, de facto, a única via plausível para uma mobilidade mais amiga do clima.

O que os investigadores conseguiram com um motor Diesel comum

O ponto de partida do estudo é um motor Diesel perfeitamente “normal”, do tipo que equipa inúmeros veículos e máquinas agrícolas. A equipa de engenharia da RUDN-Universität (Universidade RUDN) alterou este motor para que, em vez de gasóleo convencional, passe a poder operar com óleo de colza.

"Os engenheiros mostram que um motor Diesel convencional, com ajustes direccionados, consegue utilizar óleo de colza quase tão eficientemente como combustível fóssil."

O óleo de colza é bastante mais viscoso e menos volátil do que o gasóleo. Num motor sem tratamento, isso tende a provocar:

• pior atomização do combustível na câmara de combustão;
• combustão incompleta;
• consumo mais elevado;
• mais fuligem e valores de emissões problemáticos.

É precisamente aqui que entra a solução proposta: os investigadores ajustaram o momento de injecção (Einspritzzeitpunkt), a pressão de injecção (Einspritzdruck) e a geometria do injector/bico de injecção (Einspritzdüse), para que o óleo de colza - sendo mais espesso - se misture melhor com o ar e arda de forma mais limpa.

Truques técnicos no motor Diesel para tornar o óleo de colza compatível

Afinação do avanço de injecção (ângulo/momento)

O elemento crítico é o chamado início da injecção, que define em que instante do curso do pistão o combustível entra na câmara de combustão. Para o gasóleo, este parâmetro foi refinado ao longo de décadas. No caso do óleo de colza, essa calibração deixa de ser ideal, porque o combustível demora mais a atomizar e a inflamar.

Por isso, os engenheiros avançaram o início da injecção. Com mais tempo disponível, o óleo de colza consegue dispersar-se e misturar-se com o ar de forma mais eficaz, o que reduz perdas na combustão e ajuda a manter o desempenho do motor mais estável.

Injector revisto e sistema de alimentação optimizado

A segunda grande variável é o próprio injector. Os canais de escoamento foram redesenhados para promover uma pulverização mais fina do óleo. Além disso, o grupo trabalhou no sistema de combustível como um todo, incluindo:

• ajuste da pressão de injecção;
• alteração dos diâmetros dos orifícios no injector;
• afinação fina do caudal e do perfil de alimentação.

Nos ensaios, a equipa observou que, com estas alterações, a diferença entre óleo de colza e gasóleo diminui de forma significativa. O motor trabalha com maior suavidade, o consumo adicional baixa e as emissões melhoram quando comparadas com o funcionamento a óleo vegetal sem modificações.

Quão “limpo” é, na prática, um Diesel a óleo de colza?

Os investigadores descrevem ganhos claros em determinados poluentes. Com a combustão ajustada, reduzem-se sobretudo:

• emissões de monóxido de carbono (CO);
• uma parte dos hidrocarbonetos não queimados;
• alguns componentes do material particulado fino.

No caso dos óxidos de azoto (NOx), o resultado depende do acerto exacto. Consoante a estratégia de injecção, os valores de NOx podem subir ligeiramente ou descer. Com pós-tratamento de gases moderno - por exemplo, catalisador SCR e AdBlue - estes efeitos podem ser controlados de forma direccionada.

"O óleo de colza não substitui um sistema de tratamento de gases de escape, mas retira ao motor Diesel parte do seu fardo climático, porque o carbono vem de plantas e não de reservas fósseis."

Há ainda um aspecto muitas vezes ignorado: durante o crescimento, a colza retira CO₂ da atmosfera. Ao queimar o combustível, esse CO₂ regressa ao ar, mas não provém de fontes fósseis. No balanço global, a pegada de CO₂ fóssil do veículo pode descer de forma relevante.

Isto significa o fim dos automóveis eléctricos?

Apesar de apelativa, esta evolução não “derruba” o automóvel eléctrico. São tecnologias com vantagens em contextos distintos.

Onde os veículos eléctricos estão claramente à frente

Os automóveis a bateria destacam-se, em especial:

• por operarem sem emissões locais nas cidades;
• pela elevada eficiência energética do acumulador até à roda;
• pela condução muito silenciosa;
• pelas vantagens em trajectos curtos de deslocação diária e em carsharing.

Em trânsito urbano denso, com muitas travagens e acelerações, os eléctricos conseguem tirar melhor partido da sua eficiência. A isto somam-se directrizes políticas, como a possibilidade de restrições a motores de combustão em zonas centrais.

Onde um Diesel optimizado com óleo de colza pode ter vantagem

Por outro lado, existem cenários em que um sistema Diesel robusto alimentado com biocombustíveis parece particularmente atractivo:

• agricultura e silvicultura com cargas elevadas e prolongadas;
• máquinas de construção longe de qualquer posto de carregamento;
• transporte de longa distância em regiões sem rede abrangente de carregadores rápidos;
• frotas existentes de camiões, autocarros e veículos comerciais.

Nestes casos, a pergunta tende a deixar de ser “bateria ou combustão?” e passa a ser: “como tornar uma tecnologia já instalada muito mais amiga do clima?”. O óleo de colza e outros biocombustíveis podem funcionar como ponte até que E-Fuels sintéticos ou células de combustível (Brennstoffzellen) estejam disponíveis a custos competitivos.

O que uma solução a óleo de colza pode significar para agricultores, transportadoras e condutores

A colza já é cultivada em larga escala em muitos países europeus. Uma parte segue para consumo alimentar como óleo, e outra já é hoje usada como incorporação no gasóleo ou transformada em biodiesel. Esta investigação acrescenta que, com a conversão adequada, um motor pode lidar até com óleo de colza quase puro.

Vantagens potenciais:

• criação de valor regional em vez de importação de crude;
• custos de combustível mais previsíveis para agricultores;
• menor dependência de crises geopolíticas;
• aproveitamento de motores existentes, evitando uma mudança total para tecnologia nova.

Ainda assim, não é uma solução sem custos. Grandes monoculturas de colza podem degradar solos, incentivar o uso de pesticidas e ocupar áreas que fariam falta para a produção alimentar. Por isso, política e sector agrícola terão de definir limites sobre quanta área agrícola é realista dedicar a culturas energéticas.

Quão realista é uma adopção alargada desta abordagem?

Até agora, o trabalho da RUDN-Universität mantém-se no domínio de laboratório e de motores de ensaio. Para chegar a uma aplicação em série, faltam várias etapas:

• testes de longa duração em condições reais;
• avaliação de desgaste e de depósitos no motor;
• adaptação de normas e regras de homologação;
• análise económica dos custos de conversão;
• cálculo das quantidades de colza disponíveis sem competir com a alimentação.

Para operadores de frotas na agricultura ou em serviços municipais, projectos-piloto podem ser interessantes: número limitado de veículos, condições bem controladas e análise de consumo e custos de manutenção.

Porque esta investigação tende a complementar, e não a substituir, os automóveis eléctricos

Em vez de um “ou isto ou aquilo”, o cenário aponta mais para um “isto e aquilo”. A mobilidade eléctrica continua a ser essencial para melhorar a qualidade do ar nas cidades. Em paralelo, zonas rurais, estaleiros e transporte pesado continuarão, previsivelmente, a necessitar de soluções com motores de combustão durante algum tempo.

Um motor Diesel a óleo de colza encaixa exactamente nesse espaço: baseia-se em tecnologia conhecida, reduz a fracção de CO₂ fóssil e pode operar com infraestruturas de abastecimento e manutenção já existentes. Do ponto de vista político, isto pode ser atractivo por permitir cortes de CO₂ mais rápidos sem exigir, em todo o lado, a criação imediata de novas redes.

Para os consumidores, a mensagem mais relevante é outra: o futuro da mobilidade será mais diverso, não de uma só dimensão. Bateria, biocombustível, E-Fuels, hidrogénio - cada via tenderá a impor-se de forma diferente conforme o uso. E esta solução russa baseada em óleo de colza volta a colocar o Diesel, inesperadamente, de novo na disputa.