TECNOLOGIA

MAPV: atingiu 16 quilômetros por litro de álcool

Com 64 anos de sua vida dedicados de corpo e alma ao assunto álcool, Corsini, projetista do famoso avião Paulistinha e descendente direto do Papa Clemente XII (Lourenço Corsini), diz que o MAPV é simplesmente fantástico. "Ele atingiu 16 quilômetros por litro de álcool, nos mesmos ensaios em que o motor a gasolina atingiu 12 quilômetros por litro e o motor a álcool convencional atingiu 10 quilômetros por litro de combustível: O MAPV faz a potência dos carros populares saltar de 56 para 70 cavalos e de um motor a diesel de 180 pular para os 240 cavalos, com o mesmo consumo e se não for necessário utilizar o total da potência, o consumo do motor a álcool pré-vaporizado será ainda mais baixo que o motor movido a óleo diesel. Esta tecnologia poderá ser aplicada também em motores de aviões, eliminando de vez o risco de pane na decolagem, problemas frequentes com os motores movidos a gasolina de aviação", diz Corsini.

O projeto do MAPV vem sendo desenvolvido no Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo em colaboração com o Centro de Pesquisas de São Carlos, com o apoio dos cientistas Emerson Pires Leal, Antonio Moreira dos Santos, Josmar Davilson Pagliuso e Claudio Kirner.

Comercialização da patente

Com o objetivo de gerar receitas para serem investidas no desenvolvimento de novas pesquisas, foi contratada uma empresa de consultoria para cuidar da comercialização da patente do novo motor junto a montadoras.

De acordo com o diretor de Operações da WDS Consultoria Empresarial, William Domingues de Souza, as negociações com as montadoras já foram iniciadas e o interesse demonstrado tem sido muito bom e imediato.

"Acredito que a história do álcool no Brasil será dividida em duas fases: antes e depois do advento do motor a álcool pré-vaporizado. Pelas enormes vantagens apresentadas, penso que muito em breve estes motores estarão equipando os veículos de alguma montadora. Será um grande diferencial na ferrenha disputa dentro desse mercado", conta Souza.

Economia no bolso

Levando em consideração o preço do álcool a R$ 0,50 e o da gasolina R$ 1,19 e que o motor do carro dos testes realizados fez com gasolina 12 km por litro, com álcool líquido 10 km por litro e com álcool pré-vaporizado 16 km por litro, teríamos os seguintes números: o quilômetro rodado com um carro a gasolina custaria R$ 0,10; o de um carro a álcool líquido custaria R$ 0,05 e o quilômetro rodado com um carro a álcool pré-vaporizado R$ 0,03.

Como funciona o motor

De uma forma simplificada o motor funciona da seguinte forma: o estequiômetro mede a quantidade mínima de combustível que vai precisar para atender as condições que o motorista está exigindo do motor ajustando tal quantidade automática e continuadamente, por meios eletrônicos, de forma a sempre utilizar a mínima quantidade possível de combustível. Usando o calor do cano de escape aquece o álcool e o vaporiza sobre o ar que será usado na mistura, e aí injeta o combustível na câmara de combustão, já em forma de vapor. A queima obtida durante a expansão será quase que integral e a força gerada permanecerá no seu valor máximo por um tempo muito maior que qualquer combustível, resultando em maior potência.

Na maior parte dos motores onde é utilizado, o óleo diesel permite um aproveitamento de aproximadamente 20% e, a gasolina de 26%. Vale dizer que de 100 litros de gasolina que você coloca no tanque apenas 26 litros serão transformados em energia utilizada pelo carro, o restante, algo como 74 litros serão desperdiçados pela falta de combustão, pela combustão irregular, por transformação em calor ou evaporados quando da abertura do tanque para os reabastecimentos.

O álcool líquido permite um aproveitamento de 42% e o álcool vaporizado atinge a marca de 52%. Aqui cabe uma observação muito importante: o combustível ideal no motor ideal, apresentando um aproveitamento total, geraria o máximo de 60% de rendimento, porque neste processo 40%, obrigatoriamente pelas leis naturais, seriam transformado em calor. Ou seja, quando se consegue 52% de aproveitamento na transformação do álcool vaporizado em energia está se conseguindo atingir quase a totalidade dos 60% possíveis. Além do ganho real no bolso, despolui a natureza.

"Para que possamos entender de uma forma muito simples como e porque o motor a álcool pré-vaporizado funciona com tão alto aproveitamento, basta recordarmos de um princípio de química. Se aquecermos dois líquidos em uma mesma vasinha, digamos um com o ponto de ebulição de 80°C  e outro cuja ebulição se dá a 100°C, ocorrerá o seguinte: A temperatura vai subir até atingir 80°C, e permanecerá nesta marca até que toda a massa do primeiro líquido se evapore, aí começa a subir puro. O óleo diesel tem mais de 20 hidrocarbonetos em sua fórmula, com temperaturas de ebulição diferenciada desde 260° até 350°C e, a gasolina, com quase a mesma quantidade de hidrocarbonetos, vai de 20° a 170°C. Ou seja, para vaporizarmos os 20 produtos químicos existentes em ambos os combustíveis teremos que passar por 20 pontos diferentes de ebulição", explica Corsini.

Testes no exterior

Testes realizados com um MAPV instalado em um ônibus na Alemanha, mostraram que a maior parte das metas para o veículo limpo e eficiente são atingidas. O ganho foi de 30%. Tendo habilidade de operar com mistura pobre, produziu uma redução drástica nas emissões de NOx, CO e HCs. Não se observou emissões de fuligem em nenhum regime de funcionamento do motor (particulados). De modo geral, o MAPV foi capaz de manter emissões tão baixas que poderiam atender até mesmo às normas do estado da Califórnia (1983), conhecidas por serem as mais rígidas do mundo. Sem o uso de catalizadores.

Pesquisas contra a poluição provocada pelos motores

No esforço para reduzir a poluição provocada pelos motores de veículos, cujo uso cresce ano a ano, pode-se atuar em três direções: na modificação dos motores (maior número de válvulas, injeção eletrônica multiponto, recirculação de gases, carga estratificada), nos periféricos (catalizadores e sistemas de controle) e no próprio combustível. No caso deste último busca-se atualmente nos EUA um combustível que tenha menos frações leves, menos frações pesadas, menor teor de enxofre, menor quantidade de compostos aromáticos e olefínicos e a presença de um átomo de oxigênio.

De acordo com o pesquisador Davilson Pagliuso, o Brasil chegou a ter 94% da frota nacional de veículos leves abastecida por álcool. Ocorre, entretanto, que o uso do álcool produz como "efeito colateral" menor poluição do que a gasolina.

"Alguns dados de 1986 mostram emissões de hidrocarbonetos de 16g/km para o álcool contra 22,0 para a gasolina. Para o CO e o NOx estes dados são, respectivamente, 1,6g/km (álcool) contra 2,0 g/km (gasolina). Atualmente, a injeção eletrônica e sobretudo o uso de catalizadores diminuíram um pouco esta diferença. Entretanto, os catalizadores tem alguns problemas:

• catalizadores não funcionam bem quando são mais necessários, isto é, quando os motores estão frios emitem muito mais poluentes. Esta é uma situação que ocorre na maioria das vezes em que um veículo é utilizado na área urbana. Leva cerca de 10 min para que o motor atinja a temperatura adequada e mais tempo ainda para que o catalizador o faça.

• catalizadores não funcionam bem com misturas pobres que, entretanto, beneficiam a redução de emissões ainda dentro do motor;

• catalizadores não reduzem a emissão de CO2 para a atmosfera;

• catalizadores tem "prazo de validade" e o número de motoristas que trocam o catalizador   quando este perde eficiência é bastante reduzido se é que alguém o faz", explica Pagliuso.

O combustível ideal

De acordo com Corsini, para termos veículos equipados com motores mais eficientes e mais limpos deveríamos ter:

• motores que queimassem combustível gasoso (limpeza e economia);

• veículos que transportassem combustível líquido (autonomia e segurança);

• combustíveis livres de frações muito leves e também de frações muito pesadas (poluições por evaporação e combustão incompleta);

• combustíveis com menor conteúdo de compostos aromáticos, olefínicos e enxofre (efeitos tóxicos);

• combustíveis que possuíssem um átomo de oxigênio;

• combustíveis que permitissem a operação com mistura pobre (eficiência e limpeza de gases "in loco");

• combustíveis que tivessem pouca afinidade com o óleo lubrificante (emissões de poluentes e aproveitamento do combustível);

• combustíveis que reabsorvessem o CO2 liberado pela combustão (efeito estufa).

"Então é possível, a esta altura, reconhecer o álcool como um forte candidato ao combustível ideal, pois:

• o álcool tem uma temperatura de ebulição de 78°C na pressão atmosférica - alta o suficiente para evitar a evaporação, baixa o suficiente para evitar deficiência na combustão;

• o álcool não contém enxofre, compostos aromáticos ou olefínicos. De fato, quando comparados em iguais concentrações, os gases dos motores a álcool são muito menos prejudiciais à saúde de animais (e, presume-se, também a de humanos) do que os da gasolina, como mostra estudo feito pela USP, com camundongos e ratos de laboratório;

• a afinidade entre o álcool e os óleos lubrificantes é muito menor do que o da gasolina ou do diesel, como pode ser facilmente verificado;

• o álcool possui aquele átomo de oxigênio que os americanos buscam na molécula de seu combustível;

• o álcool provém da cana-de-açúcar que reabsorve o CO2 liberado durante a sua combustão;

• o álcool permite o uso de taxas de compressão maiores, resultando em melhor eficiência do motor;

• o álcool é um combustível líquido e como tal pode ser facilmente transportado;

• o álcool, em virtude de sua temperatura única de ebulição pode ser facilmente vaporizado de maneira controlada utilizando-se os gases de escape do motor ou até mesmo sua água de resfriamento;

• o álcool quando vaporizado permite a operação com misturas pobres em qualquer regime do motor chegando a trabalhar com 80% de excesso de ar (em contraste com a gasolina que tem limite em torno de 10% e frequentemente trabalha com mistura rica)", elenca Corsini.

Fonte: Artigo transcrito do "Jornal Cana" - julho/99 /
www.cpsc.br/mapv.htm