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Por que um motor a álcool consome mais que outro a gasolina? E por que o diesel consome menos que os outros dois?

Atualmente, a maioria dos automóveis vendidos no Brasil são equipados com motores bicombustível, os quais aceitam álcool e gasolina. Gás natural veicular (GNV) e diesel também se mostram muito populares, assim como as intermináveis discussões entre as vantagens e desvantagens de cada um. Devido ao altíssimo preço dos combustíveis imposto pelo governo, o foco principal reside no consumo. Este é o foco deste post.

Os detentores de maior conhecimento automotivo podem achar o título deste artigo simplório, mas ele responde uma dúvida recorrente entre os motoristas menos informados. Qualquer dono de carro “flex” sabe que o consumo no álcool é cerca de 30% a 50% maior que com gasolina, o famoso “ele faz 7 (km/l) no álcool e 10 na gasolina”. Também sabem que o diesel e o GNV tem maior autonomia em relação a álcool e gasolina. Qual a explicação?

Para explicar, vamos voltar para as nossas aulas de química do colegial…

Sem pânico! Para entender, vamos precisar resgatar apenas dois conceitos, explicados de maneira didática e de fácil entendimento: poder calorífico e proporção estequiométrica. A definição é simples:

Poder calorífico é a quantidade de calor que a queima de um material gera. Vamos lembrar da nossa infância, quando fazíamos fogueiras em dias frios. O fogo feito com papel durava pouco e não nos aquecia, ao passo que outra com eucalipto esquentava muito mais, mas resistia por poucos minutos. A chama ideal era alimentada por madeiras densas como nó-de-pinho, o qual gerava muito calor e era muito durável, o suficiente para aquecer uma casa por doze horas. Então vem a explicação:

O poder calorífico do papel é muito pequeno, por isso gera pouco calor e queima rápido. O eucalipto tem um poder calorífico bem maior, ao passo que o do nó-de-pinho se mostra excepcional. Ele é medido na quantidade de calorias que um quilograma de combustível gera (kcal/kg). Aí está o primeiro conceito:

O PODER CALORÍFICO DO ÁLCOOL É O MENOR ENTRE OS TRÊS COMBUSTÍVEIS,6.437 kcal/kg. A GASOLINA FICA ENTRE O ETANOS E O ÓLEO, GERANDO 10.221 kcal/kg, AO PASSO QUE O DIESEL É O CAMPEÃO, COM  10.377 kcal/kg.

Em complemento ao poder calorífico, há a proporção estequiométrica de combustível ideal para cada motor, de acordo com suas características técnicas e especificidades. O motor de combustão interna funciona com a injeção da mistura de ar e combustível em determinada proporção em seus cilindros, e sua queima movimenta os componentes mecânicos, resultando no movimento do veículo.

A proporção estequiométrica nada mais é que a quantidade de partes de ar em relação às partes de combustível que compõem o volume a ser injetado nas câmaras de combustão para promover o funcionamento do motor. Ela é medida em número de partes de ar para cada parte de combustível. Por exemplo, uma proporção estequiométrica de 10:1 significa que a combustão ocorre com dez partes de ar para cada uma de combustível.

Motores a gasolina e/ou álcool se baseiam no ciclo Otto, com construção muito semelhante. Tendo em vista que o poder calorífico da gasolina se mostra cerca de 30% maior que o do álcool, a proporção estequiométrica do álcool é de 9:1 e o da gasolina brasileira (com 22% de etanol) é de 13,2:1. Então encontramos a primeira resposta:

O MOTOR FLEX É MAIS ECONÔMICO NA GASOLINA QUE NO ÁLCOOL PORQUE ESTE TEM UM PODER CALORÍFICO 30% MENOR.

Por isso, é necessário queimar cerca de 30% a mais de álcool para gerar o mesmo movimento, gerando menor autonomia do derivado da cana. Os valores podem variar conforme a solução técnica encontrada pelos engenheiros de cada fabricante e o nível de tecnologia de cada unidade.

Via de regra, motores a álcool tendem a entregar potência e torque levemente superiores em relação aos seus pares a gasolina ou em propulsores bicombustíveis, pois o acerto ideal de melhor funcionamento no etanol leva a isso.

Os propulsores movidos a diesel utilizam o ciclo de mesmo nome, e sua mecânica se mostra bastante distinta dos blocos Otto, dispensando o uso de velas. Uma diferença reside na menor necessidade de combustível para gerar a mesma quantidade de movimento, aumentando a economia. Sua proporção estequiométrica é de 15,2:1, devido ao seu poder calorífico ligeiramente maior que o da gasolina.

Este maior poder calorífico exige componentes mais robustos na engenharia de motores a diesel, o que gera menor desempenho, a priori.

Porém, a quase totalidade dos motores a óleo utilizam turbocompressor, maximizando seu torque e equiparando seus números aos motores Otto com a vantagem de maior economia, pois o maior poder calorífico do diesel gera o mesmo resultado com menos combustível. Por isso o motor diesel é mais econômico que os a gasolina e álcool.

A gasolina no Brasil utilizam cerca de 22% a 28% de álcool, diminuindo seu pode calorífico. Enquanto a proporção estequiométrica de nossos motores é de 13,2:1, a dos movidos a gasolina pura é de 14,7:1. Isso significa que nossos motores a gasolina seriam significativamente mais econômicos sem a mistura de etanol.

Os motores a GNV funcionam com 15,4 partes de ar para cada parte de gás, superior às 13,2:1 da gasolina. Daí a grande economia do GNV.

Assim, a conclusão não é nenhum bicho de sete cabeças. Se um combustível gera menos calor, uma maior quantidade dele é necessária para fazer seu carro andar, o que gera maior consumo. E vice-versa. Para saber se vale a pena usar um ou outro, a comparação de preços se mostra essencial, pois no final o que vale são os reais gastos para ir do ponto A ao B. Ou a necessidade de maior autonomia, pois um combustível de maior poder calorífico permitirá rodar mais quilômetros sem abastecer.

Qualquer autoescola pode ensinar isso sem dificuldades a todos.

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6 comentários em “Por que um motor a álcool consome mais que outro a gasolina? E por que o diesel consome menos que os outros dois? Deixe um comentário

  1. O texto tem um equívoco matemático. Se o álcool faz 7km/l e gasolina faz 10km/l, o consumo de álcool não é 30% maior, e sim ~43% maior. Exemplificando: Para andar 100km se gastará 10l de gasolina ou ~14.3l de álcool (com 13l de álcool se anda 91km). Há uma diferença entre os termos autonomia e consumo; uma autonomia 30% menor no álcool, equivale há um consumo ~43% maior (100/70).

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    • Rogerup, boa tarde.

      Do ponto de vista matemático, você está correto. Assim, retifiquei o texto para facilitar a interpretação. Obrigado pelo aviso.

      Repare no contexto da explicação, a qual simula uma conversa do dia-a-dia. O motorista comum faz os cálculos de maneira aproximada, sem calculadora na mão.

      Você utiliza os termos autonomia e consumo da maneira tecnicamente correta: consumo é medido em litros por cem quilômetros e autonomia em quilômetros por litro.

      Popularmente e nas revistas especializadas, comete-se esse equívoco técnico de chamar autonomia de consumo. Então sou obrigado a abrir mão da correção técnica para explicar de maneira simples para o público amplo.

      Esta página é voltada para leigos, por isso uso o jargão popular, propositadamente incorreto, com vistas a facilitar o entendimento. Assim como a exatidão matemática se mostra secundária em detrimento da didática.

      Rogerup, suas observações estão corretas. Obrigado pelo comentário.

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