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Como seria um motor moderno só a álcool?

Após o lançamento do VW Gol 1.6 Total Flex, em 2003, os motores bicombustíveis tiveram crescimento rápido e dominam o mercado nacional de automóveis, com participação de mercado em torno de 90%.

Os motores bicombustíveis – também conhecidos como “flex fuel” – foram os responsáveis pelo renascimento do derivado de cana, após caírem no ostracismo devido a altas abruptas dos preços e queda na oferta, deixando desamparados os proprietários de modelos movidos a etanol.

O grande mote do motor bicombustível consistiu na opcionalidade de o motorista utilizar o combustível mais barato, sem criar dependência do etanol ou gasolina.

Desde o surgimento dos motores “total flex”, a oferta de etanol permanece regular e os preços são vantajosos em muitos estados brasileiros. Isto gera um questionamento saudável nos motoristas mais entusiastas do etanol:

COMO SERIA A PERFORMANCE DE UM MOTOR MODERNO SÓ A ÁLCOOL?


PROGRAMA PRÓ-ÁLCOOL

Fiat 147 primeiro carro a álcool
Lançado em 1977, o Fiat 147 foi o primeiro veículo movido a álcool do Brasil

O programa Pró-Álcool surgiu nos anos 70 como a alternativa brasileira à crise do petróleo. O primeiro modelo movido pelo derivado da cana-de-açúcar foi o Fiat 147 em 1977. Centralizar a matriz energética nacional em combustíveis renováveis parecia a melhor alternativa à dependência de fontes de energia não-renováveis.

Houve adesão ao álcool por parte das montadoras e da população. Após um bom início, os motores a etanol atingiram participações de mercado acima dos 80% na década seguinte.

Quando tudo indicava a independência do petróleo para abastecer nossos veículos, algo aconteceu.

CRISE DO ÁLCOOL

Em 1987, uma disparada dos preços do açúcar no mercado internacional tornou a produção do pó branco extremamente lucrativa para os usineiros, em detrimento do abastecimento de etanol combustível.

Então, a atividade das usinas se concentrou na produção no pó branco e deixou na mão os proprietários dos modelos criados no Programa Pró-Álcool, criado na década de 70 como alternativa à crise do petróleo. Faltou álcool nas bombas, a preços exorbitantes.

O alívio nas cotações do barril do petróleo ocorrido naquele período se acumulou com a forte alta nos preços do etanol, fomentando o retorno à gasolina e transformou os motores a etanol em “micos”.

Imediatamente, os motores a álcool foram abandonados e a gasolina voltou a ser o principal combustível dos automóveis, enterrando o Programa Pró-Álcool no início dos anos 1990.

TECNOLOGIA TOTAL FLEX

VW Gol 1.6 AP Total Flex 2003
VW Gol Total Flex 2003, o primeiro carro bicombustível

Pouco mais de uma década depois de o etanol ter sido condenado ao ostracismo pelos usineiros, uma inovação tecnológica ganhou o mercado em 2003: o motor bicombustível.

O advento da injeção eletrônica bicombustível, a qual permite o uso de gasolina, etanol ou mistura em qualquer proporção pela mesma unidade motriz, estreou no VW Gol 1.6 em 2003. O derivado da cana abandonou um longo período de ostracismo e voltou aos dias de glória graças à nova tecnologia.

A injeção eletrônica viabilizou os motores “flex”. No final dos anos 80, a tecnologia que viabilizou o uso de dois combustíveis ainda engatinhava em veículos brasileiros e não houve interesse de fabricantes e sistemistas na tentativa de “salvar” o etanol ou projetar um motor bicombustível.

Somente no final dos anos 90, com a tecnologia de injeção eletrônica consolidada em nossa indústria, sistemistas como Robert Bosch e Magnetti Marelli empreenderam tentativas de sistemas de injeção que se adaptassem a álcool e gasolina, culminando no lançamento do VW Gol Total Flex em 2003.

A tecnologia bicombustível teve ascensão meteórica, se tornando a principal motorização em poucos anos, com market share
beirando os 90% há mais de dez anos no mercado brasileiro.

Do início dos anos 2000 até os dias de hoje, muitas tecnologias de motores de combustão interna surgiram e se tornaram comuns: turbocompressores, injeção direta, comandos variáveis, sistema start-stop, componentes de alumínio e ligas leves, dentre as mais utilizadas.

Todas elas são aplicadas em motores bicombustíveis, mas como se sairiam em unidades só a etanol

NOVAS TECNOLOGIAS DE MOTORES

motor turbo só a etanol
Turbo + Etanol = seria um sucesso ou um mico

A tecnologia “flex” surgiu e prosperou devido ao receio dos brasileiros em sofrer com o desabastecimento de etanol. Todavia, a tecnologia moderna permitiu o uso de gasolina, álcool ou qualquer mistura entre ambos.

O abastecimento regular de etanol suscitou dúvidas sobre como seria o desempenho, consumo, potência e torque de motores abastecidos somente com etanol, equipados com a tecnologia mais moderna disponível na atualidade.

Teria vantagens em relação ao bicombustível? E em relação aos propulsores a gasolina? Os mais interessados em mecânica sabem que componentes como pistões, bielas, filtros, comando de válvulas e óleo e demais itens de hardware.

Parâmetros de projeto como taxa de compressão, quociente diâmetro x curso, mapas de avanço de ignição e mistura ar/combustível, diâmetro de turbina e compressor, intercooler, relações de marcha e as demais variáveis “de prancheta” seriam escolhidas para otimizar o funcionamento para o etanol.

Abaixo, a pergunta que todos esperam.

COMO SERIA A PERFORMANCE DO MOTOR “PURO ÁLCOOL”?

Os fabricantes constroem e testam protótipos de propulsores movidos somente a etanol em seus departamentos de “engenharia avançada” e guardam os resultados a sete chaves. Os estudos feitos em softwares de CAE (Computer Aided Engineering, engenharia auxiliada por computador, em inglês), confirmam resultados parecidos.

Não é possível afirmar com precisão o “output” e resultados de desempenho e consumo exatos que foram obtidos nestes experimentos, exceto se houver o “vazamento” da informação por parte de funcionários da empresa. Prática ilegal, por óbvio. É possível fazer estimativas baseadas em resultados de testes anteriores, somente.

Para estimar o rendimento de um propulsor somente a etanol, vamos escolher um propulsor de referência em tecnologia: o Volkswagen EA211 1.0 TSI bicombustível, aplicado no Polo 200 TSI com câmbio automático de 6 velocidades. Vamos aos números:

A tabela 1 traz os números da unidade movida a álcool e gasolina:

  • Potência: 128 cv (A) / 115 cv (G) a 5500 rpm
  • Torque: 20,4 kgf.m – 200 N.m (A/G) a 2000 rpm
  • Consumo Urbano: 8 km/l (A) / 11,6 km/l (G)
  • Consumo Rodoviário: 9,8 km/l (A) / 14,1 km/l (G)
  • 0 a 100 km/h: 9,6 s

Os dados foram extraídos do site Carros na Web (clique no link para conferir).

As duas tabelas abaixo trazem duas estimativas do rendimento do mesmo motor convertido para utilizar somente etanol. Maior taxa de compressão, sistema de injeção direta específico para o etanol, pistões e bielas com características exclusivas e relações de marcha adequadas aos novos parâmetros são considerados nesses exemplos.

A tabela 2 avalia como seria o rendimento de uma configuração “mansa”, voltada para a economia.

Neste exemplo, foi aplicada melhoria de 20% na economia de combustível, mantendo potência e torque próximos ao original e performance levemente inferior, buscando economia de combustível. Alongar a transmissão e aliviar a pressão da turbina seriam algumas possibilidades para chegar a este resultado.

  • Potência: 125 cv a 5200 rpm
  • Torque: 21,9 kgf.m – 215 N.m a 1800 rpm
  • Consumo Urbano: 10,8 km/l
  • Consumo Rodoviário: 12,1 km/l
  • 0 a 100 km/h: 9,8 s

A tabela 3 traz a hipótese de uma calibração “brava”, com foco na performance.

Este estudo prioriza a performance e coloca a eficiência no consumo em segundo plano. O objetivo é extrair os melhores números de desempenho, com pouco ganho em consumo. Observe o ganho em torno de 20% em potência e torque e a aceleração 1,1 segundo mais rápida, com melhoria de consumo marginal.

  • Potência: 140 cv a 5800 rpm
  • Torque: 23,4 kgf.m – 230 N.m (A/G) a 2000 rpm
  • Consumo Urbano: 8,5 km/l (A)
  • Consumo Rodoviário: 10,5 km/l (A)
  • 0 a 100 km/h: 8,5 s

Deve-se frisar que essas duas estimativas são os dois extremos entre o compromisso em economia e performance. Na prática, a maioria dos propulsores movidos pelo combustível vegetal obteriam ganhos de performance e economia em torno de 10% a 20% em relação ao bicombustível, considerando o uso da mesma tecnologia.

As variações ficariam a cargo das prioridades de cada departamento de pesquisa e desenvolvimento.

Sobre o rendimento, pode-se concluir que seria possível obter, nas unidades movidas apenas a etanol, consumo muito próximo ao de gasolina nos motores “flexíveis”, com desempenho ligeiramente superior ao observado no etanol para estes últimos.

Em resumo, um automóvel com motor “puro álcool” andaria mais e gastaria menos em relação ao mesmo exemplar “flex”, se viesse ao mercado.

Seria mais econômico? Varia conforme cada local e a relação entre o preço dos dois combustíveis. Na maioria dos estados, a escolha não faz sentido do ponto de vista financeiro.

UMA VEZ REDUZIDA A AMEAÇA DE DESABASTECIMENTO DE ETANOL, POR QUE AS FABRICANTES NÃO LANÇAM UM MOTOR SÓ A ÁLCOOL?

Mesmo com as vantagens descritas acima, muitos consumidores ainda permanecem receosos em sofrer novamente com desabastecimento de etanol. Para garantir a possibilidade de escolha de combustível, eles abrem mão da performance superior.

Outro grupo mora em estados e localidades nas quais o preço do etanol supera de 80% até 95% em comparação à gasolina, o que significa que mesmo com os ganhos de rendimento de um propulsor somente a etanol, rodar com gasolina pesa menos no bolso.

Motores monocombustíveis movidos por derivados de petróleo oferecem mais economia financeira nestes locais, nos quais a vantagem fica com a gasolina e, principalmente, o diesel.

Confira o que os leitores de Educação Automotiva pensam sobre motores movidos exclusivamente a etanol

SEM DEMANDA

Feito o exame sobre o histórico do etanol combustível no Brasil, o surgimento e ascensão dos motores “flexíveis”, o potencial da tecnologia 100% etanol, as questões mercadológicas e a opinião dos consumidores, pode-se concluir que estes motores não chegam ao mercado por desinteresse por parte dos motoristas.

Os fabricantes podem conceber e oferecer veículos com motor somente a etanol com relativa rapidez, entregando rendimento superior ao bicombustível e até mesmo a unidades movidas a gasolina e diesel.

Ao final, todos sabem que montadoras operam para fazer lucros. E o consumidor brasileiro preza pelo valor de revenda de seu veículo.

Nenhum executivo tomaria a decisão de lançar um produto de baixo volume de vendas, assim como muitos entusiastas do motor “puro álcool” optariam pelo “flex” para evitar perder dinheiro ao passá-lo para frente.

O propulsor somente a etanol pode ser a melhor solução do ponto de vista técnico, mas a realidade do mercado inviabiliza sua oferta.

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