Motovelocidade
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Texto Luiz Mingione
No futuro próximo, além dos propulsores elétricos, as motos de competições terão que buscar novas alternativas para abastecimento. Vejamos as soluções existentes, em termos de combustíveis alternativos em desenvolvimento: o synfuel, e-fuel, hidrogênio, etanol e amoníaco.
A União Europeia comunicou recentemente à FIM que a partir de 2024, o combustível da MotoGP, Moto2 e Moto3 deve ser de pelo menos 40% de origem “não fóssil”, e a partir de 2027 vai ser de 100%. Equipes como a Honda Repsol já estão desenvolvendo o seu biocombustível, como você pode ler nesta matéria.
Além da gasolina tradicional, que é obtida a partir do petróleo bruto, ou seja, de fonte não renovável. Isto quer dizer, aquilo que é consumido não é mais recuperável de forma alguma, ao contrário do que acontece com os combustíveis provenientes da biomassa.
Biomassa é a matéria orgânica de origem vegetal e animal. Esse tipo de energia pode ser utilizada para produzir combustíveis, eletricidade e calor, sendo considerado uma alternativa às fontes de energia convencionais.
No Brasil, a grande quantidade de cana-de-açúcar disponível e outras substâncias vegetais permite a produção de álcool etílico. O etanol puro (E 100) que está disponível nas distribuidoras e outros combustíveis são amplamente utilizados, nos quais é misturado à gasolina em proporções variáveis, mas ainda altas (E 85, E 25).
A letra E seguida de um número (discrimina porcentagem), significa a proporção de mistura de gasolina e álcool combustível indicada pela porcentagem de etanol (álcool etílico) precedida pela letra “E” maiúscula.
Desta maneira, a mistura E10 é composta de 10% de etanol anidro e 90% de gasolina. As misturas mais comuns utilizadas no mundo são E5, E10, E20, E25, E70, E75, E85, E95 e E100.
Na Europa, o etanol é obtido principalmente de beterraba e batata (rica em amido, ainda que não em açúcar) e existem gasolinas com aditivos desse álcool na proporção de 15% ou 10%.
Usando etanol puro, o consumo é consideravelmente maior, mas a octanagem chega a 110, o que não é nada mal para motores destinados ao uso em corridas. Melhor ainda, deste ponto de vista, é o metanol, que, no entanto, é altamente tóxico. Além disso, do ponto de vista econômico, não é conveniente obtê-lo a partir da biomassa. Na verdade, geralmente é obtido a partir do gás natural (metano) que não é uma fonte de energia renovável.
No entanto, não é só o álcool que interessa hoje aos técnicos que atuam no setor de motores a combustão. Outra fonte possível são os combustíveis da série “P”, obtidos a partir de resíduos urbanos e materiais residuais.
São compostos por etanol (aproximadamente 45%), furano (aproximadamente 20%) e hidrocarbonetos líquidos obtidos a partir do gás natural. Seu número de octanas é da ordem de 89-93.
“Furano é um nome genérico dado a um grupo de compostos químicos de natureza orgânica, heterocíclicos e aromáticos, que podem ser obtidos pela destilação de algumas variedades de madeira”.
A mistura em qualquer proporção de álcool com gasolina, não pode ser usada em veículos “nascidos” para serem abastecidos com a gasolina, mas são permitidos para FFV, ( Flexible Fuel Vehicles ), que são equipados com um sensor de composição de combustível.
O nome Synfuels indica um grande grupo de combustíveis sintéticos, geralmente obtidos por conversão direta ou indireta (gaseificação seguida do processo Fischer-Tropsch que é um processo químico para produção de hidrocarbonetos líquidos a partir de gás) de substâncias como carvão e metano, que são combustíveis não renováveis.
Felizmente, os Synfuels também podem ser produzidos a partir de biomassa e resíduos, desta forma é possível obter gasolina com excelentes características.
Os combustíveis alternativos mais interessantes hoje são aqueles definidos com o termo genérico de E-combustíveis, são obtidos pela combinação do hidrogênio obtido pela eletrólise da água com o CO2 retirado do ar, ou fornecido como resíduo de gás das indústrias.
Claro que para que sejam verdadeiramente “verdes” é necessário que a eletricidade (é preciso muita) seja obtida de fontes renováveis, ou seja, de usinas hidrelétricas ou de energia eólica ou solar.
Para utilizar o E-combustível, foram lançados programas que envolvem o uso de painéis fotovoltaicos em superfícies de extraordinária extensão nas áreas desérticas da Austrália e da Arábia.
Há anos se fala da possibilidade de usar hidrogênio para alimentar motores. Este combustível possui excelentes características a partir do alto índice de octanas. Além disso, é extraordinariamente limpo; na verdade, sua combustão gera apenas água. Sem carbono.
Hoje é quase sempre obtido a partir do metano, mas é possível obtê-lo da água, decompondo em seus elementos (oxigênio e hidrogênio) por eletrólise. Este processo envolve um considerável desperdício de energia elétrica, que, no entanto, pode ser obtida a partir de fontes renováveis.
O hidrogênio contém uma grande quantidade de energia por unidade de massa e unidade de volume, no entanto, esta quantidade é significativamente inferior à da gasolina. Ele pode ser usado para alimentar tantas células de combustível, que geram eletricidade diretamente no carro, quanto motores a quatro tempos.
Quanto a este último, não há dificuldades particulares a superar em termos de adaptações do motor e criação de sistemas de combustível adequados (injeção direta). Os problemas existem, em vez disso, para a distribuição e armazenamento de hidrogênio.
Como levar no veículo? É preciso transportar sob uma pressão muito alta (350 bares e acima) em cilindros que são muito pesados e de grandes dimensões. Uma alternativa é um tanque criogênico (tanque pressurizado para armazenar hidrogênio) dentro dos quais o hidrogênio pode ser transportado na forma líquida a -253°C., no entanto, o custo é considerável, assim como a complexidade de fabricação.
Uma terceira possibilidade é ter o hidrogênio absorvido por hidretos metálicos, contidos em tanques especiais, sob pressão de cerca de vinte bar. Para complicar, há a necessidade de controle térmico preciso e o tempo necessário para o enchimento, além disso, o peso total é muito alto.
A amônia, também pode ser usada como combustível para alimentar motores de quatro tempos. A amônia é de uso doméstico, mas pode ser usada como combustível. É uma solução aquosa de que em condições ambientais é gasosa.
Sua temperatura de ebulição é de -33 ° C e, portanto, para transportar no estado líquido, basta usar um tanque no qual esteja contido sob pressão ou usar um tanque criogênico (tanque pressurizado para armazenar hidrogênio) de estrutura simples e baixo peso.
O processo atualmente usado no campo industrial para obter amônia certamente não é "verde”, mas também pode ser obtido combinando o hidrogênio da água com o nitrogênio do ar por síntese.
Se neste segundo processo utilizar eletricidade gerada a partir de fontes renováveis, do ponto de vista da proteção do ambiente é uma ótima opção disponível. A combustão da amônia gera apenas água e nitrogênio, além de pequenas quantidades de óxidos, que podem ser eliminados com um catalisador.
Como combustível, a amônia é caracterizada por um alto índice de octanas (mais de 110). No entanto, a mistura estequiométrica (Estequiométrico refere-se à "mistura perfeita" de um combustível e o ar) é 20% menor que a da gasolina. Isso significa que o desempenho é pior.
A velocidade de combustão é muito baixa, mas com o uso de aditivos adequados pode ser adequada às necessidades dos motores.
Na verdade, para avaliar o impacto ambiental dos diversos combustíveis em estudo hoje para substituir a gasolina, não envolve somente emissões de gases, mas também em todas as fases da cadeia de produção como, a distribuição, armazenamento e a energia de origem utilizada em cada uma das alternativas.
E aí, qual será a alternativa que as motos de competições vão escolher ao invés dos motores a combustão? As pesquisas já começaram, vamos ver o que o futuro nos reserva.