Volvo Trucks explora a versatilidade dos motores diesel

Do óleo de amendoim ao metano: os combustíveis utilizados nos motores diesel têm evoluído consideravelmente ao longo dos seus 120 anos de história. Tanto assim é que hoje o combustível que vulgarmente se designa com nome do motor que liberta a sua energia está a evoluir para alternativas menos poluentes, como são os casos do biogás e do bioDME.   

VolvoMethane01Pode dizer-se que o conceito diesel é de algum modo incompreendido e parte das críticas que, numa perspectiva ambiental, lhe são dirigidas resultam de desconhecimento. Originalmente o termo diesel nada tem que ver com um combustível, mas sim com um tipo de motor inventado por Rudolf Diesel e que funcionou inicialmente com óleo de amendoim.

Erradamente é comum pensar-se que o motor diesel está limitado ao uso de um combustível de origem fóssil conhecido entre nós por gasóleo, o que não é verdade: pode trabalhar com muitos combustíveis diferentes e alguns deles até renováveis, partilhando todos propriedades que possibilitam a ignição através da extrema compressão exercida nos cilindros.

A razão por que se associa o motor diesel somente ao gasóleo deve-se ao facto de este combustível ter-se tornado no mais corrente para aquele tipo de propulsor. Todavia, os avanços científicos neste domínio têm contribuído para o aparecimento de vários combustíveis alternativos utilizáveis nos motores diesel – com benefícios ambientais e económicos.

“Tornou-se prioritário investigar vários combustíveis alternativos e concebermos soluções que minorem o impacto ambiental, sendo já uma realidade o fabrico de motores diesel eficientes que consomem combustíveis alternativos. Comprovam-no as nossas gamas de camiões Volvo FM MethaneDiesel e bioDME que temos em testes sob condições reais. O potencial de diminuição das emissões de CO2 atinge 95 por cento”, salientou Lars Martensson, Director Ambiental da Volvo Trucks.

Um motor – vários combustíveis

Anders Röj é especialista de combustíveis na unidade de investigação Volvo Technologies

Anders Röj é especialista de combustíveis na unidade de investigação Volvo Technologies

Anders Röj é especialista de combustíveis na unidade de investigação Volvo Technologies e explica que o combustível para os motores diesel pode actualmente ser produzido a partir de qualquer matéria orgânica com propriedades de inflamação compatíveis com o processo diesel: “São requeridas maiores ou menores transformações nos motores e a aplicação de componentes periféricos, uma vez que o seu funcionamento é variável conforme os combustíveis. Comparativamente aos combustíveis elaborados a partir de hidrocarbonetos, o biodiesel revela uma estabilidade inferior e a sua eficiência perante temperaturas baixas desce. Quando é misturado com gasóleo, até em porções reduzidas, as propriedades melhoram – isto se a sua qualidade for também aceitável noutros parâmetros.”

Havendo assim uma diversidade ampla de combustíveis adequados às características dos motores diesel, importa perceber que alternativas actuais e futuras poderão tornar-se viáveis.

Gasóleo fóssil

É o combustível mais popular para os motores diesel e trata-se de um produto petrolífero constituído por hidrocarbonetos. Para a sua produção, o crude é destilado e refinado – processo que implica filtração e purificação segundo critérios legislativos vigentes nos mercados onde este combustível venha a ser comercializado.

Na União Europeia existem uma directiva e normas do Comité Europeu de Normalização (CEN) para regulação da qualidade do gasóleo. Nos EUA são seguidas as normas da ASTM International (American Society for Testing and Materials) e há muitos países que têm as suas próprias especificações legisladas.

De acordo com Anders Röj, o gasóleo fóssil oferece a melhor eficiência energética considerando o percurso desde a extracção natural até à combustão no motor: “A natureza realizou um excelente trabalho preliminar com o crude armazenado nas profundezas da terra durante milhões de anos. Além disso, em cerca de um século de existência, a indústria de refinação evoluiu bastante.”

Biodiesel

VolvoMethane03FAME – Fatty Acid Methyl Esters (Ésteres Metílicos de Ácidos Gordos) designa o combustível conhecido por biodiesel e pode ser obtido a partir de uma extensa diversidade de óleos de origem vegetal ou animal, como são o óleo de colza, óleo de soja ou óleo de palma. Um motor diesel pode inclusive trabalhar utilizando combustíveis obtidos a partir de óleos de cozinha reciclados ou sebo, isto dependendo da região onde seja produzido o biodiesel.

A grande vantagem destes combustíveis reside na menor quantidade de CO2 gerado em todo o processo – desde a produção até à propulsão – que pode situar-se em menos 50-60 por cento comparativamente ao gasóleo convencional, sendo ainda isentos de enxofre e de outras substâncias poluentes. Como factor desfavorável coloca-se o aumento das emissões de óxidos de azoto (NOx) que lhe está associado: na UE a quantidade de biodiesel presente no gasóleo não pode exceder sete por cento devido a este factor.

“Se não fosse um combustível com a origem que tem, provavelmente seríamos bastante restritivos em relação ao biodiesel devido ao problema das emissões de NOx e deficiências de qualidade. Contudo, há pressões políticas para o uso de combustíveis renováveis e o biodiesel é um dos poucos biocombustíveis disponibilizados comercialmente em larga escala”, salientaria Anders Röj.

Diesel Sintético

VolvoMethane04O gasóleo ou diesel oil também pode ser obtido sinteticamente, ou seja, através da gasificação de combustíveis como o carvão e o gás natural, criando um combustível com percentagens diminutas de hidrocarbonetos aromáticos. A produção actual de diesel sintético é inexpressiva mas estão a ser estudadas vias alternativas baseadas na gasificação de biomassa podendo vir a tornar-se num combustível com viabilidade futura.

“As emissões de NOx e de partículas originadas pelo diesel sintético são inferiores às geradas com a produção e combustão de gasóleo. O problema neste caso específico é a baixa energia conseguida por litro deste combustível.”

DME – Éter Dimetílico

Um dos diesel sintéticos que está a ser estudado é o DME (éter dimetílico), basicamente uma junção molecular de carbono, hidrogénio e oxigénio. Actualmente este combustível é produzido a partir de gás natural, no entanto a empresa petroquímica sueca Chemrec tem em operação uma unidade que está a testar o uso de um derivado com elevado valor energético resultante do fabrico de pasta de papel: denominado bioDME, assegura menos 95 por cento de emissões de CO2 comparativamente ao gasóleo e uma taxa zero de fuligem. Este novo combustível pode ser produzido a partir de outras fontes de biomassa.

VolvoMethane02Segundo Anders Röj, “tal como o gasóleo fossil, o bioDME possui uma elevada taxa energética por unidade de matéria-prima, superiorizando-se em cerca de cinco vezes ao biodiesel”.

Por este motivo, o bioDME é um dos combustíveis que a Volvo Trucks tem vindo a testar em condições reais na Suécia.

Metano

Tanto o gás natural como o biogás podem ser utilizados como combustíveis para veículos e nas formas líquida e comprimida. Não têm as propriedades de ignição do gasóleo, mas a sua adição, ou de biodiesel, solucionam esse aspecto.

Em Maio de 2011 a Volvo Trucks lançou o modelo FM MethaneDiesel – um camião propulsionado a gás: nos cilindros do seu motor diesel (13 litros de cilindrada, 460 cv e 2.300 Nm) é criada uma mistura com 75 por cento de gás metano liquefeito e 25 por cento de gasóleo, actuando este último como potenciador da ignição. Utilizando biogás, as emissões de CO2 descem mais de 70 por cento relativamente ao motor alimentado com gasóleo. Com gás natural a quebra ronda os 10 por cento.

Metano-gasóleo: economia e ecologia comprovadas

Lars Martensson, Director Ambiental da Volvo Trucks

Lars Martensson, Director Ambiental da Volvo Trucks

De acordo com a Volvo Trucks, comparada com os motores tradicionais para propulsão a gás que utilizam velas para ignição, a alternativa metano-gasóleo obtém uma eficiência superior em 30-40 por cento, o que representa uma diminuição no consumo na ordem de 25 por cento.

“A solução mais adequada é recorrer ao biogás, porque corta as emissões de CO2 em 70 por cento face aos motores diesel apenas alimentados com gasóleo. Isto quer dizer que o acesso a biogás terá de crescer rapidamente por razões ambientais e económicas óbvias”, sustentou Mats Fránzen, director de planeamento estratégico da divisão de motores do construtor sueco.

Graças à conjugação da tecnologia diesel com a propulsão a gás liquefeito, a autonomia conseguida pelo conceito diesel-metano também se superioriza à dos camiões com motor de ignição por velas, alterando assim vários factores no universo dos transportes rodoviários.

Quanto à rendibilidade, Mats Fránzen explicaria que “embora o investimento de aquisição seja mais elevado, a diferença entre o custo do gás metano e do gasóleo é substancial.”