Porquê o Diesel
Porquê o Diesel O engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913) patenteou o seu projecto para um motor de combustão interna mais eficiente, em 1892. De início os motores diesel foram usados primeiramente em navios e em aplicações industriais devido ao seu tamanho. Pelos 1920s estes foram utilizados nos tractores, nos camiões e nos autocarros. O primeiro carro ligeiro de passageiros com um motor movido a diesel foi construído em 1936 pela Mercedes Benz. O motor diesel é o mais eficiente de todos os motores de combustão interna. Juntamente com a grande fiabilidade e durabilidade, estas são algumas das razões bem estabelecidas porque tantos consumidores europeus escolhem motores diesel em vez de gasolina. Além disso, recentes avanços na tecnologia dos motores diesel melhoraram o desempenho destes modernos veículos onde o ruído foi reduzido de forma significativa dando maior prazer na condução e fazendo-os assim ainda mais atractivos aos condutores. A popularidade dos carros de passageiros a diesel varia de região em região à volta do mundo, na maioria em função de factores económicos locais, com maior aceitação do diesel na Europa. No sector dos veículos de transportes pesados, o motor diesel é o motor de maior escolha em todo o mundo, devido ao seu maior torque e eficiência. Sabia que mais de 50% dos veículos de passageiros vendidos hoje na Europa são a diesel? Na Bélgica, França, Luxemburgo e Noruega as vendas são superiores a 70%! Em Portugal e Espanha as vendas estão no mesmo nível de 70%. Hoje, os veículos a diesel consomem em média menos 30% de combustível e produzem 25% menos emissões de CO 2 do que os veículos a gasolina. Combustíveis mais limpos e novas tecnologias continuarão a melhorar as taxas de eficiência do combustível e da emissão de CO 2, assim como a emissão de partículas. Os modernos motores diesel são mais confortáveis, funcionam mais silenciosamente e podem produzir mais torque a baixas rotações do motor. COTAS DE MERCADO do DIESEL na Europa Ocidental em 2007 (% de novos carros registados) 60% 50% 40% 30% EVOLUÇÃO DO MERCADO DOS VEÍCULOS A DIESEL NA EUROPA OCIDENTAL (% de novos carros registados) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 20% 10% 10% 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 A B DC FIN F D GR IRL I L NL P E S UK IS N CH
Os benefícios económicos do Diesel Enquanto os carros de passageiros e os camiões ligeiros com motores diesel são mais predominantes na União Europeia (UE), e numa menor extensão no Japão, os motores diesel são um importante factor económico nos veículos pesados de transporte em todo o mundo, incluindo os Estados Unidos. Carros de passageiros Devido ao custo mais elevado no fabrico dos motores diesel, especialmente quando incorporados com tecnologias de alto nível, os carros a diesel têm geralmente um preço de venda mais elevado do que os carros a gasolina. O ponto de ruptura económico de um veículo a diesel é normalmente alcançado entre o primeiro e o segundo ano de uso, dependendo das distâncias percorridas, preços de combustível e dos impostos aplicáveis. Hoje há uma gama mais alargada de veículos a diesel disponível em todo o mercado europeu, como nunca houve. A disponibilidade dos motores diesel em mais e mais segmentos de veículos desde os micro até ao luxo é devido ao significativo progresso feito na tecnologia, na eficiência, na performance e na fiabilidade dos motores diesel nos anos recentes, assim como a grande disponibilidade do diesel e da taxa de incentivos. Veículos comerciais Para os camiões, comerciais ligeiros e autocarros, não há alternativa competitiva face aos motores diesel devido à sua maior eficiência. Uma vez que em média são mais rápidos e flexíveis do que os comboios, os camiões são a modalidade principal dos transportes de bens na UE, levando 70% de toda a carga transportada que tenha menos de 100Km. Os autocarros, por sua parte, são a principal modalidade de transporte de passageiros na UE (excluindo os carros), mais do que os comboios. Além disso, enquanto as tecnologias de combustíveis mais limpos se vão tornando disponíveis, a parte do mercado dos motores diesel no sector comercial ligeiro prevê-se que aumente no futuro. O Diesel à volta do mundo A procura mais forte do diesel é na Europa onde conta com aproximadamente 53% do mercado dos veículos de passageiros. O consumidor europeu compreende inteiramente os benefícios do diesel e tira partido da taxa de incentivos e dos benefícios económicos. O mercado do diesel é mais pequeno no Japão devido às rigorosas exigências ambientais e das curtas distâncias percorridas. Como ambas as tecnologias dos motores diesel e gasolina melhoraram, é provável que o mercado japonês cresça nos próximos anos. Nos USA o mercado dos carros de passageiros a diesel é extremamente limitado devido ao baixo custo da gasolina. Embora devido aos constantes aumentos dos combustíveis esta situação está a mudar e há uma maior procura do diesel e uma crescente consciencialização das vantagens do diesel, particularmente o facto do diesel poder ajudar na redução da emissão de CO 2 e das taxas de consumo de combustível fóssil. Em mercados emergentes, o diesel poderá ser uma boa alternativa para a gasolina, mas há desigual disponibilidade da qualidade apropriada do combustível. Isto também, se espera que melhore, tendo particularmente a China crescentes exigências na qualidade ambiental do diesel como fonte de energia enquanto o seu consumo doméstico aumenta.
O valor do cliente O motor diesel é o mais eficiente de todos os motores de combustão interna devido ao princípio do learn-burn. Na Europa os motores diesel são atractivos aos consumidores devido à sua económica eficiência, graças ao menor consumo de combustível e à favorável taxação. No Japão e nos USA tem havido uma menor consciência e interesse do consumidor no diesel por causa das menores vantagens económicas comparativamente à gasolina. Esta situação está a mudar. Junto com a eficiência do combustível, as outras bem conhecidas características dos motores diesel são a confiabilidade e a durabilidade. Além disso, as modernas injecções directas no diesel trouxeram melhorias adicionais a nível do ruído, do desempenho, da eficiência do combustível e das emissões. Estes avanços tecnológicos têm aumentado a competitividade do diesel vis-àvis da gasolina. Injectores DIESEL (Foto: bosch) Learn-burn Os dieseis têm learn-burn - mistura pobre, menos combustível para o mesmo volume de ar - no motor de combustão interna que opera assim com rácios na mistura ar-combustível mais elevados do que o necessário para uma completa queima do combustível. A avançada tecnologia do motor com injecção directa no diesel proporcionou soluções avançadas no preciso controlo da injecção do combustível que resultou na redução de emissões e uma significativa melhoria do desempenho. Menos energia para produzir o combustível diesel é também uma parte natural do processo de refinação do petróleo. A produção do combustível diesel consome consideravelmente menos energia e resulta em emissões mais baixas do que a produção de biocombustíveis. Preço de combustível médio EM PORTUGAL EM 2007 DIESEL 1. 1 1 5 /L S/ CHUMBO 95 1. 3 2 2 Preço de combustível médio na ue EM 2007 DIESEL 1. 1 2 2 S/ CHUMBO 95 1. 2 6 0 /L /L /L
Tecnologia de condução Por causa do seu apelo ao consumidor os motores diesel são a tecnologia de condução para carros de passageiros na Europa, representando a liderança neste segmento de mercados. No resto do mundo são a primeira escolha para o segmento dos veículos comerciais pesados, visto não haver outra alternativa mais eficiente do que o diesel. De facto, sem a contribuição do crescimento do motor diesel e as suas novas tecnologias, não seria possível conseguir os objectivos na redução do consumo de combustível e das emissões de CO 2 na UE nos últimos anos. As emissões de diesel foram já reduzidas por volta de mais de 99% entre 1990 e 2007 sob o programa EURO 3. Além disso, os dieseis modernos exibem excelente desempenho e conforto, especialmente os motores de hoje com os intercoolers e a injecção directa do combustível. Eles geram um torque mais elevado do que comparados aos motores a gasolina, significando que são melhores para puxar cargas, e também significa que o condutor pode permanecer numa engrenagem mais elevada por mais tempo. Isto reduz não somente o consumo e as emissões, mas também mantém baixos os níveis de ruído. Avanços na tecnologia do Diesel Comon-rail é uma avançada tecnologia de injecção de combustível cuja bomba é parte do novo sistema de controlo de combustível nos motores diesel limpos. Ao alimentar directamente os injectores com uma única bomba de combustível, um sistema electrónico controla com precisão a pressão e o tempo da injecção do combustível. Tempo Variável da Injecção é uma outra inovação no novo sistema de controlo do combustível em que um injector de combustível de alta pressão controlado electronicamente liberta a quantidade precisa de combustível no momento de máxima compressão (quando o pistão alcança o alto do cilindro) Princípio de funcionamento do filtro de partículas a diesel Cavilha frontal Gases de exaustão do motor Depósito da fuligem Paredes do filtro Cavilha traseira Turboalimentação utiliza a energia da exaustão do motor para aumentar o seu desempenho. Os gases de exaustão movem uma turbina que por sua vez faz mover outra turbina, através do mesmo veio, no caracol da entrada de ar que força uma maior quantidade deste no cilindro, desse modo reduzindo as emissões e incrementando a performance do motor. Sistema de controlo das emissões consistentes no filtro de partículas e de catalisador de oxidação Gases provenientes do motor Sensor de oxigénio Sensor de temperatura Catalisador de oxidação Filtro de partículas Sensor de pressão diferencial Gases de exaustão purificados Gases de exaustão purificados Os filtros de partículas Diesel removem partículas da exaustão ao incinerá-las. A carcaça do filtro é revestida com uma liga de metal raro, que, junto com múltiplas injecções controladas, provoque a combustão aproximadamente a 600 o C. Os sensores de pressão e de temperatura na unidade do filtro determinam o sincronismo das múltiplas injecções.
Tecnologia do combustível Os combustíveis têm melhorado no passar dos anos com os níveis de enxofre a serem reduzidos progressivamente, e olhamos para a frente para mais melhorias na qualidade do abastecimento, como detalhado na ACEA World Wide Fuel Charter. Na UE, os níveis de enxofre para a gasolina e diesel foram baixados a 50ppm em 2005 sob o Euro 4. O combustível com um nível de enxofre inferior a 10ppm deverá estar disponível numa base geograficamente definida, com 100% de disponibilidade em 2009. Os estados membros da UE são incentivados a promover uma execução mais cedo desta norma com medidas fiscais. Além disso, em 2005, os fabricantes europeus de camiões introduziram gradualmente a tecnologia de redução selectiva catalítica (SCR ) em novos camiões para reduzir mais níveis de emissão de NOx. O sistema SCR, em combinação com AdBlue (uma solução de 32,5% de ureia em água), propõe uma redução de 5-7% no consumo de combustível. O AdBlue é um aditivo recentemente criado para a redução selectiva catalítica, e é uma solução não tóxica, limpa, sinteticamente manufacturada usada como um agente de redução para o tratamento da exaustão do SCR para os motores diesel dos camiões, reduzindo as emissões de NOx. Para além disso, a indústria automóvel tem desenvolvido esforços para permitir o aumento do uso de biocombustíveis. O Biodiesel, é um combustível que não contém petróleo, que é adicionado hoje ao diesel convencional, em uma proporção de até 5% da mistura, e que pode ir até 20% desde que cumpra as especificações mínimas. Em Portugal está previsto em 2010 que esta incorporação de biodiesel seja de 10%, cuja designação comercial é conhecida como B10. O World Wide Fuel Charter é a contribuição da indústria automóvel ao processo de harmonização da qualidade do combustível. A indústria automóvel tem ajustado a sua tecnologia para o uso de combustíveis com baixos teores de enxofre na UE, mas está preocupada com a disponibilidade de tais combustíveis, especialmente fora da UE. Isto é particularmente importante para os veículos pesados, dado o volume de mercadorias transportadas entre a UE e as regiões circunvizinhas (Europa Oriental, Médio Oriente, África do Norte).
O Diesel e o ambiente A indústria automóvel partilha os interesses da comunidade mundial a respeito do impacto ambiental das emissões de CO 2 provocadas pelo homem e repercussões na mudança do clima. A indústria automóvel terá de continuar a tomar medidas apropriadas para contribuir em soluções de longo prazo no assunto da mudança do clima. A tecnologia diesel é uma das ferramentas fundamentais disponíveis para reduzir emissões de CO 2 dos carros. Os veículos a diesel queimam em media 30% menos combustível e produzem 25% menos emissões de CO 2 do que os motores a gasolina. O uso dos eficientes motores diesel fazem uma contribuição fundamental ao encontro do acordo entre a ACEA e a Comissão Europeia para reduzir as emissões médias de CO 2 nos novos carros em 140g/km neste ano de 2008. As reduções no consumo e as emissões gasosas têm sido acompanhadas por uma clara descida nas emissões de partículas. Desde 1990, as emissões de partículas nos carros de passageiros e camiões - desceram mais de 90%. 100 80 60 40 20 O Diesel e a sua saúde O diesel e os seus numerosos estudos sobre o efeito na saúde humana foram conduzidos para determinar os possíveis efeitos adversos das emissões do motor diesel. Os interesses da saúde no que diz respeito à emissão de partículas dos motores diesel variam de país para país, resultando em regulamentações diferentes. Redução em ~95% PM e NOx durante 25 anos Carros diesel HC + NOx PM 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 PC = Carros de passageiros a gasolina e diesel < 2.500kg (classe M1) Euro 1 Euro 3 Euro 5 Euro 2 Euro 4 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Euro II Euro IV Euro I Euro III Euro V HD = Veículos pesados com motor diesel
O Diesel e o ambiente As emissões dos veículos pesados foram também reduzidas significativamente nos últimos 15 anos. Os padrões do EURO IV (e para além de) irão significar respectivas reduções nas emissões de partículas (de 98%, comparadas aos níveis de 1990) e de NOx (de 89%). As emissões de ruído foram também reduzidas com êxito. Os veículos a diesel de hoje são significativamente menos ruidosos do que no passado, resultando na redução de 90% nas emissões de ruído dos motores destes veículos desde 1970. Emissões (% Euro 0) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CARROS DE PASSAGEIROS - EURO 0 ATÉ EURO 6 Petróleo NOx Diesel NOx Diesel PM Euro 0 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 DESENVOLVIMENTO DOS LIMITES EUROPEUS PARA OS AUTOMÓVIES DE PASSAGEIROS A DIESEL Valores = limites em g/km Hoje 0.27 88/436/EEC Partículas Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 0.196 81% 91% 0.14 0.10 0.05 0.025 5.8* ECE R15/04 90% 95% HC + NOx 1.36 0.97 0.90 0.56 0.30 5.8* ECE R15/04 97% 98% CO 2 2.72 1.0 0.64 0.50 1985 1990 1995 2000 2005
Hoje, graças às tecnologias limpas do diesel, este é uma alternativa inteligente ao tradicional motor a gasolina, devido às suas baixas emissões, uma maior eficácia, desempenho e durabilidade Sintética, Lda. email: info@sintetica.pt w w w.sintetica.pt Partes deste artigo tem como fonte a ACEA.