Por Elton Alisson
Agência FAPESP

​A FAPESP e a Peugeot Citroën aprovaram proposta para a criação de um Centro de Pesquisa em Engenharia voltado ao desenvolvimento de motores a combustão movidos a biocombustíveis.

O centro reunirá pesquisadores da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), do Instituto Mauá de Tecnologia e do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), que desenvolverão em conjunto um projeto de pesquisa voltado a criar conceitualmente um motor a etanol que apresente melhor desempenho do que os desenvolvidos nas últimas décadas no Brasil.

O projeto foi selecionado em uma chamada de propostas de pesquisa lançada pela FAPESP e pela Peugeot Citroën do Brasil Automóveis (PCBA).

O centro terá apoio da FAPESP e da Peugeot Citroën por quatro anos renováveis por mais seis anos – e tem como objetivo desenvolver motores de combustão interna, adaptados ou desenvolvidos especificamente para biocombustíveis, e sobre a sustentabilidade dos biocombustíveis.

Um comitê internacional – composto por pesquisadores do Paris Institute of Technology (ParisTech), do Instituto Politécnico de Turim, e das Universidades de Cambridge, do Reino Unido, Técnica de Darmstadt, da Alemanha, e da University College London, do Reino Unido – vai assessorar a condução do projeto.

Entre os temas que deverão ser investigados estão novas configurações de motores movidos a diferentes biocombustíveis – incluindo veículos híbridos, redução de consumo e de emissões de gases – e os impactos e a viabilidade econômica e ambiental de biocombustíveis.

“Pretendemos projetar conceitualmente, nos próximos quatro anos, um motor dedicado exclusivamente ao etanol, que apresente maior potência e seja mais eficiente do que o motor flex fuel existente atualmente”, disse Waldyr Luiz Ribeiro Gallo, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp e coordenador do projeto, à Agência FAPESP.

O Centro de Pesquisas em Engenharia não terá um edifício onde todos os pesquisadores envolvidos no projeto estarão reunidos, explicou Gallo. “As linhas de pesquisa serão disseminadas entre as instituições participantes. Nosso grande desafio será coordenar as atividades desenvolvidas por esses diferentes grupos de pesquisadores.”

De acordo com o pesquisador, a ideia é que o projeto inicial reúna um grupo de pesquisadores especializados em diferentes aspectos de engenharia de motores. A meta, contudo, é que o centro atraia outros pesquisadores, além de novos projetos e mais empresas, de modo a diversificar suas fontes de financiamento e se tornar autossustentável, afirmou.

“Pretendemos que, ao longo do tempo, o centro tenha novas fontes de financiamento – além da FAPESP e da PCBA –, novos projetos e pesquisadores, cresça e extrapole seus limites”, disse Gallo.

“A aprovação da proposta inaugura um modelo de centros de pesquisa em engenharia, que associa características do programa Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) com as do Programa FAPESP de Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica, o PITE”, afirmou Carlos Henrique de Brito de Cruz, diretor científico da FAPESP.

O acordo celebrado entre a FAPESP e a PCBA para a construção de um Centro de Pesquisas em Engenharia foi o primeiro realizado no Brasil pela subsidiária brasileira da montadora francesa de veículos com uma agência de fomento à pesquisa.

“Já tínhamos parcerias diretas com universidades no Brasil, mas até então nenhuma com um agência de fomento à pesquisa, como a FAPESP, intermediando essa relação”, disse Flávio Gomes Dias, coordenador de inovação da PCBA.

“Isso nos deu mais segurança para escolher um projeto de pesquisa para financiar sem errar, porque vimos que os pareceristas da FAPESP são pesquisadores da área reconhecidos no mundo por seus estudos sobre motores a combustão”, avaliou.

A iniciativa de financiar o projeto no Brasil foi tomada pela empresa após a matriz ter decidido, em 2008, que a filial brasileira seria o polo de competência da montadora em pesquisa na área de biocombustíveis, em razão da experiência brasileira nesse campo. Desde então, todos os recursos globais da empresa para essa finalidade são destinados ao Brasil, para que a filial brasileira coordene os projetos na área.

Os pesquisadores pretendem testar, com esse projeto, o conceito de um motor dedicado totalmente ao etanol. “Acreditamos que um motor dedicado totalmente ao etanol poderia ter desempenho e eficiência substancialmente maiores do que o flex fuel”, disse Gallo.

De acordo com Gallo, uma das limitações do motor flex fuel é ter que funcionar bem tanto com etanol como com gasolina. Os combustíveis apresentam diferenças significativas em relação, por exemplo, à resistência à detonação (capacidade de ser comprimido sob altas temperaturas na câmara de combustão).

Por causa disso, o motor flex fluel não pode ser otimizado para rodar com etanol porque diminuiria seu desempenho e eficiência ao ser movido a gasolina e vice-versa. Segundo Gallo, apesar de já ter melhorado muito nos últimos anos em razão dos avanços na eletrônica, o motorflex fuel existente hoje ainda não é otimizado para o etanol.

“Ele não é ótimo nem para a gasolina nem para o etanol. Tecnicamente, é uma solução de compromisso”, disse, referindo-se a um motor desenvolvido como alternativa para possibilitar ao consumidor a escolha entre as duas opções de combustível.

Novas tecnologias

Para desenvolver um novo motor a etanol, os pesquisadores vão avaliar, e eventualmente incorporar ao projeto, avanços tecnológicos recentes na área de motores.

Tais inovações possibilitariam ao novo motor apresentar um desempenho muito melhor do que aqueles utilizados no início da década de 1980 – quando montadoras instaladas no país começaram a fabricar carros totalmente movidos a etanol.

“Os motores daquela época tinham carburador e necessitavam de calibração especial para reduzir a emissão de poluentes”, disse Gallo. “Hoje, não possuem mais carburador, têm catalisador e utilizam recursos de eletrônica para controle de parâmetros de operação que avançaram muito desde que os últimos motores a álcool foram lançados no mercado brasileiro.”

Algumas das novas tecnologias que devem ser analisadas no projeto conceitual de um novo motor avançado a etanol são o comando de válvula variável (que permite a variação no tempo e no curso das válvulas do motor) e a injeção direta de etanol dentro da câmara de combustão, em vez da injeção do combustível no coletor.

A técnica é considerada uma das mais promissoras para melhorar a eficiência dos motores movidos a álcool. “Um dos objetivos do projeto será avançar no conhecimento dos mecanismos de injeção e de combustão de etanol, sobre os quais ainda não há muitos estudos”, disse Gallo.

“Não vamos desenvolver e construir, nessa fase inicial do projeto, um novo motor a etanol, mas realizar testes de conceito sobre possibilidades tecnológicas para avaliar até onde podemos avançar”, afirmou. Para isso, as equipes das quatro instituições de pesquisa envolvidas no projeto estudarão questões específicas relacionadas a motores a etanol.

Os grupos de pesquisadores do ITA e da Escola Politécnica da USP, por exemplo, vão explorar aspectos relacionados à fenomenologia básica da combustão. Já os pesquisadores do Instituto Mauá de Tecnologia realizarão ensaios de motores modificados. Por sua vez, a equipe de pesquisadores da Unicamp atuará na área de simulação termodinâmica e desenvolvimento de conceitos, entre outras questões.

Polo de pesquisa em biocombustíveis

“As possibilidades excepcionais de desenvolvimento de qualquer tipo de biocombustível e o histórico com o etanol e os motores flex fuel posicionam o Brasil como um polo natural para realização de pesquisa nessa área”, disse François Sigot, diretor de pesquisa, desenvolvimento e design para América Latina da PSA Peugeot Citroën.

“O acordo FAPESP-PCBA criou uma parceria que tem sido essencial para os objetivos da FAPESP em desenvolver a ciência e a tecnologia no Estado de São Paulo, refletindo a dedicação da empresa ao desenvolvimento de pesquisa e tecnologia no país. A PCBA mobilizou especialistas do mais alto calibre na fase de análise, demonstrando a capacidade da empresa e sua clareza de objetivos em pesquisa e desenvolvimento”, disse Brito Cruz.