Frederico Thischer, da Bosch, e os sistemas dual fuel com diesel e etanol

O especialista em Calibração de Sistemas da Divisão Diesel da Bosch, Frederico Thischer, iniciou a apresentação indicando que “a Rota 2030 é a iniciativa do nosso país para trabalhar com recursos de engenharia e ganho de eficiência em veículos com vistas a uma mudança na matriz energética”.

No início, Frederico Thischer mostrou que os mercados dos Estados Unidos, União Europeia e Japão buscam avanços em novos combustíveis, como hidrogênio, gás natural e biometano, com destaque para o último. Já os mercados emergentes (BRIC, ASEAN), muitas vezes têm contexto de grande potencial agrícola, o que tende a impulsionar o etanol, em um universo que envolve também biodiesel, gás natural e biometano.

Especialista em diesel, Frederico explicou que o diesel possui energia disponível de 35,7MJ/litro, em comparação ao etanol, com 21,2MJ/litro, ou 59,3% da energia do diesel.

Em seguida, Frederico demonstrou as diferentes abordagens para utilização do etanol como um combustível:

• Combustão em ciclo Otto com ignição por centelha, baseada na compressão do combustível - isso pode acontecer por injeção no coletor de admissão (seja por carburador ou injetor por cilindro), ou por injeção direta.
• Combustão em ciclo diesel com ignição por compressão; nesse caso, o etanol age como se fosse diesel. Isso é feito pela mistura dos dois, com aditivo, para que o processo funcione. Mas há problemas de instabilidade da mistura e o uso do etanol juntamente com o diesel não tem se mostrado simples. Esse tipo de solução requer um grande investimento em desenvolvimento de componentes.
• Célula combustível - dentro do panorama que se desdobra pela frente, a eletrificação, ou a hibridização, é um caminho que parece viável, pelo uso de células de combustível. Uma solução que poderia ser explorada, segundo Frederico, é a geração do hidrogênio a partir do etanol.
• Dual fuel - a ideia do dual fuel voltou forte nos anos 70, após uma primeira aplicação durante o período da II Guerra Mundial, na região do sudeste asiático, em regiões que tinham carência de petróleo e abundância de gás natural. A Rússia, grande produtora de gás natural, teve muitas experiências nesse sentido. Até o final dos anos 90 foram vendidos sistemas dual fuel na Rússia. Mas isso nunca alcançou um impacto mainstream, sempre atendeu mercados específicos.

O especialista indicou que em 2006 a Bosch começou a trabalhar com pesquisas em tecnologia dual fuel. Segundo ele, “na época nós subestimamos a complexidade do desenvolvimento desse tipo de plataforma. Quando conseguimos terminar todo o desenvolvimento, incluindo toda a infraestrutura, o trem já havia passado, ninguém queria adotar esse tipo de sistema. Mas foi um aprendizado precioso para nossa equipe”.

Em 2008, a Bosch iniciou pesquisas em motores com sistemas de injeção controlados eletronicamente. A solução com gás natural chegou a ter uma pré-série de 150 veículos em funcionamento na África do Sul.

Frederico passou então a explicar a experiência da Bosch com a tecnologia dual fuel no conceito do sistema diesel/etanol. Os componentes desse tipo de motor envolvem injetores de etanol, sensor de oxigênio, sensor de detonação (para acompanhar os ruídos que o motor está gerando), e uma bomba de combustível. A experiência da Bosch nesse segmento envolveu um veículo Iveco Trakker 2010/2011 com 64 viagens monitoradas ao longo de 4 meses. Nesses testes, foi variado o motorista e os modos diesel e dual fuel do caminhão adaptado.

Em resumo, com a substituição média de 38% do diesel por etanol, foi possível alcançar consumo equivalente ao Diesel e garantir redução de 30% das emissões de CO2. O paper contendo detalhamento da pesquisa está disponível em SAE Technical Paper Series - http://papers.sae.org/2011-36-0319/. O coração do sistema está no seu sofisticado sistema de gerenciamento eletrônico, que permite controlar simultaneamente os sistemas de injeção de dois combustíveis de modo a proporcionar maior eficiência. De acordo com o especialista, a utilização de sistemas de controle mais elaborados pode trazer taxas de substituição ainda mais elevadas.