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15 de julho de 2018
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ESPECIAL SOBRATEMA 30 ANOS

Ar mais limpo, com mais Eficiência

Em evolução constante, diretrizes ambientais têm estimulado o desenvolvimento de motores mais limpos e eficientes, enquanto combustíveis se tornam cada vez mais “verdes”

Os mais novos talvez não se lembrem, mas há pouco mais de 20 anos era comum ver uma fumaça escura sair dos escapamentos de caminhões e ônibus e se espalhar pela atmosfera. Foi uma época em que os motores eram tão potentes quanto nocivos para a saúde e o meio ambiente. Hoje, essa realidade mudou radicalmente.

Comparar os motores dos anos 90 com os atuais seria como confrontar uma Maria Fumaça com o Euro Trem, em uma feliz analogia feita pelo engenheiro Silvimar Reis, diretor da TMD Group e vice-presidente da Sobratema. “Na prática, isso quer dizer que uma máquina antiga emite, sozinha, a mesma quantidade de poluentes que uma frota de seis máquinas com motores Mar-I/Tier 3”, diz.

de fato, o advento de motores cada vez mais “verdes” vem transformando a realidade no setor de equipamentos pesados, com uma nítida evolução obtida com uma regulamentação crescente adotada em todo o mundo. Desde os anos 90, a emissão de gases caiu de 0,6 para 0,02 g/kWh em 2012, assim como os níveis de NOx despencaram de 12,5 para 2 g/kWh com a entrada em vigor da norma Conama P7 (Proconve – Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos), do Ministério do Meio Ambiente, equivalente à norma europeia Euro V. “O mercado da construção pesada tem testemunhado uma sensível evolução dos motores, que produzem cada vez menos emissões, possibilitando que em um futuro próximo haja motores diesel emitindo um ‘ar’ melhor do que o aspirado em um passado não muito distante”, aposta Silvimar.

O desenvolvimento de novas tecnologias também vem amenizando impactos ambientais como o “smog fotoquímico” (fumaça branca formada pela reação entre poluentes), chuvas ácidas, buracos na camada de ozônio e outros. “Para a indústria, isso tem gerado a necessidade de contratação de técnicos e engenheiros, investimento em pesquisa e aquisição de instrumental, além de fomentar parcerias com universidades”, complementa Gustavo Teixeira, especialista em homologações de motores da FPT Industrial para a América Latina, que acaba de produzir o primeiro motor Stage V do mundo.

A FTP, diz ele, já lançou nada menos que 49 novas versões de motores


Os mais novos talvez não se lembrem, mas há pouco mais de 20 anos era comum ver uma fumaça escura sair dos escapamentos de caminhões e ônibus e se espalhar pela atmosfera. Foi uma época em que os motores eram tão potentes quanto nocivos para a saúde e o meio ambiente. Hoje, essa realidade mudou radicalmente.

Comparar os motores dos anos 90 com os atuais seria como confrontar uma Maria Fumaça com o Euro Trem, em uma feliz analogia feita pelo engenheiro Silvimar Reis, diretor da TMD Group e vice-presidente da Sobratema. “Na prática, isso quer dizer que uma máquina antiga emite, sozinha, a mesma quantidade de poluentes que uma frota de seis máquinas com motores Mar-I/Tier 3”, diz.

de fato, o advento de motores cada vez mais “verdes” vem transformando a realidade no setor de equipamentos pesados, com uma nítida evolução obtida com uma regulamentação crescente adotada em todo o mundo. Desde os anos 90, a emissão de gases caiu de 0,6 para 0,02 g/kWh em 2012, assim como os níveis de NOx despencaram de 12,5 para 2 g/kWh com a entrada em vigor da norma Conama P7 (Proconve – Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos), do Ministério do Meio Ambiente, equivalente à norma europeia Euro V. “O mercado da construção pesada tem testemunhado uma sensível evolução dos motores, que produzem cada vez menos emissões, possibilitando que em um futuro próximo haja motores diesel emitindo um ‘ar’ melhor do que o aspirado em um passado não muito distante”, aposta Silvimar.

Esforços para reduzir o impacto ambiental passam por investimentos em pesquisa, ferramental e parcerias

O desenvolvimento de novas tecnologias também vem amenizando impactos ambientais como o “smog fotoquímico” (fumaça branca formada pela reação entre poluentes), chuvas ácidas, buracos na camada de ozônio e outros. “Para a indústria, isso tem gerado a necessidade de contratação de técnicos e engenheiros, investimento em pesquisa e aquisição de instrumental, além de fomentar parcerias com universidades”, complementa Gustavo Teixeira, especialista em homologações de motores da FPT Industrial para a América Latina, que acaba de produzir o primeiro motor Stage V do mundo.

A FTP, diz ele, já lançou nada menos que 49 novas versões de motores para atender ao mercado de equipamentos de construção e máquinas agrícolas, seguindo a nova legislação de emissões Mar-I/Tier 3. “A tecnologia empregada nos últimos anos realmente tem peso na redução de poluentes atmosféricos, ajudando a amortizar na incidência de doenças respiratórias”, acrescenta.

De acordo com Teixeira, a maior parte dos problemas de emissões de poluentes nos grandes centros urbanos é desencadeada por ônibus. E, nesse sentido, ainda há muito a ser feito. “Para atender aos futuros limites de emissões será preciso continuar desenvolvendo novos motores com maior eficiência energética, investindo em sistemas de pós-tratamento capazes de reduzir poluentes como monóxido de carbono, material particulado, hidrocarbonetos não queimados e óxidos de nitrogênio”, conjectura. “Além disso, o Brasil precisa se aprofundar nas pesquisas em combustíveis renováveis, como biodiesel, etanol e biometano.”

PRESSÕES

Até aqui, as pressões legais têm sido decisivas para o desenvolvimento de motores com menos emissões. No Brasil, o maior avanço veio com o Proconve. “Desde a norma Proconve P2 (equivalente à Euro 0, de 1986), é possível registrar 50 vezes menos emissões de materiais particulados, 88% em redução no nível de monóxido de carbono e 87% de óxido de nitrogênio”, repassa Silvimar.

Um avanço para lá de significativo, se comparado à realidade dos motores produzidos há 30 anos. “Hoje, os motores a diesel possuem um elaborado sistema de tratamento de gases, com emissões próximas a zero”, acresce Adriano Rishi, diretor de engenharia da Cummins para a América Latina. Isso é necessário para atender à exigência crescente da sociedade, com as autoridades ambientais em diferentes mercados empenhadas em estabelecer limites progressivamente mais restritos. “A Europa já caminha para a norma Euro VII, prevista para 2023”, ressalta o especialista.

O Brasil, ele informa, somente dentro de quatro anos deve atingir o P8, estágio equivalente ao Euro VI, fase em que as emissões podem se reduzir mais de 75% em comparação aos níveis atuais, com o nível de NOx caindo de 2 para 0,4 g/kWh. “A população reclama de caminhão que solta muita fumaça”, resume Teixeira, da FTP.

Por isso, não basta estabelecer limites mais restritos, também é necessário desenvolver continuamente novos motores, combustíveis e conceitos, como vem ocorrendo com os veículos híbridos e elétricos, por exemplo. “Nessa equação, é preciso sempre levar em conta se os usuários têm condições de adquirir produtos cujo valor agregado não seja facilmente perceptível, possivelmente com incremento de preço”, argumenta Teixeira. “E também o fato de o usuário utilizar seu veículo por anos, ao invés de investir em um novo, faz com que surjam discussões a respeito da renovação das frotas, que pode trazer mais benefício do que apenas restringir os limites de emissão.”

Mesmo com emissões próximas a zero, limites para propulsores se tornam cada vez mais restritivos

TECNOLOGIAS

Em tal contexto, as tecnologias SCR (Selective Catalityc Reduction, ou Redução Catalítica Seletiva) e EGR (Exhaust Gas Recirculation, ou Recirculação do Gás de Escapamento) foram caminhos tecnológicos que a indústria encontrou para atender à pressão legal crescente, sem comprometer a eficiência energética dos motores.

Em resumo, o sistema SCR consiste em uma tecnologia na qual o reagente líquido Arla 32 é pulverizado no gás de escapamento, ocorrendo uma reação química no catalisador, que praticamente neutraliza a geração de NOx. Já a EGR, usual em equipamentos de Linha Amarela, é uma tecnologia em que o gás de escapamento retorna à câmara de combustão do motor, aumentando a temperatura da combustão e diminuindo a formação de óxidos de nitrogênio (NOx). “No Brasil, a solução SCR está mais consolidada, principalmente devido à qualidade de nosso combustível”, explica Silvimar, avaliando algumas propriedades das tecnologias. “No caso do SCR, observamos maior peso e espaço, além do custo operacional do Arla, que consome de 1% a 5% do gasto de diesel.”

Já com o EGR, diz ele, há maior sensibilidade à qualidade do combustível e à diminuição da temperatura de combustão. “Mas isso, é bom destacar, gera maior consumo e problemas de eficiência em algumas situações”, contrapõe. “O ponto positivo, além do aspecto ambiental, é a autossuficiência.”

Outro ponto é colocado por Teixeira, da FPT, ressaltando que as tecnologias EGR e SCR demandam a utilização de catalisadores, sensores e outros componentes, o que requer investimentos em capacitação do corpo técnico e desenvolvimento de fornecedores. “O combustível também precisou passar por atualização, com menor teor de enxofre”, ele acresce, pontuando que os esforços têm valido a pena. “Além de evitar danos aos catalisadores e sistemas de tratamento de emissões em geral, as emissões de CO2 também foram reduzidas”, diz ele. “Tudo isso coloca a indústria brasileira de motores em um nível de tecnologia muito próximo ao dos mercados mais desenvolvidos, como Europa, EUA e Ásia.”

Tudo somado, o engenheiro do produto de pré-venda da Scania no Brasil, Emilio Paulo Fontanello, também não titubeia em reafirmar os ganhos dessas soluções. “Nas últimas décadas, essas tecnologias permitiram obter uma redução significativa nas emissões de material particulado e NOx”, reitera o executivo, destacando que a marca utiliza a tecnologia SCR nos caminhões semipesados e pesados vendidos no Brasil.

PRIORIDADES

Como se vê, são avanços que mudaram a realidade do setor. Contudo, é notório que o progresso na motorização dos equipamentos de Linha Amarela permanece aquém do observado em caminhões e ônibus.

De acordo com Rishi, da Cummins, isso ocorre em parte porque as regulamentações foram criadas em função da concentração de poluição, com os veículos que circulam mais em centros urbanos ocupando o cerne do problema. “Por isso, os caminhões e ônibus foram prioritários na redução de emissões”, rememora. “Já as regulamentações dos motores da Linha Amarela e de outros equipamentos acontecem de maneira mais lenta, pois não possuem tanta capilaridade nas metrópoles, embora estejam avançando.”

Além das exigências para circulação em ambientes urbanos, que são maiores, os órgãos ambientais têm mais rigor com veículos para transporte urbano, como ônibus. Como os fabricantes são praticamente os mesmos, os caminhões ficam à frente em relação aos equipamentos de Linha Amarela, que têm aplicação mais concentrada em áreas menos povoadas. “Em todos os mercados, os limites de emissões são estabelecidos de forma intercalada entre os diferentes segmentos, para que o trabalho de desenvolvimento seja feito pela indústria de maneira cadenciada e sem atropelos”, explica Teixeira, da FTP. “Muitas vezes, há diversos times comuns ao desenvolvimento de automóveis, caminhões e tratores, assim como um número limitado de laboratórios apropriados para tais atividades.”

Há ainda outra questão. Como os investimentos são altos, muitas vezes os projetos duram de quatro ou cinco anos, ou até mais. No Brasil, o Proconve teve início na segunda metade da década de 80, com foco em automóveis, caminhões e ônibus. Levou quase 20 anos para o Promot (Programa de Controle da Poluição de Ar por Motociclos e Veículos Similares) monitorar as motocicletas, o que finalmente ocorreu em 2003.

E foi somente a partir de 2015, por meio do Mar-I, que as máquinas agrícolas e rodoviárias passaram a ser controladas, ainda assim de maneira escalonada. “Uma vez iniciado o controle de emissões em um determinado segmento, as montadoras utilizam a experiência adquirida como base para os limites vindouros”, conta Teixeira.

COMBUSTÍVEL

Em função das novas tecnologias adotadas, cresceu a necessidade de se reduzir o nível de enxofre no diesel. Atualmente, há dois tipos de diesel no país: o S500 e o S10, o único permitido para caminhões e ônibus de última geração, por conta de legislação ambiental. “O diesel comercializado em larga escala no Brasil é o B10, produzido a partir de fontes renováveis e com 10% de biodiesel na composição”, sintetiza Luís Eduardo Ferrari, gerente de assuntos regulatórios da John Deere Brasil.

Como aponta Rishi, da Cummins, o biodiesel ainda é mais caro que o diesel. “Quando a nova composição do combustível foi regulamentada, houve a necessidade de adaptação dos motores para que pudessem receber esse tipo de biodiesel”, explica. “Os componentes de borracha, por exemplo, foram substituídos, mas também houve mudanças nos filtros, especialmente na parte de separação água/combustível.”

Segundo o especialista, o biodiesel proporciona uma redução de cerca de 3% a 4% na emissão de material particulado, sem aumento do NOx. “Os combustíveis verdes não impactam na potência nem no desempenho dos motores”, afirma Fontanello, da Scania. “A indústria tem plenas condições de desenvolver as mesmas potências e torques para motores limpos, basta ter demanda.”

Além do biodiesel, a eletrificação também desponta como alternativa. Na visão de Fontanello, trata-se de mais uma fonte viável, dependendo do talento e potencial de cada região ou país em aproveitá-la. “Os motores elétricos não estão chegando para disputar mercado com os motores de combustão”, opina. “A eletrificação é um caminho natural para os grandes centros urbanos, mas a indústria também está voltada para diferentes tipos de combustíveis alternativos, igualmente adequados à realidade brasileira, especialmente para transporte de longa distância e operações em cidades mais afastadas.”

Mais ecológicos, os motores também se tornaram mais inteligentes e eficientes

A CONSOLIDAÇÃO DA MOTORIZAÇÃO VERDE

Desde a década de 1990, quando os motores dos equipamentos para construção eram totalmente mecânicos, a tecnologia vem tornando os motores mais inteligentes, com maior eficiência na operação e rapidez na manutenção, beneficiando o usuário com mais horas de uso do equipamento. Mas também ficaram mais verdes, no sentido ecológico. “O benefício para o meio ambiente foi expressivo”, confirma Luís Eduardo Ferrari, gerente de assuntos regulatórios da John Deere Brasil. “Atualmente, as emissões de poluentes diminuíram consideravelmente, quando comparamos aos equipamentos disponíveis no passado.”

Os avanços mais significativos começaram com o etanol, que já completou mais de quatro décadas e oferece redução significativa de CO2, podendo chegar a 90% a menos que os combustíveis fósseis. “Todavia, depois dele já surgiram o biodiesel, o motor a gás e, agora, já se parte para os híbridos e elétricos, ao menos na Europa”, comenta Emilio Paulo Fontanello, engenheiro de produto da Scania no Brasil.

Sistema elaborado de tratamento de gases foi um dos avanços mais importantes obtidos pela indústria em tempos recentes

PARA A MÁQUINA CONSUMIR MENOS

Confira dicas do especialista Silvimar Reis para que os equipamentos deixem de consumir combustível além do necessário em uma obra:

Telemetria    Monitorar o perfil de operação e direção, além dos sinais vitais (temperaturas e pressões)

Combustível    Retirar a água do combustível e manter limpo o sistema de injeção

Sistema de injeção    Usar otimizadores da qualidade do combustível por realinhamento ou quebra da cadeia de carbono. O diesel tem um ambiente propício à formação de bactérias, principalmente pela adição de biocombustível e pela diminuição do teor de enxofre. Esses fatores prejudicam elementos do sistema de injeção e aumentam o consumo de combustível

Saiba mais:

Cummins: www.cummins.com.br

FPT Industrial: www.fptindustrial.com/global/pt

John Deere: www.deere.com.br/pt

Scania: www.scania.com/br/pt/home

Sobratema: www.sobratema.org.br