Pesquisadores da UFU desenvolvem motor flex mais eficiente

O motor de carro flex completou 15 anos no Brasil em março deste ano. Segundo o Denatran, dos mais de 100 milhões de veículos licenciados no Brasil atualmente, 36% têm a possibilidade de serem abastecidos com gasolina ou etanol. Porém, o que pouca gente sabe é que esses motores adaptados desperdiçam combustível, segundo o professor Alexandre Zuquete Guarato, da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia (Femec/UFU).

Para resolver esse problema, Guarato e uma equipe de pesquisadores estão desenvolvendo um  motor de combustão interna rotativo com taxa de compressão variável, chamado motor Kopelrot, mais eficiente que os atuais. O projeto é o único da UFU entre os 65 selecionados, de quase 2 mil inscritos de todo o Brasil, para receber recursos do Instituto Serrapilheira.

Os motores que nós utilizamos têm quase a mesma configuração há 150 anos: são baseados em motores a gasolina que depois foram adaptados para poderem rodar com álcool também, explica Guarato. O problema é que cada combustível tem uma regulagem específica, um parâmetro que se chama taxa de compressão.

Experimentos preliminares: aparato experimental (Imagem: arquivo dos pesquisadores)

“A gente tem uma frota gigantesca no Brasil e em outros países, só que com a taxa de compressão fixa. Geralmente, ela é intermediária, acima do ideal para a gasolina e abaixo do ideal para o álcool”, afirma o pesquisador. “No álcool está sempre desperdiçando energia. Para a gasolina, a gente está na iminência de ter uma pré-combustão que pode causar dano no motor. Aí fica trabalhando com um sistema de ignição ‘correndo atrás do prejuízo’, para não deixar o motor estragar”, alerta.

“Hoje em dia os motores convencionais têm eficiência térmica média de 30%. Segundo nossas estimativas, o nosso motor terá eficiência de 41%. Essa eficiência térmica relaciona o quanto da energia do combustível é convertida em potência mecânica que é usada para movimentar o carro”, indica o professor.

Como resolver?

A ideia de Guarato é mexer na geometria do motor. “Hoje a maioria dos motores são chamados de alternativos. Eles têm um bloco, pistões, bielas e um virabrequim. Os pistões tem um movimento alternativo para cima e para baixo. As bielas transmitem o movimento dos pistões ao virabrequim, que gira. Esse giro, que transmite torque e potência, é levado à embreagem, à caixa de transmissão até chegar as rodas. Os motores alternativos datam de 1865”, descreve.

A configuração do motor proposto por Guarato é rotativa. “Ao invés de cilindros de eixo reto ele tem uma câmara curva na qual trabalham quatro pistões, dois a dois. Nesta nova configuração de motor, a taxa de compressão é facilmente alterada e o motor irá funcionar de uma forma mais eficiente, qualquer que seja a mistura de combustível”, explica. Com essa mudança, o motor funcionará de forma mais eficiente, já que conseguirá se adaptar quando o automóvel for abastecido com um combustível diferente do que estava no tanque.

O protótipo começou a ser desenvolvido na PUC-Rio em 2014 e, desde 2017, teve continuidade na UFU (Imagem: arquivo dos pesquisadores)

O protótipo que vem sendo desenvolvido há quatro anos trabalha somente com álcool e gasolina, mas o objetivo é que ele seja multicombustível, para que obtenha total flexibilidade e máximo aproveitamento com qualquer tipo de combustível.

Próximos passos

O objetivo da equipe é que o novo motor chegue até o mercado, por meio de uma parceria com um fabricante de veículos. Quanto ao custo de produção, Guarato explica que, por utilizar menos peças e elas serem mais simples, o valor será menor do que o do motor convencional, sendo mais barato para o consumidor final.  

O projeto começou quando Guarato era pesquisador na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). A equipe é composta pelos professores Sergio Leal Braga (PUC-Rio) e Fernando Costa Malheiros (Universidade do Estado de Minas Gerais); pelo pesquisador Filipe Teixeira Silva (PUC-Rio); pelos alunos Marcos Vinícius Medeiros de Oliveira (UFU), José Vitor Teixeira Paulinich (UFU), Nicolas Conley (PUC-Rio) e Nicolas Azambuja (PUC-Rio) e pelos técnicos Eurico Salgado (UFU) e Paulo Sérgio Lima Mota (PUC-Rio).

Coordenador do projeto, professor Alexandre Zuquete Guarato, em evento do Instituto Serrapilheira (Foto: arquivo do pesquisador)

Desde a aprovação do projeto pelo Instituto Serrapilheira, estão sendo realizadas otimizações na geometria e na funcionalidade das peças. Nessa primeira fase, com duração de um ano, o objetivo é ter um motor funcional, com o qual será possível realizar testes e comparações com motores que estão no mercado, para analisar as melhorias obtidas.

Após esse período, o protótipo será reavaliado e a parceira poderá ser renovada por mais três anos, com recursos de até R$ 1 milhão. Se aprovado para essa segunda fase, a expectativa é fazer um segundo protótipo otimizado que funcione em um carro ou gerador de energia elétrica. “Tenho bastante confiança de que vai dar certo. Temos que chegar lá e provar o conceito”, afirma Guarato.