A otimização dos motores flex-fuel tornou-se um urgente desafio nos momentos em que o etanol veicular se afirma, cada vez mais, como alternativa de combustível para geradores e motores.Em nosso Brasil, quase 90% dos veículos leves licenciados em 2014 já dispunham da tecnologia flex-fuel. E, embora de relação menos vigorosa, a transição dos combustíveis fósseis para os biocombustíveis está em curso em muitos outros países subdesenvolvidos, e principalmente por meio do aumento do percentual de etanol acrescentado à gasolina.
Nesse contexto, alguns dos trabalhos apresentados por pesquisadores brasileiros no Leeds-Lyon Symposium on Tribology (LLST) de 2015 mostraram o quanto nosso país avançou no estudo dos impactos causados nos motores pelos combustíveis mais antigos, sem formulas refinadas. “O Laboratório de Fenômenos de Superfície (LFS) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) é, atualmente, um dos centros de investigação líderes no setor”, disse Tiago Cousseau, um dos pesquisadores do LFS presentes no LLST à Agência FAPESP.
Além de três trabalhos do LFS (um deles em parceria com a Universidade de Halmstad, na Suécia), dois trabalhos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRGN) foram levados ao encontro dos demais, que é considerado um dos congressos mais tradicionais e respeitados na área de combustíveis e engenharia. A edição de 2015 do Leeds-Lyon reuniu mais de 300 pesquisadores de vários países.
As pesquisas do LFS são apoiadas pela FAPESP por meio do projeto “Desafios tribológicos em motores flex-fuel”, integrado aos programas Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) e Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE). As instituições parceiras no projeto são a Petrobras, as montadoras de veículos Fiat, Renault e Volkswagen, as empresas de autopeças Mahle e Tupy, a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e a Universidade Federal do ABC (UFABC), além da própria USP.
“O foco do LFS tem sido essencialmente reduzir a perda de eficiência dos motores causada pelo atrito e o desgaste dos componentes. Isso tem a ver com a geometria das peças e também com sua microgeometria, definida pela operação de usinagem chamada brunimento”, afirmou o engenheiro Amilton Sinatora, professor titular da Escola Politécnica da USP e coordenador desses projetos.
Não se trata do simples polimento, porque, em certas regiões ao longo do curso do pistão, o polimento excessivo pode prejudicar a ação dos aditivos dos lubrificantes. O que os pesquisadores do LFS fazem é controlar o processo de usinagem, observando a topografia da peça na escala de tamanho de dois décimos de mícron. “Para cada região, há uma rugosidade, um acabamento adequado. O polimento não deve ser homogêneo nem do ponto de vista espacial nem do ponto de vista temporal. No início da vida útil do motor, é necessário que haja maior rugosidade. No decurso do funcionamento, a rugosidade diminui naturalmente e sua importância também diminui”, informou Sinatora.
Devido à necessidade de reduzir o consumo de energia, existe uma tendência mundial, inexorável, de produzir lubrificantes cada vez menos viscosos. Com menor viscosidade, o motor roda mais consumindo menos combustível. “Mas é preciso determinar os aditivos apropriados para essa nova geração de lubrificantes. E este é outro subtema que estudamos”, prosseguiu Sinatora.
Além disso, no caso dos motores flex-fuel, existe uma peculiaridade a ser considerada. Trata-se da água presente no etanol, em um percentual de 5%. Essa água, juntamente com o próprio etanol, “lava” as superfícies dos componentes, carregando os aditivos depositados pelos lubrificantes. “A película de aditivos, que chamamos de ‘tribofilme’, é removida pelo etanol ou mesmo pela gasolina consumida no Brasil, que, de acordo com a legislação, pode conter até 27% de etanol. Trabalhando com a geometria e microgeometria dos componentes e com a formulação de lubrificantes, procuramos, por várias vias, minimizar os inconvenientes e melhorar o desempenho dos motores”, acrescentou Cousseau.
Por ser desenvolvido em parceria com montadoras concorrentes, não cabe ao projeto “Desafios tribológicos em motores flex-fuel” produzir tecnologia aplicável (know how). Suas pesquisas se voltam para o conhecimento dos fundamentos (know why), que cada empresa parceira poderá depois utilizar no desenvolvimento de seus próprios processos e produtos.
