Por Wagner Bezerra | Fotos: Reprodução
Salve leitores do Carangos PB! Me chamo Wagner Bezerra e, assim como vocês, também sou apaixonado por carros. Sou estudante em Engenharia Mecânica e toda física por trás de cada componente do nosso querido automóvel sempre me fascinou, principalmente aquela incrível máquina que se esconde por debaixo do capô. Serei responsável por acompanhar vocês em um incrível mundo mais técnico, numa coluna que batizamos de "Por dentro do assunto".
Como todos sabem, os números que aparecem nas bombas de combustível estão aumentando mais que o contador de litros, por isso, darei uma visão geral sobre as diferenças entre os combustíveis e o impacto que cada um tem nos nossos motores (excluindo dessa lista o GNV e os motores Diesel).
Antes de tudo, gostaria de introduzir alguns conceitos necessários para o bom entendimento do que vem pela frente. Aos que já são familiarizados com o assunto, não custa nada relembrar.
A combustão nos motores é um processo químico onde um combustível, ou carburante, e um comburente, e.g. oxigênio, através de uma centelha gerada pela vela de ignição deflagra uma reação em cadeia. É o processo primário de geração de potência necessária para mover toda aquela massa do veículo. E, por isso, os fabricantes de automóveis investem pesado em pesquisa e desenvolvimento de câmaras de combustão mais eficientes. A taxa de compressão, que tem relação direta com a câmara de combustão no interior do cilindro do motor, é uma característica geométrica do motor e é definida como sendo a razão entre a soma do volume do cilindro com o volume da câmara de combustão (ou o volume quando o pistão está no seu ponto mais alto) e o volume da câmara de combustão. Quanto maior a taxa de compressão maior a eficiência, isto é, maior o aproveitamento na conversão da energia química do combustível em energia mecânica utilizada para mover o veículo. Para os mais curiosos, uma equação que descreve de maneira bastante simplificada esse efeito na eficiência dos motores é dada a seguir, onde r é a taxa de compressão (quanto maior a taxa de compressão, maior a eficiência):
Mas ai você pode estar se perguntando: então eu posso aumentar a taxa de compressão do meu motor para aumentar a potência? Bem, teoricamente não (e isso é assunto para um próximo post). Isso, devido ao motor considerado como um sistema, depender de uma série de outros parâmetros para funcionar de forma limpa e eficiente. Uma das características que limita a taxa de compressão do motor é o n° de octanas ou octanagem do combustível. Quanto maior for a octanagem, maior será a resistência do combustível à detonação ou a famigerada ‘batida de pino’. Esta última podendo ainda acontecer devido a temperatura elevada do motor e ignição excessivamente adiantada.
Como é do saber de todos a gasolina provém do petróleo, tendo-o como uma cadeia de hidrocarbonetos, é submetido a uma série de processos dentre eles o craqueamento (quebra das moléculas) que é responsável por separar seus diversos derivados, dentre eles a gasolina que possui cadeia de cerca de 3 a 12 carbonos em suas cadeias.
Antes de chegar às bombas, ainda nas refinarias à gasolina é adicionada uma porcentagem de 25% para a gasolina Premium e 27% desde de 16 de fevereiro de álcool etílico anidro combustível ou etanol. Os motivos para este adicional são vários, alguns justificáveis, outros não tanto assim.
A gasolina por possuir baixa octanagem em sua forma pura, em meados dos anos 20 era misturada ao Chumbo Tetraetila para alterar essa característica. Só havia um problema, talvez não de conhecimento da maioria: o processo de combustão com esse tipo de aditivo resultava em emissões do metal chumbo no ambiente, causando doenças relacionadas ao cérebro. Para sanar essa problemática e permitir o uso de catalisadores para pós-tratamento dos gases de escape, cientistas desenvolveram outro aditivo, o MTBE (Metil terc-butil-éter), que por não possuir nenhum metal em sua cadeia evitava a emissão de elementos prejudiciais ao ser humano e corrosivos às partes do motor em contato. Tudo perfeito para uma combustão completa, entretanto, se esta torna-se incompleta, há formação de ozônio, agente responsável pelo aumento dos gases do efeito estufa. Foi assim que em meados dos anos 70, impulsionado pela crise do petróleo, o Brasil incentivava pesquisas para adequação dos veículos à mistura do álcool etílico anidro à gasolina. O álcool apesar de possuir menor poder calorífico que a gasolina, polui menos e apresenta alta resistência à detonação, um dos fatores que explicam a diferença de potência quando abastecemos com álcool ao invés de gasolina. Desde então, a quantidade de álcool misturada à gasolina vem aumentando.
A razão ar-combustível necessária a uma combustão estequiométrica (completa) da gasolina com 25% de álcool é de 15,2:1 (15,2 partes de ar para uma 1 parte de gasolina). Enquanto que para o Álcool Etílico Anidro Combustível (AEAC) a razão é de 9:1 (9 partes de ar para 1 parte do combustível). De um ponto de vista de consumo, para uma mesma quantidade de ar o bico injetor precisa injetar aproximadamente 70% a mais de combustível quando abastecido com álcool. O álcool que é misturado à gasolina possui 99% de álcool e 1% de água. O álcool com que abastecemos nossos veículos possui 95% de álcool e 5% de água. É um combustível limpo que não deixa borras no sistema de alimentação, ao contrário da gasolina que por conter alguns aditivos de pesos diferentes da própria gasolina promovem depósitos de sujeira.
Quando abastecido com álcool sistemas como o tanquinho de gasolina (este deve ser sempre abastecido com gasolina Podium) e sistemas de aquecimento do combustível entram em ação. A gasolina tem pouco de fulgor menor que o do etanol. Isto significa que a gasolina pode iniciar uma combustão em temperaturas mais baixas que o álcool
Estas duas propriedades acima decorrem do oxigênio presente na molécula do álcool, que a polariza. Isto faz com que a força de coesão entre as moléculas seja maior do que as da gasolina, que se mantém líquida pelo maior peso de suas moléculas, apolares em sua grande maioria. A menor atração molecular da gasolina é que faz com que esta tenha menores calor de vaporização e ponto de fulgor.
Talvez, a pergunta que é pertinente entre os donos de veículos é: nos veículos de hoje em dia, a grande maioria flex, qual o combustível mais adequado para abastecer? Nenhum dos dois! A resposta pode assustar, mais isso é tema para outro post.
