Caminhões pesados, como os caminhões de 18 rodas que transportam muitos dos produtos do mundo da fazenda ou fábrica para o mercado, são virtualmente todos movidos por motores diesel. Eles são responsáveis ​​por uma parte significativa das emissões mundiais de gases de efeito estufa, mas pouco foi feito até agora para conter seus gases de escape indutores das mudanças climáticas.

Agora, pesquisadores do MIT desenvolveram uma nova maneira de alimentar esses caminhões que poderia reduzir drasticamente a poluição, aumentar a eficiência, e reduzir ou mesmo eliminar suas emissões líquidas de gases de efeito estufa.

O conceito envolve o uso de um sistema de motor híbrido plug-in, em que o caminhão seria alimentado principalmente por baterias, mas com um motor de ignição por centelha (em vez de um motor a diesel). Esse motor, que permitiria aos caminhões viajar convenientemente as mesmas distâncias que os caminhões a diesel convencionais de hoje, seria um modelo flex-fuel que poderia funcionar com gasolina pura, álcool puro, ou misturas desses combustíveis.

Embora o objetivo final seja alimentar caminhões inteiramente com baterias, os pesquisadores dizem, esta opção híbrida de combustível flexível pode fornecer uma maneira para esses caminhões ganharem uma entrada antecipada no mercado, superando as preocupações sobre o alcance limitado, custo, ou a necessidade de peso excessivo da bateria para alcançar um alcance mais longo.

O novo conceito foi desenvolvido pelo cientista de pesquisa da MIT Energy Initiative e do Plasma Fusion and Science Center, Daniel Cohn, e pelo engenheiro de pesquisa principal Leslie Bromberg, que o apresentarão na conferência anual SAE International em 11 de abril.

"Trabalhamos há vários anos em maneiras de tornar os motores de carros e caminhões mais limpos e eficientes, e estamos particularmente interessados ​​no que você pode fazer com a ignição por centelha [em oposição à ignição por compressão usada nos motores diesel], porque é intrinsecamente muito mais limpo, "Cohn diz. Comparado a um veículo com motor diesel, um veículo movido a gasolina produz apenas um décimo da poluição de óxido de nitrogênio (NOx), um dos principais componentes da poluição do ar.

Além disso, usando uma configuração flex-fuel que permite que funcione com gasolina, etanol, metanol, ou combinações destes, esses motores têm o potencial de emitir muito menos gases de efeito estufa do que os motores a gasolina pura, e o custo incremental para a flexibilidade do combustível é muito pequeno, Cohn e Bromberg dizem. Se funcionar com metanol puro ou etanol derivado de fontes renováveis, como resíduos agrícolas ou lixo municipal, as emissões líquidas de gases de efeito estufa podem até ser zero. “É uma forma de aproveitar um combustível com baixo teor de gases de efeito estufa”, quando disponível, "mas sempre tendo a opção de funcionar com gasolina" para garantir o máximo de flexibilidade, Cohn diz.

Embora a Tesla Motors tenha anunciado que produzirá um caminhão totalmente elétrico, Cohn diz, "achamos que será muito desafiador, devido ao custo e peso das baterias "necessárias para fornecer autonomia suficiente. Para atender à autonomia esperada de caminhões a diesel convencionais, Estimativa de Cohn e Bromberg, exigiria algo entre 10 e 15 toneladas de baterias "Isso é uma fração significativa da carga útil" que tal caminhão poderia carregar, Cohn diz.

Para contornar isso, “pensamos que a forma de viabilizar o uso de eletricidade nesses veículos é com um híbrido plug-in, ", diz ele. O motor que eles propõem para tal híbrido é uma versão daquele em que os dois pesquisadores vêm trabalhando há anos, desenvolver um sistema altamente eficiente, motor a gasolina de combustível flexível que pesaria muito menos, ser mais eficiente em termos de combustível, e produzem um décimo da poluição do ar que os melhores veículos movidos a diesel de hoje.

Cohn e Bromberg fizeram uma análise detalhada da engenharia e da economia do que seria necessário para desenvolver tal motor para atender às necessidades dos operadores de caminhão existentes. A fim de combinar a eficiência dos motores diesel, uma mistura de álcool com gasolina, ou mesmo álcool puro, pode ser usado, e isso pode ser processado usando fontes de energia renováveis, eles encontraram. Modelagem computacional detalhada de uma ampla gama de características desejadas do motor, combinado com a triagem dos resultados usando um sistema de inteligência artificial, produziu indicações claras dos caminhos mais promissores e mostrou que tais substituições são de fato prática e financeiramente viáveis.

Tanto no atual diesel quanto nos veículos flex-fuel propostos, as emissões são medidas no tubo de escape, depois que uma variedade de sistemas de controle de emissões fizeram seu trabalho em ambos os casos, portanto, a comparação é uma medida realista das emissões do mundo real. A combinação de um motor híbrido e flex-fuel é "uma forma de permitir a introdução do acionamento elétrico no setor de caminhões pesados, tornando possível atender aos requisitos de alcance e custo, e fazer isso de uma forma limpa, "Cohn diz.

Bromberg diz que os motores a gasolina se tornaram muito mais eficientes e limpos ao longo dos anos, e o custo relativo do combustível diesel aumentou, de modo que as vantagens de custo que levaram à adoção quase universal de motores diesel para caminhões pesados ​​não prevalecem mais. "Hora extra, motores a gás tornaram-se cada vez mais eficientes, e eles têm uma vantagem inerente na produção de menos poluição do ar, "diz ele. E ao usar o motor em um sistema híbrido, ele sempre pode operar em sua velocidade ideal, maximizando sua eficiência.

O metano é um gás de efeito estufa extremamente potente, então, se ele pode ser desviado para produzir um combustível útil, convertendo-o em metanol por meio de um processo químico simples, "essa é uma das maneiras mais atraentes de fazer um combustível limpo, "Bromberg diz." Acho que o álcool combustível em geral é muito promissor. "

Já, ele aponta, A Califórnia tem planos para novos regulamentos sobre emissões de caminhões que são muito difíceis de cumprir com veículos com motor diesel. "Acreditamos que haja uma justificativa significativa para as empresas de transporte rodarem para a gasolina ou combustível flexível, "Cohn diz." Os motores são mais baratos, sistemas de tratamento de exaustão são mais baratos, e é uma forma de garantir que eles atendam aos regulamentos esperados. E combinando isso com a propulsão elétrica em um sistema híbrido, dada uma rede elétrica cada vez mais limpa, pode reduzir ainda mais as emissões e a poluição do setor de transporte rodoviário. "

A propulsão elétrica pura para caminhões é o objetivo final, mas as baterias de hoje não tornam isso uma opção realista ainda, Cohn diz:"As baterias são ótimas, mas sejamos realistas sobre o que eles podem oferecer. "

E a combinação que eles propõem pode resolver dois grandes desafios ao mesmo tempo, eles dizem. "Não sabemos o que vai ser mais forte, o desejo de reduzir os gases de efeito estufa, ou o desejo de reduzir a poluição do ar. "Nos EUA, a mudança climática pode ser o maior impulso, enquanto na Índia e na China a poluição do ar pode ser mais urgente, mas "esta tecnologia tem valor para ambos os desafios, "Cohn diz.