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Canal Rural

Pesquisadores tentam aumentar economia do consumo de motor a combustão

Publicado em 25 julho 2010

Aumentar a economia no consumo de combustível e reduzir a emissão de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motor a combustão. É também o foco de uma pesquisa em andamento no Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), em Campinas (SP), e no Departamento de Física da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), em Minas Gerais.

"Para aprimorar a combustão, temos que estudar o processo de ignição dos motores", disse Jayr de Amorim Filho, pesquisador do CTBE que lidera o trabalho em São Paulo. O estudo é realizado junto à Divisão de Aplicações do Etanol para Motores Automotivos do BIOEN. O grupo mineiro é liderado por Maria Cristina Lopes, professora associada da UFJF.

A pesquisa envolve experimentos com plasma, que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia - que, por sua vez, faz o motor funcionar.

O processo de ignição envolve três fases. Na primeira, é feita a ruptura do gap (espaço vazio) entre os eletrodos da vela. Depois, ocorre a transição para um arco voltaico por meio da aplicação de uma alta corrente com baixa voltagem. Por fim, é obtida uma descarga elétrica rápida, da ordem de milissegundos - nessa última etapa se concentra 90% da energia envolvida no processo.

Para estudar o ciclo está sendo construída uma câmara hiperbárica que pode trabalhar até 14 atm (atmosferas) de pressão para simular as condições de queima. Nela, serão empregados os gases metano e hidrogênio.

"Não usaremos combustível nessa fase porque isso exigiria um sistema mais caro para absorver a energia que seria gerada", explicou Amorim, ressaltando que a etapa será importante para o levantamento das temperaturas envolvidas no processo.

Para fazer o mapeamento térmico, o CTBE conta com um monocromador com câmera CCD. Por meio da aquisição de espectros, esse equipamento registra vários parâmetros, como temperatura eletrônica, temperatura do gás e densidade eletrônica. O trabalho também exige um osciloscópio digital de alta performance.

"Lidamos com altas correntes que ocorrem em curtíssimos espaços de tempo, por isso os osciloscópios convencionais não dão conta do trabalho", disse Amorim.

O grupo de pesquisa também desenvolveu o seu próprio gerador de pulsos de alta tensão. Um microprocessador roda um programa em linguagem C (de computação), que gerencia os sinais gerados de acordo com os parâmetros desejados.

Um dos objetivos com o aparato é conseguir controlar o tempo e o volume do plasma e, com isso, encontrar as melhores condições para uma queima mais eficiente do combustível.

O projeto de uma nova vela, que envolverá também um software de controle, deverá ser um dos frutos dessa primeira etapa do projeto.

Na segunda etapa, utilizaremos cilindros transparentes para poder visualizar o experimento - apontou Amorim.

Fonte: FAPESP