epe1252 avaliação da eficiência dos motores de

XVII Encontro de Iniciação Científica
XIII Mostra de Pós-graduação
VII Seminário de Extensão
IV Seminário de Docência Universitária
16 a 20 de outubro de 2012
INCLUSÃO VERDE: Ciência, Tecnologia e
Inovação para o Desenvolvimento Sustentável
EPE1252
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DOS MOTORES DE HIDROGÊNIO
E A DIESEL 1
BIANCA BOTOSSI PEREIRA DO PRADO
[email protected]
ENGENHARIA MECÂNICA NOTURNO
UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
ORIENTADOR(A)
LUIZA DE CASTRO FOLGUERAS
UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
RESUMO
Uma nova economia de energia está surgindo, dependente da descoberta dos limites que a
natureza impõe à utilização dos recursos fósseis, seja pela sua reserva ou pela poluição,
estabelecendo a necessidade de se produzir energia mais limpa e eficientemente. Com a
diminuição das reservas de petróleo no cenário mundial, empresas produtoras de petróleo já
investem em outras fontes de energia, preparando para uma nova era de energias renováveis.
Esta nova fase, em termos de energia, terá diversas fontes principais, equipamentos para sua
geração e ainda, melhorias tecnológicas na utilização das fontes energéticas existentes. A
sociedade da nova era será baseada na relação estreita entre energia, ser humano e meioambiente, buscando solucionar problemas para ocasionar menores impactos globais. Assim,
um novo conceito tecnológico para geração de energia em veículos surgiu nos últimos anos, e
apesar de não estar estabelecida produção em massa, motores com células a combustível de
hidrogênio, já vem sendo utilizado em veículos. No Brasil, existem milhões de motores movidos
a diesel, combustível fóssil que poluí o ar das cidades. Testes com hidrogênio têm mostrado
que em um futuro bem próximo, os carros poderão andar com um tipo de combustível que
lança, na atmosfera, apenas vapor de água. Em função disto, este trabalho visou estudar
motores produzidos com as tecnologias do diesel e hidrogênio, comparando os cenários de
utilização de modo a avaliar eficiência e o impacto no meio ambiente. Para atingir o objetivo
proposto foi realizada revisão bibliográfica, levantado os fatores técnicos que afetam a
utilização destas tecnologias e a inclusão pela indústria automobilística nacional. Como
resultado foi observado que o consumo de derivados de petróleo pelo setor de transporte é o
que apresenta a maior contribuição para a degradação do meio ambiente. Estima-se que 50%
dos hidrocarbonetos emitidos em áreas urbanas, e aproximadamente 25% do total das
emissões de todo dióxido de carbono gerado no mundo, resultem das atividades desenvolvidas
com os sistemas de transporte utilizando o ciclo diesel. A maior vantagem do emprego do
diesel resulta no preço do combustível, onde o custo hoje é inferior ao da célula a hidrogênio, e
também, em menor custo de manutenção. No caso do motor com a tecnologia do hidrogênio foi
observado que ocorre compressão deste elemento, reduzindo seu volume, próximo de um
nono do valor inicial, o que corresponde a uma relação ou taxa de compressão de 9 para 1. Em
um motor que utiliza diesel esta relação pode atingir o valor de 22 para 1, de modo a aumentar
a temperatura do ar para obter rendimento eficiente. As câmaras de combustão do motor a
diesel são muito maiores que as de um motor a célula de hidrogênio, a taxa de compressão,
sendo mais elevada, resulta num aumento de rendimento, pois é maior a conversão da energia
calorífica em energia mecânica. Com este estudo, pode-se concluir que os motores com diesel
são maiores, mais pesados e apresentam grande importância para as grandes empresas;
porém, o aumento crescente do consumo de energia, as limitações dos combustíveis fósseis,
os problemas ambientais relacionados com a poluição gerada por estes motores, levaram à
procura de novos recursos energéticos de preferência renováveis e não poluentes. Em relação
aos motores movidos à partir do hidrogênio, o interesse reside na sua eficiência em converter
energia química em elétrica, próximo de duas as vezes superior ao de uma máquina
convencional na conversão de energia calorífica em mecânica e ainda, ser silenciosa e reduzir
consideravelmente a contaminação do ar urbano.