29 de Agosto, 2013 - 15:00 ( Brasília )

Tecnologia

ETANOL - UFMG e FIAT Trabalham no primeiro motor a álcool no mundo

UFMG e Fiat assinam convênio que pretende criar primeiro motor a álcool no mundo

UFMG caminha cada vez mais no sentido de aplicar industrialmente as pesquisas desenvolvidas em seus laboratórios, estimulando a inserção dos estudantes no mercado e gerando royalties para a instituição. Em sintonia com essa tendência, foi assinado na tarde de ontem, 28 de agosto, convênio de cooperação entre a Universidade e a montadora italiana Fiat, cujo propósito é a elaboração de modelo computacional para o primeiro motor a álcool do mundo.

Para o reitor Clélio Campolina, a parceria da academia com o setor empresarial configura o “casamento” perfeito, uma vez que as negociações entre as instâncias não dão margem para conflitos de interesses. “A UFMG não tem a pretensão de fabricar e comercializar motores. Nossa prerrogativa é contribuir na pesquisa, fornecer mão de obra qualificada para o processo de inovação e usufruir dos retornos gerados”, comentou.

O diretor da Fiat, Paolo Ferrero, por sua vez, salientou que a empresa tem buscado, com a colaboração dos pesquisadores acadêmicos, combinar a melhora do desempenho dos motores com a eficiência energética e o respeito ao meio ambiente. “O uso do etanol, substância menos poluente do que outros componentes, é oportuno e viável porque os consumidores estão cada vez mais exigentes quanto às questões do consumo e da preservação dos recursos naturais”, pontuou.

Do laboratório ao mercado

O projeto, coordenado pelo professor Ramon Molina Valle, do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia da UFMG, é intitulado Simulação computacional tridimensional do motor conceito a etanol, envolvendo caracterização do escoamento de ar, spray e da combustão.

O professor adverte que se trata de um longo processo, que pode levar por volta de dez anos entre a concepção e a chegada ao mercado. “Depois de modelado computacionalmente, o motor precisa ser construído. Daí sai o protótipo de pesquisa, que começa a ser testado experimentalmente, e só depois de conferir se o resultado é o proposto, ele passa a ser um protótipo para construção de produto final”, relata. As etapas envolvem calibração e ajustes de todos os componentes e aprovação na legislação de emissões.

A UFMG receberá prêmios com base em percentuais dos ganhos obtidos com a comercialização da tecnologia.

Parceria pioneira

No Brasil, é a primeira vez que se firma um convênio nesses moldes entre uma montadora de automóveis e uma universidade. “Existem vários grupos que realizam trabalhos acadêmicos em indústrias automotivas, mas a iniciativa, por seu caráter de transformação drástica no consumo a nível mundial, é pioneira”, assinala Molina.

Para o diretor da Coordenadoria de Transferência e Inovação Tecnológica (CTIT) da UFMG, professor Pedro Vidigal, a orientação mercadológica que a empresa provê ao processo de criação da tecnologia na Universidade, além do modelo de licenciamento que vigora em parcerias com esse teor, estão entre as principais vantagens da aproximação da academia com a iniciativa privada.

Esse tipo de interação, que até uma década atrás era algo impensável, hoje em dia “é rotina”, como salienta o pró-reitor de Pesquisa da UFMG, professor Renato de Lima Santos. “O índice atual de investimento público em ciência e tecnologia praticado no Brasil se assemelha ao observado nos países de vanguarda em inovação”, afirmou.

O projeto de criação do modelo computacional tem duração prevista de 18 meses, prorrogáveis por mais um ano, e vai custar R$ 1,8 milhão.

 

Primeiro motor a álcool do mundo será projetado
por equipe da Engenharia Mecânica
 

Elaborar modelo computacional para o primeiro motor a álcool do mundo é o objetivo do convênio que a UFMG assina esta semana com a Fiat Automóveis. Coordenado pelo professor Ramon Molina Valle, do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia, o projeto tem duração prevista de 18 meses, prorrogáveis por mais um ano, e vai custar R$ 1,8 milhão. “Nunca se projetou um motor para álcool. Até agora, todos resultaram de modificações e otimização de parâmetros nos motores a gasolina", informa Molina Valle.

A ideia é dar subsídios para que a Fiat faça o primeiro específico, que aproveite ao máximo todas as potencialidades desse combustível”, explica Molina, que prevê a obtenção de modelo inovador capaz de dar base para a criação de motor com consumo e emissões mínimos.

Cauteloso, embora otimista, Molina adverte que se trata de um longo processo, que pode levar em média dez anos entre a concepção e a chegada ao mercado. “Depois de modelado computacionalmente, ele precisa ser construído. Daí sai o protótipo de pesquisa, que começa a ser testado experimentalmente, e só depois de conferir se o resultado é o proposto, ele passa a ser um protótipo para construção de produto final”, relata.

As etapas envolvem calibração e ajustes de todos os componentes e aprovação na legislação de emissões. “É possível que os dados da modelagem apresentem ótimas condições em desempenho e rendimento, mas as emissões não sejam baixas como o esperado. Tudo isso é corrigido experimentalmente”, observa Valle.

A equipe de pesquisa envolvida no projeto inclui quatro professores e vai gerar duas teses de doutorado, duas dissertações de mestrado e quatro trabalhos de alunos de graduação, além de publicações como relatórios e artigos científicos.

A intenção de Ramón Molina é aproveitar o projeto para montar grupo de pesquisa em modelagem numérica de motores, uma vez que o Departamento possui, em sua opinião, a melhor infraestrutura do país para pesquisa automotiva, abrangendo as áreas de projeto de veículos, ensaio de motores, combustíveis, combustão e modelagem, tanto experimental quanto numérica.

Otimizado

Embora completamente inovador, o modelo que a equipe da UFMG pretende planejar deve manter as características de um motor térmico com parâmetros otimizados. Entre as vantagens de se adotar a modelagem computacional está a redução de custos.

“Seria necessário utilizar uma infinidade de blocos, cabeçotes e motores para ir testando tudo experimentalmente”, exemplifica o pesquisador, lembrando que o modelo computacional precisa ser validado com dados empíricos, para ter confiabilidade. Se na fase de validação forem encontrados erros na ordem de 5 a 10%, o modelo é considerado bom. “A partir daí, podem-se fazer alterações de geometria, por exemplo, e ele continua válido”, informa.

Até lá, muito trabalho espera a equipe coordenada por Molina, que deverá fornecer conhecimento aprofundado do desempenho do motor por meio de simulações de fluxo de ar frio, do spray, da mistura e da combustão, incluindo estudo completo do processo de transferência de calor.

O intuito é chegar a uma combustão eficiente, que reduza o consumo, melhore o desempenho e resulte em emissões de carbono próximas de zero. “A partir daí podem sair protótipos em várias condições, tamanhos e cilindradas”, antecipa o pesquisador. Segundo ele, já existem modelos assim no mundo, “mas não para o álcool”.

O convênio prevê a criação, a partir da metodologia desenvolvida, de um conceito de motor de alta eficiência a etanol. Se alcançados tais resultados, a UFMG receberá prêmios com base em percentuais dos ganhos.

Estão planejadas cinco fases de trabalho. No final da primeira etapa de simulação, devem ser obtidas geometrias 3D dos componentes que definem o volume de controle e a cinemática do motor, obtendo-se um modelo geométrico consistente, capaz de gerar malha computacional em posições específicas, que permita obter metodologia de modelagem do escoamento interno do motor. Na fase seguinte será desenvolvido modelo para a simulação de spray de combustível, e na terceira a equipe deverá desenvolver metodologia de diagnóstico de mistura ar/combustível para avaliação da condição de mistura do motor, apresentando também proposta de melhorias. Na quarta fase, será realizada a simulação computacional 3D do modelo de combustão no motor conceito. Já a final envolve a otimização do motor conceito, podendo-se propor modificações com índices de ganhos que levem a uma configuração otimizada.

Projeto: Simulação computacional tridimensional do motor conceito a etanol, envolvendo caracterização do escoamento de ar, spray e da combustão, com validação experimental
Equipe executora: professores Ramon Molina Valle (coordenador), José Eduardo Mautone Barros, Rudolf Huebner e Fabricio José Pacheco Pujatti
Interveniente: Fundação Christiano Ottoni