Como funcionarão os carros movidos a ar

O preço da gasolina assusta a cada parada no posto. Mas o custo não é o único problema no uso da gasolina como combustível primário. Ela também prejudica o ambiente e, uma vez que não se trata de um recurso renovável, eventualmente se esgotará. Mesmo o etanol, que é renovável, provoca problemas ambientais.

Uma alternativa possível é o carro movido a ar. Existem pelo menos dois projetos em desenvolvimento para um novo tipo de carro que será movido a ar comprimido.

Foto cortesia de Zero Pollution Motors Espera-se que o e.Volution com motor a ar comprimido seja o automóvel ideal para cidades muito poluídas

Neste artigo, você conhecerá a tecnologia por trás desses dois modelos de carros a ar comprimido que estão sendo desenvolvidos e saberá como eles poderão substituir o seu "beberrão" de gasolina até o final da década!

Motor de dois cilindros de ar comprimido

Foto cortesia de Zero Pollution Motors O e.Volution será capaz de percorrer cerca de 200 km antes de precisar ser abastecido com ar comprimido

Em alguns anos você poderá ver o primeiro veículo movido a ar circulando pela sua cidade. Provavelmente, será oe.Volution , carro que está sendo construído pela Zero Pollution Motors em Brignoles, França. Estes automóveis têm gerado grande interesse nos últimos anos, e o governo do México já assinou um acordo para comprar 40 mil e.Volutions para substituir, na extremamente poluída Cidade do México, táxis movidos a gasolina e óleo diesel.

Os fabricantes promovem o e.Volution como sendo um carro de baixa poluição ou poluição zero. Entretanto, há discussões sobre qual seria o impacto ambiental que esses automóveis movidos a ar causariam. Seus fabricantes afirmam que, como os carros são movidos a ar, eles são ambientalmente corretos. Já aqueles que não são favoráveis ao carro movido a ar dizem que estes automóveis apenas tiram a poluição dos canos de escapamento e a transferem para outro lugar, assim como acontece em uma usina termoelétrica. Estes carros necessitam de eletricidade para que o ar seja comprimido em seus tanques, e é necessário combustível fóssil para produzir energia elétrica (ou a formação de barragens, no caso de usinas hidrelétricas).

O e.Volution é impulsionado por um motor de dois cilindros a ar comprimido. O conceito básico existente por trás do motor é único: ele pode se mover tanto com apenas ar comprimido ou atuar como um motor de combustão interna. O ar comprimido é armazenado em tanques de plástico reforçado com fibra de vidro ou de carbono a uma pressão de 300 bar. O ar é alimentado através de um injetor de ar até o motor e flui dentro de uma pequena câmara, a qual faz o ar se expandir. O ar empurra os pistões e estes empurram o virabrequim, gerando a potência que será usada para mover o carro.

Foto cortesia de Zero Pollution Motors O escapamento do motor do carro e.Volution, visto aqui, não liberará poluentes

A Zero Pollution Motors também trabalha em uma versão híbrida do seu motor que poderá operar com uma combinação de combustível tradicional e ar. A mudança de fonte de energia será feita eletronicamente. Quando o carro trafegar a velocidades inferiores a 60 km/h, ele será movido a ar. Em velocidades superiores, será movido a combustíveis tais como gasolina, óleo diesel ou gás natural.

Tanques de ar fixados na parte inferior do carro podem comportar cerca de 300 litros de ar. Este ar comprimido pode abastecer o e.Volution por até 200 km a uma velocidade máxima de quase 100 km/h. Quando o tanque estiver quase vazio, você poderá encostar o carro e reabastecer o e.Volution na bomba de ar mais próxima. Usando uma fonte elétrica doméstica, o tanque de ar comprimido levará cerca de quatro horas para ser reabastecido. Entretanto, com uma bomba de alta pressão é possível fazer uma recarga rápida de três minutos.

O motor do carro exige uma pequena quantidade de óleo, cerca de 0,8 l, que o motorista deverá trocar apenas a cada 50 mil km. O carro será equipado com transmissão automática, tração traseira, direção do tipo pinhão e cremalheira e terá uma distância entre eixos de 2,89 m. Ele pesará cerca de 700 kg e terá 3,81 m de comprimento, 1,74 m de altura e 1,71 m de largura.

Em outubro de 2000, o e.Volution fez sua primeira aparição pública em Johanesburgo, África do Sul, na Auto Africa Expo 2000. A Zero Pollution afirmou que o carro seria posto à venda na África do Sul em 2002, mas não disse quando o automóvel estaria disponível em outras partes do mundo.

Motor com calor criogênico

Outra versão de carro movido a ar está sendo desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Washington (em inglês) usando o conceito de motor a vapor, com a exceção de que não há combustão. Os pesquisadores usam nitrogênio líquido como propulsor para seu protótipo de carro a ar LN2000. Os pesquisadores decidiram usar nitrogênio por causa de sua abundância na atmosfera - o nitrogênio compõe aproximadamente 78% da atmosfera terrestre - e pela disponibilidade de nitrogênio líquido. Há cinco componentes no motor do LN2000:

• um tanque de aço inoxidável de 90 l
• uma bomba que move o nitrogênio líquido para o economizador
• um economizador que aquece o nitrogênio líquido com calor resultante do escapamento
• um permutador de calor que ferve o nitrogênio líquido, criando um gás de alta pressão
• um expansor, que converte a energia do nitrogênio em força utilizável

O nitrogênio líquido, armazenado a -196 ºC, é vaporizado pelo trocador de calor - que é o coração do motor criogênico do LN2000, que recebe este nome devido às temperaturas extremamente baixas nas quais o nitrogênio líquido é armazenado. O ar movido em torno do veículo é usado para aquecer o nitrogênio líquido ao ponto de fervura. Uma vez que o nitrogênio líquido ferve, transforma-se em vapor da mesma forma que a água fervida se torna vapor d'água em um motor a vapor.

O gás nitrogênio formado pelo trocador de calor é expandido em aproximadamente 700 vezes seu volume quando em estado líquido. Este gás altamente pressurizado é então alimentado ao expansor, onde a potência do gás nitrogênio é convertida em força mecânica para empurrar os pistões do motor. O único resíduo de escape é o nitrogênio, e como este compõe a maior parte da atmosfera, o automóvel emite pouca poluição. Entretanto, estes carros podem não reduzir a poluição tanto quanto você pensa. Enquanto a poluição inexiste no carro, ela pode ser transferida para outro lugar. Assim como com o e.Volution, o LN2000 necessita de eletricidade para comprimir o ar. O uso dessa eletricidade significa que haverá alguma quantidade de poluição em outro lugar.

Parte do calor resultante da exaustão circula através do motor para o economizador, que pré-aquece o nitrogênio antes deste entrar no trocador de calor, aumentando a eficiência. Dois ventiladores situados na traseira do veículo sugam o ar através do trocador de calor para aumentar a transferência de calor para o nitrogênio líquido.

Os pesquisadores de Washington desenvolveram um protótipo ainda primitivo de seu carro, usando um furgão de correio Grumman-Olson Kubvan ano 1984 convertido. O furgão tem um motor radial de cinco cilindros que produz 15 cv com combustível de nitrogênio líquido. Ele é também equipado com transmissão manual de cinco marchas. Atualmente, o carro é capaz de percorrer apenas 3,2 km com um tanque cheio de nitrogênio líquido, e sua velocidade máxima é de apenas 35,4 km/h. Entretanto, como o carro movido a nitrogênio líquido será mais leve, os pesquisadores acham que um tanque com 230 l dará ao LN2000 uma autonomia potencial de aproximadamente 320 km.

Com o preço da gasolina disparando, como vem acontecendo nos últimos anos, não demorará muito para que os motoristas recorram a veículos movidos a combustíveis alternativos. Ainda que os veículos movidos a ar percam terreno para os seus concorrentes movidos a gasolina no que diz respeito a desempenho e potência, eles operam com menor custo e são ecologicamente corretos, o que os torna mais atrativos como o futuro do transporte nas estradas.