Quais as transformações de energia que ocorre quando um carro híbrido?

Crédito: Agência Brasil

Existem diversos tipos de combustíveis para meios de transportes. Alguns já são bastante conhecidos, como o álcool, a gasolina, o gás natural e o diesel, mas a ciência tem avançado na descoberta de novas maneiras de colocar veículos em movimento. Confira abaixo algumas curiosidades sobre as fontes de energia tradicionais e inovadoras.

1. Combustíveis fósseis

» Gasolina

Derivada do petróleo, ela costuma ganhar a sua conhecida forma por meio da destilação. É formada por hidrocarbonetos e compostos de carbono, hidrogênio, enxofre, nitrogênio e compostos metálicos, todos encontrados em concentrações não muito elevadas.

No Brasil, são comercializados dois tipos de gasolina: a comum (que pode ser aditivada) e as que têm mais octanas (como a Podium da BR e a Premium da Shell). Esta última passa por um processo que garante maior performance do motor, por meio da qualidade de estabilidade, corrosividade e octanagem.

A diferença entre as gasolinas vendidas no Brasil é explicada pelo site Notícias Automotivas: “a primeira não contém aditivos de limpeza e dispersantes, portanto ocorre, ao longo do tempo, acúmulo de detritos no motor e sistema de combustão. A segunda, aditivada, traz uma série de ‘detergentes’ especiais misturados ao combustível; cada bandeira faz o próprio coquetel, e a sua eficiência varia de acordo com a qualidade deles. Por último, há a gasolina Premium/Podium — assim como o combustível aditivado, ela também traz componentes de limpeza especiais, porém tem mais octanas (fato que é aproveitado por veículos com alta taxa de compressão, permitindo um total aproveitamento do potencial do motor), emite menos enxofre durante a queima e, assim, causa menos impacto ambiental, já que polui menos”.

Confira abaixo dados de 2011 da Petrobras que mostram o preço médio internacional da gasolina:

» Diesel

Também derivado do petróleo, o óleo diesel é formado principalmente por átomos de carbono e hidrogênio. Contém baixas concentrações de enxofre, nitrogênio e oxigênio. É um produto inflamável, medianamente tóxico, volátil, límpido e isento de material em suspensão. Apesar do odor forte e característico, não é tão explosivo quanto a gasolina ou o álcool e possui uma taxa menor de monóxido de carbono, tornando-se menos poluente.

É utilizado em motores de combustão interna e ignição por compressão (motores do ciclo diesel). Pode ser utilizado em automóveis, furgões, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas, máquinas de grande porte, locomotivas, navios e geradores elétricos, por exemplo.

Confira nos gráficos abaixo dados da Agência Nacional do Petróleo (ANP) sobre o diesel no Brasil:

Venda de óleo diesel no Brasil / milhões de m³

Origem do óleo diesel no Brasil

» Gás natural

O gás natural é todo hidrocarboneto que permaneça em estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraído diretamente de reservatórios petrolíferos ou gaseíferos, incluindo gases úmidos, secos, residuais e gases raros. Considerado não-tóxico, o gás natural é leve e elimina-se na atmosfera. É considerado o combustível fóssil mais limpo.

As principais vantagens do uso do gás natural nos veículos são:
• Economia de aproximadamente 70% no valor do combustível em relação a carros movidos a gasolina (de acordo com dados de março de 2012 da Agência Nacional de Petróleo, a ANP, esta economia seria de 55% em relação à gasolina e 57% em relação ao etanol);
• Redução da alíquota do IPVA;
• Maior vida útil do motor;
• As características de sua queima são pouco agressivas ao meio ambiente;
• O veículo torna-se bicombustível. Sendo que a conversão do carro para o GNV não extingue a capacidade de utilizar o combustível original;
• Maior duração de calibração dentro dos limites de poluentes, por ser um sistema estável.

Entenda como é produzido o gás natural, desde a etapa de buscas de locais que tenham o material, até o momento em que ele chega ao consumidor.

2. Combustíveis vegetais

» Etanol

Conhecido como álcool, é um combustível ecologicamente correto, pois tem como matéria-prima a cana-de-açúcar. O cultivo da planta aumenta a umidade do ar e retém águas de chuvas.

Pode ser misturado ao diesel e à gasolina, como também pode ser utilizado sem aditivos, sem que com isso o motor sofra danos.

A Petrobras lançou o etanol de segunda geração durante a Rio+20, conferência das Nações Unidas para o desenvolvimento sustentável realizada em junho de 2012, que – apesar de ter a molécula exatamente igual à do etanol de primeira geração – se diferencia no processo de fabricação do mesmo. Enquanto que este é feito diretamente do caldo de cana, aquele é sintetizado a partir do bagaço da planta, de modo a tornar a produção ainda mais correta, ecologicamente falando, pois reaproveita o que seria lixo. Confira a websérie “Etanol sem fronteira”, criada pela Petrobras, que esclarece dúvidas sobre a produção deste combustível (tanto da primeira quanto da segunda geração).

CRÉDITO: Agência Brasil

» Biodiesel

É resultado da mistura entre o óleo retirado das plantas e o álcool, passando em seguida por um processo de catalisação, onde é utilizado um produto para provocar uma reação química entre o óleo e o álcool. Depois o óleo é separado da glicerina (usada na fabricação de sabonetes) e filtrado. Para a produção do biodiesel podem ser utilizados o óleo de girassol, de amendoim, de mamona, de soja etc.

O combustível serve como substituto do diesel e pode ser usado em caminhões, ônibus e automóveis.

» Biogás

O metano é o componente predominante no gás natural combustível e é utilizado para geração de eletricidade, abastecimento de veículos automotores, geração de calor em indústrias e abastecimento doméstico e comercial em substituição ao GLP (gás liquefeito de petróleo).

O biogás é resultado da reação de resíduos orgânicos como lixo doméstico, resíduos de atividades agrícolas e pecuárias, lodo de esgoto, entre outros. Os locais mais frequentes para a formação desse combustível são os aterros sanitários, estações de tratamento anaeróbio de efluentes ou digestores de resíduos rurais. A matéria orgânica que faz parte dos resíduos é degradada, em uma atmosfera sem oxigênio, por bactérias anaeróbias que, aliando outras condições favoráveis como temperatura, umidade e pH, produzem naturalmente o biogás.

3. Fontes alternativas

» Hidrogênio

O hidrogênio é um composto com grande capacidade de armazenar energia. Devido a essas características, é utilizado para propulsão de foguetes e cápsulas espaciais, que requerem combustíveis de baixo peso, compactos e com grande capacidade de armazenamento de energia. Ainda não há notícias concretas de seu uso em veículos comuns.

» Energia eólica

Existem pelo menos dois projetos em desenvolvimento para um novo tipo de carro que será movido a ar comprimido. O automóvel é impulsionado por um motor de dois cilindros a ar comprimido. O ar comprimido é armazenado em tanques de plástico reforçado com fibra de vidro ou de carbono a uma pressão de 300 bárias (305,91 quilogramas-força por centímetro quadrado, o equivalente a estar submerso em água a 3.059,23 metros). O carro 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.

» Energia elétrica

Veículos elétricos são atualmente entendidos como veículos automotores que utilizam pelo menos um motor elétrico para acionamento das rodas. Eles se caracterizam, principalmente, pela alta eficiência energética e baixo ou nulo nível de emissões de poluentes e de ruídos.

A Associação Brasileira de Veículos Elétricos enumerou as principais formas de utilização de eletricidades em veículos. São elas:
• Veículo elétrico a bateria: acionado por um ou mais motores elétricos cuja energia é suprida por uma ou mais baterias instaladas a bordo. Essas baterias são periodicamente recarregadas a partir da rede elétrica ou de outra fonte de energia elétrica externa ao veículo;
• Veículo elétrico híbrido: é um veículo acionado por um motor elétrico cuja energia é suprida por um gerador e uma bateria instalados a bordo. O termo "híbrido" se deve ao fato de que no seu acionamento ele conta com um motor de combustão interna, usado nos veículos convencionais, alimentado por combustível líquido (gasolina, etanol, diesel, etc.) e/ou gasoso (gás natural veicular, etc.) e também motores elétricos que acionam as rodas.
• Veículo elétrico de célula a combustível: é um veículo em que a energia elétrica é gerada a bordo através de processo eletroquímico em que a energia do hidrogênio (combustível) é transformada diretamente em eletricidade. A energia elétrica produzida alimenta os motores elétricos e recarrega as baterias. A frenagem regenerativa, acionada quando o freio é pressionado para reduzir a velocidade, transforma a energia cinética do veículo em energia elétrica que é armazenada na bateria;
• Trólebus: é um ônibus movido a eletricidade, similar aos ônibus convencionais, que roda por meio de pneus de borracha e não sobre trilhos. A energia elétrica chega através de hastes que ficam sobre a carroceria e estão em permanente contato com a fiação específica (rede elétrica) que acompanha o percurso;
• Veículo solar: Um veículo solar é um veículo elétrico alimentado por energia solar obtida de painéis localizados na sua superfície (geralmente no teto). Células fotovoltaicas convertem a energia do sol diretamente em energia elétrica.

Fontes: Petrobras - Dúvidas frequentes; Petrobras - Óleo diesel; Mundo Mec; Lei nº 9.478; Educação; Petrobas - Etanol; BiodieselBR; Centro Nacional de Referência em Biomassa; Brasil Escola; UOL - Como tudo funciona; ABVE - Associação Brasileira do Veículo Elétrico.

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» O canal Discovery Channel fez uma matéria mostrando como funciona energia eólica:

Como o carro híbrido gera energia?

Qual o tipo de transformação energética acontece no motor de um carro?

Quais são as transformações de energia?

Qual o ciclo de funcionamento do motor a combustão em um veículo híbrido?