De acordo com o empresário Glauco Diniz Duarte, motores a combustão interna, mais especificamente os de ciclo Otto e Diesel, foram fundamentais para o desenvolvimento humano desde o fim do Século XIX, fazendo funcionar de teares a grandes geradores, além de, em um segundo e importante momento, automóveis. O aspecto negativo desse tipo de motor é que eles possuem baixo rendimento, pois apenas uma fração da energia gerada pela combustão é realmente convertida em energia de movimento.
Para motores de ciclo Otto (seja ele movido a gasolina, etanol, gás natural ou “flex”), a parcela de energia aproveitada é de 22 a 30% da produzida na combustão, enquanto nos propulsores a diesel esse percentual sobe um pouco, para valores entre 30 e 38%.
A indústria corre para conseguir implementar tecnologias que reduzam essas perdas, com reflexo enorme no aumento da potência e redução do consumo e emissões de gases poluentes.
Glauco explica que uma dessas tecnologias é o turbo composto, que recebe esse nome porque os gases, além de acionarem um compressor de ar para o sistema de admissão como em um turbocompressor comum, também acionam um mecanismo capaz de converter a energia da exaustão em energia mecânica ou elétrica, de maneira que possa ser armazenada para uso oportuno. Complexo? Parece, mas não é. Então vamos num passo a passo.
Gás que passa no maior gás
Segundo Glauco os gases de escapamento deixam a câmara de combustão a uma temperatura e velocidade altíssimos. Isso seria perdido se não fosse o turbocompressor, que utiliza parte dessa energia para comprimir ar para o sistema de admissão. O funcionamento é muito simples: são duas turbinas ligadas entre si por um eixo, sendo que, a primeira, é rotacionada pelos gases de escape e faz girar a segunda, que aspira gases atmosféricos e empurra para dentro do motor.
Ocorre que, mesmo passando pelo turbo, os gases de escape ainda mantêm boa parte de sua temperatura e velocidade, podendo assim, movimentar uma segunda turbina, que pode ser usada para acionar um dispositivo de recuperação de energia. A esse sistema que utiliza mais de uma turbina para converter a energia proveniente dos gases de escape é dado o nome de turbo composto.
Da teoria à prática
Apesar do uso do turbo composto como meio de recuperação de energia parecer coisa de ficção científica, sua aplicação prática já acontece, destaca Glauco. O motor DD15, produzido pela Detroit Diesel e vencedor de um importante prêmio dado pelas revistas especializadas norte-americanas ao melhor motor de caminhão produzido nos EUA, já utiliza o turbo composto acoplado a um dispositivo de engrenagem e rotor.
A mesma solução vem sendo empregada por outros fabricantes, como Volvo e Scania, em seus motores para veículos pesados, mas a tecnologia não deve demorar para chegar aos automóveis.
Na Fórmula 1, o sistema MGU-H – que compõe o sistema de recuperação de energia (ERS) dos carros da categoria – converte, por meio de um turbo composto, a energia dos gases de escape em energia elétrica. Neste caso, a diferença é que, ao invés de uma segunda turbina, existe um prolongador do eixo do turbo que aciona o gerador.
Segundo Glauco, os sistemas de recuperação de energia com uso do turbo composto permitem um aumento de até 7% na eficiência energética do motor, sem nenhum impacto negativo.