São Paulo – Com base na premissa de que o futuro é multicombustível e que a eletrificação não é via única para o setor automotivo, mas uma das alternativas, a metalúrgica Tupy guarda, para 2022, projetos em distintos estágios de desenvolvimento mas todos com o objetivo de ser patenteados com tecnologias que favorecem a redução das emissões de CO2. Há, inclusive, possibilidades de comercialização já no ano que vem.
Patenteado recentemente, com uma exclusividade que pode chegar a vinte anos, o bloco de motor de ferro fundido para veículos híbridos traz como maior diferencial a redução de peso na comparação com modelo similar constituído de alumínio. Embora tenha densidade três vezes maior e seja mais resistente – tanto que os pesados só utilizam aqueles feitos de ferro –, sua versão tradicional pesa de 30% a 40% mais do que o bloco de alumínio.
O produto começou a ser pesquisado em 2015, com testes de impressão em 3D envolvendo o ferro fundido vermicular, na sigla em inglês CGI, compacted graphite iron, mas teve maior foco no seu desenvolvimento nos últimos dois anos, em parceria com a inglesa Ricardo e a canadense Sintercast. O uso do insumo, aliado às competências de fundição da Tupy, conferiu paredes mais finas ao material mais resistente e, com isso, o peso do bloco de motor de ferro fundido ficou 5% menor do que o de alumínio. Trouxe também maior estabilidade térmica e, consequentemente, maior controle das distorções e menor atrito, o que traz a possibilidade de redução no uso de combustível, embora a empresa ainda não consiga precisar quanto. Como bônus a invenção trouxe, ainda, menor ruído.
A AutoData o diretor da Tupy Tech, André Ferrarese, contou que assim que o lançamento oficial ocorrer, em 2022, a empresa iniciará abordagem juntos aos clientes: se, antes, estes sequer cogitavam usar bloco de ferro por causa do peso, agora, sem esse entrave, a circunstância gera oportunidade para a metalúrgica:
“O motor de veículo de passageiro tem o desafio de funcionar em um carro híbrido, e nessa configuração é importante que ele tenha o menor tamanho possível, pois é preciso caber dois powertrains, o do elétrico e o de combustão interna. Com isso a densidade de potência tem que ser maior do que estava acostumado quando só tinha um motor”.
Para Ferrarese a eletrificação terá maior penetração no mercado por meio da hibridização:
“Por isso dizemos que o futuro é multicombustível. Cada país tem uma realidade de matriz energética que viabilizará a solução mais adequada. Onde se tem disponibilidade de biocombustível a introdução da eletrificação é mais leve. E ela não é uma solução única. A Índia vai começar o processo de descarbonização pela adoção do motor flex. A Alemanha pretende apoiar sua limpeza de matriz energética na importação de hidrogênio verde, que gerará eletricidade e que, no transporte, poderá ser usado direto por combustão ou em célula de combustível, que, de certa forma, não deixa de ser um veículo elétrico, em que foi mitigado o tamanho da bateria porque o hidrogênio está sendo transformado em eletricidade”.
Um dos projetos criados pelo braço de pesquisa e desenvolvimento da metalúrgica sediada em Joinville, SC, é o de motor de combustão a hidrogênio. Em parceria com a austríaca AVL e a canadense Westport Fuel Systems a Tupy tem desenvolvido forma de otimizar a combustão de hidrogênio com a sua obtenção a partir de fontes limpas de energia, a exemplo da hidrólise da água, sem emissões de CO2 e, com isso, seria obtido comportamento similar ao de um elétrico.
Trata-se de uma transição importante, pontuou o executivo, uma vez que veículos pesados têm dificuldade de eletrificação pela carga e pela autonomia: “Estamos no desenvolvimento do design. Devemos ter a demonstração da preparação do motor ao longo de 2022. Até o fim do próximo ano teremos os primeiros resultados do motor nessa condição, e com alto desempenho”.
O motor com combustão a gás, de acordo com Ferrarese equivalente ao movido a hidrogênio, tem eficiência de 38% a 40%. Uma célula de combustível, de 40% a 60%: “O objetivo é fazer com que o motor a hidrogênio, com uma tecnologia superior de injeção, consiga atingir eficiência de 50%, equivalente à das células. Com a vantagem de ser um motor de combustão interna, de manutenção e durabilidade conhecidas. Nosso maior desafio aqui é a compatibilidade das ligas metálicas e a garantia da durabilidade”.
Um motor a diesel tem durabilidade mínima de 1,6 milhão de quilômetros e eficiência em torno de 47%. Um a hidrogênio, sem as pesquisas da Tupy, teria perda de eficiência e dúvida quanto à durabilidade, pois o hidrogênio poderia atacar as ligas metálicas. E o de célula de combustível não consegue ultrapassar 500 mil quilômetros.
Eletrificação – Entusiasta de soluções que envolvem biocombustíveis a Tupy não ficará de fora de iniciativas relacionadas a veículos elétricos. Parceria da companhia com a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, projeto de reciclagem de baterias que tem o foco de tornar viável o fechamento circular dessa cadeia busca ser pioneiro no País. Hoje esse processo é realizado apenas no Exterior: “Ainda em escala laboratorial, a iniciativa está passando pelos primeiros testes de bancada. Então passará por outra fase de escalonamento até atingir escala industrial. Acredito que ao longo do próximo ano tenhamos novidades sobre essa evolução”.
O processo desenvolvido busca alternativa à pirometalurgia, em que se obtém a recuperação de alguns metais por meio da queima. Ferrarese, contudo, ponderou que essa técnica requer uso intensivo de energia e responde por pouca recuperação de materiais nobres: “A hidrometalurgia vem ajudar no menor consumo de energia e menor emissão de CO2 e também em uma maior quantidade de materiais recuperados. Temos perseguido a possibilidade de patenteamento para ter presença global com esse projeto. Embora o processo de hidrometalurgia seja conhecido estamos buscando um meio de fazê-lo de maneira mais eficiente”.
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