OPINIÃO DE ESPECIALISTA: Veículos e combustíveis, sinal verde na evolução, sinal amarelo na emissão de gases de efeito estufa

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Universidade Presbiteriana Mackenzie é uma instituição de ensino superior privada e confessional no Brasil.
Universidade Presbiteriana Mackenzie é uma instituição de ensino superior privada e confessional no Brasil.

Imagem: Divulgação | Por Filippo Fogaccia, Coordenador de vestibulares e do curso MACKVEST, e professor de Química das 3ª séries do Ensino Médio do Colégio Presbiteriano Mackenzie, São Paulo

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Julho de 2023 – O carro é o meio de transporte mais usado no mundo e vem evoluindo juntamente com o homem desde sua criação. Os primitivos veículos de duas rodas, puxados pelos animais, usados nos primórdios da história, deram lugar aos veículos de quatro rodas, com tração mecânica, criados no século XIX. Desde então, os carros passaram por muitas mudanças e evoluções, com destaque para sua produção em larga escala no século XX. Hoje dividem espaço nas ruas, avenidas e estacionamentos, fazendo parte integrante de famílias que têm suas demandas resolvidas graças a presença de um carro na garagem.

Assim como as pessoas têm sua data especial (dia do aniversário), os carros ganharam seu próprio dia no Brasil (13 de maio), tamanha sua importância. No entanto, quando o alemão Karl Benz (fundador da famosa Mercedes Benz) criou o automóvel com o primeiro motor à combustão de apenas um cilindro em 1886, mal sabia que esse também seria o grande calcanhar de Aquiles de sua invenção.

O mesmo motor que acelera o deslocamento das pessoas, que gera altas velocidades e emoções em carros como os de Fórmula 1, também é responsável por levar o homem à dependência de grandes quantidades de combustíveis fósseis, cuja queima gera poluentes que provocam problemas ambientais graves tais como chuva ácida e mudanças climáticas. Assim, estudos contínuos são realizados para que sejam desenvolvidos mecanismos e ferramentas para aumentar a eficiência energética dos motores e diminuir o impacto ambiental provocado pelo motor durante seu funcionamento.

A expansão industrial e a popularização dos carros, caminhonetes e automóveis leves como os veículos utilitários esportivos (denominados SUV – Sport Utility Vehicle) tornou o motor a combustão o mais utilizado e encontrado atualmente. Essa máquina utiliza a energia gerada na combustão para produzir movimento nos veículos.

A combustão é a queima do combustível, ou seja, é uma reação química em que um material combustível – no caso, a gasolina, etanol ou diesel – reage com um comburente – no caso, o gás oxigênio. A queima produz gás carbônico, vapor d’água, além de outros compostos químicos, dependendo do combustível utilizado. A gasolina e o diesel, por exemplo, contêm enxofre como impureza que, quando queimado no motor, produzirá gases responsáveis pela chuva ácida. Ainda que seja removido o enxofre, a queima de gasolina e diesel produzem grandes quantidades de dióxido de carbono, gás que tem participação relevante no aquecimento global.

A matriz energética mundial ainda é muito centrada em fontes fósseis, como petróleo, carvão e gás natural. Estas fontes respondem por cerca de 80% do consumo mundial de energia.

O Brasil tem uma matriz muito mais sustentável, na qual cerca de 45% vêm de fontes renováveis, como hidrelétrica e biomassa. O país foi pioneiro no uso de biocombustíveis e tem um potencial enorme neste campo. De forma geral, podemos definir biocombustíveis como todo combustível oriundo de matéria-prima renovável, sobretudo de origem vegetal. Eles foram divididos em gerações, de acordo também com a matéria-prima e as diferentes tecnologias de produção usadas.

Os biocombustíveis de 1ª geração são aqueles cujo processo produtivo encontra-se bem desenvolvido e são produzidos a partir de matérias-primas de origem alimentícia. Encaixam-se nesta categoria o etanol de fermentação de açúcares e o biodiesel obtido a partir de óleos e gorduras. Ambos os biocombustíveis são produzidos em grande escala no país por meio de processos bem conhecidos.

O etanol é derivado de fontes vegetais, como cana-de-açúcar, milho e beterraba, enquanto o biodiesel é derivado de materiais orgânicos, como mamona e soja. Esses combustíveis são alternativas interessantes em comparação aos combustíveis fósseis, pois seriam “neutros em carbono”, ou são combustíveis de “carbono neutro”, pois o gás carbônico liberado na queima de etanol e biodiesel seria absorvido na fotossíntese que ocorre durante o crescimento dos vegetais, que são matéria-prima desses combustíveis. Assim, o uso desses compostos como combustíveis não contribui, em teoria, para o aumento do gás carbônico atmosférico.

No entanto, devemos considerar que o cultivo, colheita, transporte e transformação desses materiais orgânicos e vegetais em biocombustíveis utilizam energia, comumente oriunda de combustíveis fósseis. Além disso, o desmatamento para dar lugar às plantações podem liberar grandes quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera. A melhoria dos processos de cultivo e o uso de novos cultivares são tópicos a serem melhorados na questão dos biocombustíveis.

Tanto o etanol como o biodiesel são utilizados como biocombustíveis no Brasil. O etanol é usado diretamente como combustível em motores do ciclo Otto e misturado à gasolina, em percentual que varia de 20 a 25% em volume. O biodiesel é misturado ao diesel de petróleo, mas há estudos para aumentar o percentual de biodiesel na mistura nos próximos anos. A principal limitação à produção do etanol de 1ª geração hoje em dia diz respeito a sua competição com alimentos.

O preço internacional do açúcar comum (sacarose), de certa forma, regula a oferta de etanol para fins energéticos no país. Já o biodiesel enfrenta outros desafios, que vão desde a busca por matérias-primas mais eficientes, que proporcionem maior produtividade e menor custo de produção, até melhorias no processo produtivo do biocombustível.

O uso de microalgas aparece como uma alternativa interessante, pois pode aumentar bastante a produtividade em óleo. Por outro lado, o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos para o processo de transesterificação precisa ser acelerado.

A crescente demanda por fontes limpas de energia deu lugar a outros tipos de combustíveis e de motores para os automóveis, como por exemplo, os motores elétricos, que já haviam tentado lançá-los. O primeiro carro elétrico criado, o P1, fez sucesso em 1890. Os carros elétricos voltaram a fazer sucesso em 1997, com o lançamento e produção em massa do Prius, além do lançamento de outros modelos por outras empresas como a Tesla.

Veículos elétricos são aqueles que utilizam um ou mais motores elétricos, em parte ou completamente, para propulsão. Os principais tipos são: veículos elétricos híbridos, que são aqueles que associam motor elétrico e combustão, e os veículos a bateria. Os carros híbridos podem carregar a bateria ao frear (freio regenerativo) ou quando conectados diretamente à tomada, caso dos veículos 100% elétricos. Os dois tipos de carros elétricos também podem recorrer a células a combustível de hidrogênio para obter energia elétrica.

O hidrogênio é um gás combustível que libera grande quantidade de energia em sua queima, gerando como único produto vapor de água, substância não poluente. Porém, como o armazenamento e o transporte desse gás nos carros é muito perigoso e oneroso, os carros movidos a hidrogênio ainda não decolaram.

Os veículos elétricos fazem parte do grupo de veículos denominados “emissões zero”, pois quase não emitem poluentes na sua utilização. Além disso, a eficiência de seus motores pode chegar a 80%, o que os torna muito mais interessantes do que os motores à combustão interna, cuja eficiência energética situa-se entre 12% e 18%. Atualmente, o desafio das baterias que alimentam os carros elétricos vai além da redução da emissão de gases poluentes: o descarte inadequado das baterias pode poluir o ambiente com rejeitos tóxicos e comprometer o reaproveitamento dos elementos metálicos nelas presentes.

Logo, podemos concluir que, do ponto de vista da inovação tecnológica usada nos automóveis, que visa reduzir impactos ambientais ao mesmo tempo que oferece conforto, luxo e alto custo-benefício aos usuários de carros modernos, estamos alçando voo em alta velocidade, como dentro de um carro em quinta marcha. Porém, se não pisarmos no freio e olharmos para frente, com o uso desenfreado de materiais tóxicos na produção acelerada de baterias e outros dispositivos que equipam os carros do futuro, daremos marcha à ré na preservação do planeta que abrigará as gerações futuras.

É preciso ter em mente que a solução está fora do carro, além do ônibus, do caminhão e dos demais veículos. O homem deve utilizar a energia gasta nessas máquinas para o bem-estar social, visando o (re)equilíbrio ambiental, a melhoria da qualidade de vida e a preservação do planeta.

Sobre o autor

Filippo Fogaccia
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Filippo Fogaccia é Coordenador de vestibulares e do curso MACKVEST, e professor de Química das 3ª séries do Ensino Médio do Colégio Presbiteriano Mackenzie – São Paulo

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Sobre os Colégios Presbiterianos Mackenzie 

Os Colégios Presbiterianos Mackenzie são reconhecidos, hoje, pela qualidade no ensino e educação que oferecem aos seus alunos, enraizada na antiga Escola Americana, fundada em 1870, por George e Mary Chamberlain, em São Paulo. A instituição dispõe de unidades em São Paulo, Tamboré (em Barueri-SP), Brasília (DF) e Palmas (TO). Com todos os segmentos da Educação Básica – Educação Infantil (Maternal, Jardim I e II), Ensino Fundamental e Ensino Médio, procura o desenvolvimento das habilidades integrais do aluno e a formação de valores e da consciência crítica, despertando o compromisso com a sociedade e formando um indivíduo capaz de servir ao próximo e à comunidade. No percurso da história, o Mackenzie se tornou reconhecido pela tradição, pioneirismo e inovação na educação, o que permitiu alcançar o posto de uma das renomadas instituições de ensino que mais contribuem para o desenvolvimento científico e acadêmico do País.

Site Oficial: https://www.mackenzie.br/universidade

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