Há esperança para os motores de combustão. Trata-se de um novo combustível

• Não dizemos aos alunos quais tecnologias de propulsão eles devem usar. Então, temos veículos com motores de combustão interna, motores elétricos e motores a hidrogênio — diz Norman Koch.
• Quando a Ecomaratona começou em 1985, as equipes percorriam de 600 a 700 km com um litro de combustível. Hoje, percorrem de 2.500 a 3.000 km.
• Algumas equipes vêm experimentando materiais biodegradáveis ​​à base de plantas, como fibras de bambu e vários tipos de resinas, há vários anos.

Como surgiu a Shell Eco-marathon?

Tudo começou há 80 anos com uma competição entre dois funcionários do laboratório de pesquisa da Shell, que decidiram ver quem conseguia ir mais longe com a mesma quantidade de combustível. Em sua forma atual, é uma competição entre equipes acadêmicas e de estudantes, que preparam seus próprios veículos e os pilotam em competições nas pistas.

Os competidores competem em duas classes: Protótipo (veículos ultraleves e altamente eficientes) e Conceito Urbano (mais semelhante aos carros urbanos).

O evento é realizado neste formato há 40 anos. Atualmente, 300 universidades de 50 países do mundo todo competem.

122 equipes da Europa e da África começaram em Kamień Śląski. Entre elas , quatro equipes da Polônia: Projeto Hydrive - AGH em Cracóvia, Hydrogreen Pollub - Universidade Tecnológica de Lublin, Iron Warriors - Universidade Tecnológica de Lodz, Rotor - Academia Estatal de Ciências Aplicadas em Krosno.

A Shell Eco-marathon permite que eles testem os conhecimentos adquiridos durante as aulas. E não se trata apenas de conhecimento de engenharia na área de propulsão. Aqui, trabalham equipes de cerca de uma dúzia de pessoas, nas quais, além de projetistas de propulsão, temos programadores, gerentes, gerentes de projeto e especialistas em financiamento coletivo.

Que progresso os estudantes fizeram ao longo desses 40 anos?

- Quando começamos, em 1985, as equipes percorriam de 600 a 700 km com um litro de combustível. Um Volkswagen Golf padrão, um carro relativamente econômico, percorria de 15 a 20 km com 1 litro de combustível.

O recorde mundial nesta área é atualmente de 3.771 km com 1 litro de combustível! As distâncias percorridas pelas equipes de estudantes chegam a 2.500-3.000 km. Isso requer carrocerias extremamente leves, geralmente feitas de fibra de carbono, motores muito econômicos, software que suporte a operação do sistema de propulsão, mas também estratégias de direção.

Acreditamos que a eficiência é uma das principais condições para uma mobilidade de baixo carbono do futuro.

Qual o impacto real que esse evento tem na eficiência de carros produzidos em massa, como o já mencionado Volkswagen Golf?

- Percebemos essa influência, mas é claro que não é direta. Os alunos que participam dessas lutas muitas vezes acabam em empresas automotivas, já com algum conhecimento, uma gama de experiências e a capacidade de trabalhar em equipe. Essa é a nossa maior contribuição.

Passando para um contexto mais prático, um exemplo poderia ser a tecnologia start-stop, que os alunos participantes da Shell Eco-marathon utilizaram na década de 1980. Hoje, ela é comum, mas naquela época, essa ideia estava apenas começando a ser colocada em prática. Muitos problemas relacionados a essa tecnologia tiveram que ser resolvidos, como desligar e ligar o motor em uma fração de segundo, sem girar a chave.

As equipes tentam reduzir o peso de seus veículos há anos

Há anos associamos o aumento da eficiência à redução do peso dos veículos. Por isso, a Shell Eco-marathon utiliza materiais testados e comumente utilizados hoje em dia, como a fibra de carbono. Trata-se de um material excelente, leve, resistente, mas pouco sustentável devido às dificuldades de reciclagem.

Algumas equipes vêm experimentando há vários anos materiais biodegradáveis ​​à base de plantas, como fibras de bambu e diversos tipos de resinas. O material resultante não é tão duro quanto as fibras de carbono, mas é completamente biodegradável.

Que outras tecnologias estão sendo usadas pelos estudantes hoje que podem acabar em carros produzidos em massa no futuro?

- Não indicamos aos alunos as tecnologias de propulsão que devem utilizar. Assim, temos veículos com motor de combustão e veículos elétricos movidos a baterias ou que utilizam células de combustível de hidrogênio. A novidade é o surgimento do hidrogênio como combustível em motores de combustão interna .

Esta pode ser uma opção interessante, sobre a qual os fabricantes de caminhões vêm falando há alguns anos. Aqui temos combustão, mas os "gases de escape" são principalmente vapor d'água...

- A combustão de hidrogênio pode ser uma solução para superar os problemas que os veículos elétricos enfrentam no setor de transporte de cargas pesadas, em particular com autonomia, potência e tempo de carregamento. Mantivemos contato com várias universidades que estão trabalhando nisso. Equipes de duas universidades estavam prontas e vieram com seus carros.

A combustão de hidrogênio requer o desenvolvimento de muitos elementos de tecnologia.

Este ano, eles estão pilotando fora da competição, verificando o funcionamento de sistemas individuais em distâncias maiores, avaliando o que precisam para começar na competição. Acima de tudo, estão verificando a tecnologia, na qual novos problemas surgem. Pelo que aprendi com uma das equipes, a combustão espontânea é um problema sério.

O hidrogênio é uma molécula tão pequena e volátil, e ao mesmo tempo extremamente inflamável, que muitas vezes se inflama antes mesmo de chegar à câmara de combustão. Este é um dos problemas que precisam ser resolvidos no caminho para a ampla utilização deste propulsor. É por isso que acredito que os motores de combustão ainda têm um futuro pela frente.

Qual o papel do software?

- Observando a composição e o funcionamento das equipes de estudantes, podemos dizer que elas estão crescendo. O número de computadores e programadores está em constante crescimento. Esta é uma das áreas de crescimento mais rápido em nosso evento.

Hoje em dia, a eficiência dos veículos depende em grande parte de soluções de software inteligentes. Por exemplo, no caso de veículos elétricos, sejam eles movidos a bateria ou a células de combustível de hidrogênio, a forma como as baterias são carregadas e descarregadas tem um grande impacto na eficiência da condução.

Algumas equipes utilizam a tecnologia de gêmeos digitais para verificar e aprimorar o desempenho de seus projetos. No caso da competição em si, simulações computacionais permitem uma melhor seleção da estratégia para a corrida. Graças ao mapeamento digital da pista e às simulações, as equipes sabem em que ponto da pista devem desligar o motor e em que ponto acelerar para alcançar os melhores resultados.

Ainda faz sentido investir em tecnologias de combustão? Alguns acreditam que, como as tecnologias de combustão já são tão avançadas que estamos alcançando apenas uma pequena melhoria com grandes gastos, talvez seja melhor investir esse dinheiro na otimização de novos motores, alcançando uma melhoria muito maior.

— Na minha opinião, precisamos tentar alcançar melhorias em todas as áreas possíveis. Precisamos desenvolver todas as tecnologias, porque hoje não podemos dizer qual delas realmente se tornará uma mudança revolucionária, nem quando isso acontecerá — amanhã ou em 10 anos.

Quais tecnologias aparecerão nas pistas da Shell Eco-marathon em um futuro próximo?

- Já falei sobre o uso de hidrogênio como combustível em motores de combustão. A segunda tendência crescente são os veículos autônomos. Nós os introduzimos nas corridas há alguns anos. Este ano, 11 equipes começaram nesta categoria. Comparado com todas as equipes que começaram, não é muita gente, mas no ano passado foram apenas 7.

Vale destacar também que, no caso deles, a competição não se limita apenas a dirigir na pista, mas também há tarefas de habilidade, como estacionar.

A importância do software continua crescendo, com a inteligência artificial desempenhando um papel cada vez mais importante.