VEÍCULOS FLEX: MELHOR USAR GASOLINA OU ÁLCOOL? (Parte 9) — SOBRE TORQUE E POTÊNCIA

IMAGINAÇÃO É A INTELIGÊNCIA SE DIVERTINDO.

Ontem, 13, foi a segunda terça-feira de novembro, dia de Patch Tuesday da Microsoft. O problemático update de outubro (build 1809) não foi incluído (felizmente; se é para ter problemas, melhor ficar com a versão 1803 até que a mãe da criança dê seu jeito). Na minha máquina, o patch KB4467702 entrou liso feito quiabo, a exemplo de uma atualização do Adobe Flash Player. A ferramenta de remoção de software malicioso também rodou sem novidades. Desejo a mesma sorte a todos.

Abastecer um veículo Flex com etanol traz benefícios que transcendem a economia e o desempenho (o álcool custa mais barato e gera mais torque e potência). Mas nem tudo são flores nesse jardim. Antes de detalhar isso melhor, porém, é preciso preencher algumas lacunas que ficaram em aberto ao longo dos capítulos anteriores. Acompanhe.

Numa definição não muito exata do ponto de vista técnico, mas adequada aos propósitos desta postagem, a potência — que é medida em cavalos vapor (cv) cavalos de força (hp, do inglês horse-power) ou quilowatts (kW) — é responsável por fazer o veículo ganhar velocidade, ao passo que o torque — expresso em quilogramas-força/metro (kgfm) ou em Newtons-metro (Nm) —, por entregar a força.

Para fugir das intrincadas fórmulas que aprendemos no colégio e esquecemos logo após o vestibular, troquemos isso em miúdos: levar algo de um ponto a outro é trabalho, e torque representa trabalho, embora seja uma força com tendência a girar objetos (apertar as porcas da roda do carro é um bom exemplo: ao aplicar uma determinada força na chave de rodas, você cria o torque necessário para rosquear a porca no prisioneiro). Já a potência tem a ver com a rapidez com que esse trabalho é realizado (veículos mais potentes alcançam velocidades mais elevadas e se deslocam de um ponto a outro mais rapidamente do que os menos potentes).

Conforme vimos no capítulo anterior, o motor desenvolve sua potência máxima em regimes de giro elevados — entre 5.000 e 7.000 rotações por minuto nos carros de passeio, mas que chegam a 15.000 rpm nos bólidos de F1 —, ao passo que o torque máximo tende a surgir regimes inferiores — o que é bom: quanto menor o regime de giros em que ele é produzido e mais plana for sua “curva”, tanto melhor (vide figura que ilustra esta postagem).

Para não abrir mais uma lacuna a ser preenchida mais adiante, lembro que o torque costuma ser associado à arrancada, e a potência, à velocidade, embora ambos sejam produzidos pela combustão, aumentem conforme o giro do motor se eleva e atuem em conjunto durante todo o tempo em o veículo é utilizado. O fato de o torque máximo surgir em regimes inferiores ao da potência máxima se explica pela distância horizontal das bielas, que varia de acordo com sua posição em relação ao virabrequim. Com isso, o torque também varia, já que ele é o produto da força pela distância. Note que, com o pistão no ponto mais alto do ciclo e a biela alinhada verticalmente com o centro do virabrequim, nenhum torque é gerado — seria como posicionar a chave de roda na vertical e subir em cima dela; ainda que você conseguisse se equilibrar, a porca não se soltaria, pois o torque só se manifesta quando a força atua numa alavanca perpendicular ao eixo.

A potência, por ser associada à velocidade máxima, é usada como referência primária da eficiência do motor (isso nos veículos de passeio; nos ônibus e caminhões valoriza-se mais o torque — que  costuma ser mais abundante nos motores do ciclo Diesel, além de surgir em rotações mais baixas que nos do ciclo Otto. A título de ilustração, um motor diesel de 12 litros produz 400 cavalos (quase a mesma potência do motor V8 a gasolina de um Ford Mustang preparado), mas gera incríveis 228 kgfm de torque a 1.200 rpm, enquanto o Mustang entrega “apenas” 48,9 kgfm a 5.600 rpm.

O torque é expresso em Newtons-metro (Nm) ou em Quilogramas-força x metro (kgfm ou m.kgf). 1 Nm corresponde ao torque produzido por 1 N de força aplicada a 1 m de distância do ponto de rotação, e equivale a aproximadamente 0,10 kgfm. Para entender isso melhor, pense na chave de rodas do nosso exemplo: quanto maior for seu braço, menor será o esforço (torque) necessário para girar a porca.

Motores de combustão interna (como os que equipam a maioria dos nossos veículos) transformam a energia calorífica gerada pela queima da mistura ar-combustível na energia mecânica produzida pelo movimento descendente do pistão. Em outras palavras, a força (torque) resultante da explosão é transmitida pela biela ao virabrequim, que a transmite, através do volante, ao câmbio (através da embreagem ou do conversor de torque, conforme o caso), que a desmultiplica e repassa ao diferencial, que faz girar as rodas motrizes (veja isso em detalhes nesta postagem).

Para não encompridar demais este texto, trataremos das unidades de potência na próxima postagem. Bom feriadão a todos.

EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA – DO FORD T AO CARRO VOADOR

É BEM MAIS FÁCIL SUPORTAR A CÓLICA ALHEIA.

O motor a vapor foi inventado em meados do século XVIII e no início de 1800 já andavam pelas “ruas” os precursores dos carros de hoje em dia, embora o Benz Patent-Motorwagen (ilustração à esquerda), lançado em 1886, seja considerado como o primeiro “automóvel contemporâneo” ─ isto é, concebido para receber um motor de combustão interna (veja mais detalhes sobre essa tecnologia nas minhas postagens de 21 e 22 de setembro de 2009). No entanto, foi somente em 1913 que Henry Ford concebeu sua primeira “linha de montagem”─ tida e havida como marco de referência para os métodos de produção em série no mundo ─, e assim passou a produzir mais veículos em menos tempo e a um custo inferior (em relação à montagem convencional de um carro por vez), realizando seu sonho de motorizar o público em geral.

Observação: A produção do Modelo T atingiu o recorde (para a época) de um veículo completo a cada 10 segundos por dia de trabalho ─ ou dois milhões de veículos por ano, vendidos à US$ 260 ─ permitindo à empresa pagar a seus funcionários um salário mínimo de US$ 5/dia.

Muita água rolou sob a ponte desde então, mas vou poupar os leitores dos detalhes e frisar somente que a evolução tecnológica no último século nos trouxe literalmente ao limiar do futuro. E se você ficou decepcionado por termos termos “virado” o milênio

sem carros voadores como os da Família Jetson (ilustração à direita), saiba que estamos quase lá. Note que eu não estou falando de carros que “voam baixo” ─ termo que se popularizou para designar veículos extremamente velozes, como a Bugatti Veyron 16.4 SS (0-100 Km/h em 2,2s e vel. máxima de 431 Km/h) ou a Porsche 911 GT2 Turbo 1200 (0–100 Km/h em 2,8s e vel. máxima de 414 Km/h) ─, mas que voam de verdade, como o protótipo Flying Roadster, da AEROMOBIL, que atinge 160 Km/h de velocidade máxima rodando como automóvel convencional e 200 Km/h no “modo avião”. A decolagem se dá a 130 Km/h e exige 200 metros de pista livre; para o pouso, bastam 50 metros, e a autonomia (692 km) permite ir do Rio (RJ) a Curitiba (PR) ─ não deixe de assistir ao vídeo abaixo, que é simplesmente imperdível.

Mas não é só nos ares que avanços tecnológicos extraordinários dão o ar de sua graça: já faz alguns anos que o GOOGLE vem testando um carro que substitui o motorista humano por um correspondente robotizado. Com ele você pode ─ ou poderá em breve ─ se deslocar pela cidade ou viajar para a praia ou para a montanha, por exemplo, apreciando a paisagem, lendo um bom livro ou mesmo tirando uma revigorante soneca. O veículo ainda não está disponível comercialmente, mas já comprovou ser funcional, pois rodou com segurança por mais de 225 mil km, tanto nas espaçosas estradas californianas, quanto nas ruas estreitas de São Francisco, além de subir e descer serras sinuosas, tanto de dia quanto à noite.

Observação: Para se deslocar com segurança o Self-drive Car depende de uma série de equipamentos, dentre os quais três antenas de radar na frente e uma na traseira. Elas criam um mapa tridimensional ao redor do veículo, permitindo ao computador apurar as informações com ajuda do GPS (em trechos mapeados pelo Google Maps), câmeras de vídeo com sensores infravermelhos, acelerômetros e um scanner giratório instalado no teto, que “enxerga” objetos a uma distância de até 60 metros, tanto adiante quanto atrás ou dos lados. Assim ele acelera, freia, faz curvas, estaciona, para em faixas de pedestres e obedece a sinais de trânsito de forma totalmente automática, embora tenha problemas ─ já em fase de correção ─ para identificar buracos (nossa ruas e estradas mal sinalizadas e esburacadas seriam) um desafio interessante!) e acessar rodovias no modo autônomo, devido à sensível e repentina variação de velocidade.

Talvez nossas “carroças” não sejam mais tão rudimentares quanto eram na era pré-Collor ─ já temos modelos intermediários com sofisticações dignas de topo de linha, dentre as quais freios ABS com EBD, controle de tração e estabilidade e transmissão automatizada de dupla embreagem, p. ex. ─, mas ainda pagamos muito caro por elas. Enquanto isso, na Europa e nos EUA as novidades campeiam soltas. A Ford lançou na Europa um sistema inovador que ajuda a evitar acidentes e, de quebra, multas: um limitador inteligente de velocidade, composto por uma câmera instalada no para-brisa que reconhece os sinais de trânsito e ajusta automaticamente a velocidade aos limites da via. Claro que o veículo responderá normalmente se o motorista resolver pisar fundo, mas o sistema emitirá um alerta sonoro dando conta do abuso . Coisas de além-mar que um dia cá hão de chegar.

Um ótimo dia a todos e até mais ler.