Motores: Como podemos tornar o diesel mais limpo?

A indústria está trabalhando para o mesmo objetivo: construir de forma sustentável usando equipamentos sustentáveis. A indústria de motores desempenha um papel significativo nas emissões emitidas em locais de trabalho, mas isso não quer dizer que a mudança do setor para recursos sustentáveis os expulsará completamente.

A escolha de métodos de operação mais limpos acabará reduzindo as emissões no local de trabalho, mas quais avanços e desenvolvimentos na tecnologia de motores levarão o setor até lá?

Michael Lefebvre, gerente de marketing global e estratégia de produtos da John Deere (Foto: John Deere)

Michael Lefebvre, gerente de marketing global e estratégia de produtos da John Deere, diz que há duas maneiras pelas quais precisamos analisar os avanços do motor quando pensamos no futuro do motor a diesel: de uma perspectiva de tecnologia limpa e de uma perspectiva de eficiência.

“Ambos são essenciais quando se trata da viabilidade contínua dos motores de combustão interna como parte da jornada de sustentabilidade em que estamos como indústria”, diz Lefebvre.

Da perspectiva da tecnologia limpa, Lefebvre diz que, como indústria, fizemos grandes avanços para tornar os motores a diesel de hoje mais limpos em comparação aos de 30 anos atrás e continuaremos a encontrar maneiras de torná-los ainda mais limpos.

“Por exemplo”, acrescenta Lefebvre, “com avanços em tecnologia como redução catalítica seletiva (SCR) e filtros de partículas diesel (DPF), vimos algumas reduções significativas nas emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado.”

Além de investir em soluções de emissões baixas ou quase nulas, como baterias elétricas, híbridas e combustíveis renováveis, a John Deere diz que também está investindo em sua tecnologia de motores a diesel para melhorar o desempenho e a eficiência.

Mudanças anteriores nas regulamentações de emissões foram desafiadoras para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) no que diz respeito ao design de equipamentos e novos requisitos de embalagem para motores em conformidade com as emissões.

Motor JD18 da John Deere (Foto: John Deere)

À medida que a indústria se prepara para a próxima iteração de padrões de emissões, a John Deere diz que está otimizando suas tecnologias de motor agora. Isso significa desenvolver soluções que criarão novo valor para os clientes, bem como ajudar a minimizar a interrupção na adoção de novas tecnologias, como trens de força elétricos e combustíveis renováveis.

Ao desenvolver seus mais recentes motores industriais — o JD4, JD14 e JD18 — a John Deere diz que consultou fabricantes de equipamentos para saber mais sobre quais melhorias de motor estavam no topo de sua lista.

A eficiência é fundamental

Mas tão importante quanto para a jornada contínua de sustentabilidade é o que podemos fazer para tornar os motores a diesel mais eficientes.

Lefebvre diz que um grande foco da indústria está na economia de combustível e no que podemos fazer para reduzir as emissões de CO2.

Nos últimos anos, a John Deere implementou vários avanços importantes para otimizar sua linha de motores e desempenho de emissões. A empresa diz que seus motores são projetados para atingir baixas emissões, mantendo desempenho ideal.

A John Deere tem trabalhado diligentemente para atender aos padrões de emissões definidos por órgãos reguladores como a Agência de Proteção Ambiental (EPA) nos Estados Unidos e os padrões Estágio V da União Europeia.

Dizem que as últimas adições à linha de motores John Deere — o JD4, o JD14 e o JD18 — atendem às normas US EPA Final Tier 4 e EU Stage V.

“Há oportunidades para tornarmos os motores a diesel ainda mais eficientes por meio de design otimizado do motor, sistemas de combustão aprimorados e dimensionamento correto do motor — garantindo que o tamanho correto do motor ou da unidade de potência esteja sendo usado em uma aplicação”, diz Lefebvre.

“O dimensionamento correto ajudará a maximizar o tempo de atividade, a confiabilidade e a eficiência de combustível. Isso melhorará o valor geral do cliente, diminuirá o consumo de combustível e, por sua vez, reduzirá os poluentes de critérios.”

Lefebvre acredita que, no final das contas, os motores a diesel têm uma longa vida útil pela frente e continuarão a contribuir para os trabalhos mais difíceis ao redor do mundo.

Perkins dá início ao Projeto Coeus (Foto: Perkins)

Ele acrescenta que os motores de combustão interna, juntamente com os avanços na energia de baterias e combustíveis renováveis, ajudarão a indústria a navegar no cenário energético do futuro.

Todos fazem parte da transição

Enquanto muitas soluções off-highway que dão suporte à transição energética se concentram em fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de grande porte com amplas capacidades de pesquisa e desenvolvimento, a fabricante de motores Perkins, sediada no Reino Unido, tem olhado para OEMs com recursos mais limitados e seu papel como parte da transição.

A Perkins está colaborando com a Equipmake e a Escola de Engenharia Mecânica, Elétrica e de Manufatura da Universidade de Loughborough, no Reino Unido, para desenvolver e produzir uma unidade de energia híbrida integrada multicombustível avançada.

A unidade de energia, lançada em outubro de 2023, substituirá diretamente seu equivalente a diesel em termos de densidade de potência e resposta, permitindo que uma ampla gama de OEMs industriais fora de estrada, independentemente de seu tamanho ou da aplicação que fabricam, acelerem sua transição para combustíveis de menor intensidade de carbono ou carbono zero, como hidrogênio, metanol, bioetanol e outros eFuels, e aproveitem a eletrificação.

A empresa diz que o projeto suportará vários tipos de combustível com a demonstração inicial de hidrogênio.

A Perkins está colaborando com a Equipmake e a Universidade de Loughborough para desenvolver e produzir uma unidade de energia híbrida integrada multicombustível avançada baseada em sua série Perkins 1200 de 7 litros (Foto: Perkins)

O projeto, chamado Projeto Coeus, envolverá o design, o desenvolvimento e a fabricação de um trem de força híbrido multicombustível "drop-in", que substituirá diretamente as soluções a diesel existentes em máquinas fora de estrada e dará suporte às indústrias fora de estrada do Reino Unido e do mundo para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

“Estamos satisfeitos por termos garantido esta oportunidade de acelerar o desenvolvimento de soluções avançadas de sistemas de energia fora de estrada”, disse David Goldspink, vice-presidente e gerente geral da Perkins.

“Este projeto explorará, inovará e liderará o caminho para resolver alguns dos principais desafios enfrentados pela transição energética da indústria off-highway e apoiará a transição para a redução de carbono neste setor essencial.”

Conforme destacado por Perkins e John Deere, a hibridização será crucial na transição para a adoção total de baterias. Muitas aplicações off-highway têm altas demandas de energia que tornam a energia elétrica total de baterias às vezes impraticável.

No entanto, a hibridização oferece uma maneira de reduzir as emissões de carbono ao combinar uma solução de eletrificação com um motor. As diversas necessidades da indústria off-highway sugerem que a indústria exige uma gama de soluções para atender aos requisitos de energia em diferentes aplicações e tamanhos de equipamentos à medida que a indústria se move em direção a um futuro mais sustentável.