TURBINA A CARVÃO, COISA DE CADILLAC


Cadillac Eldorado 1978

Sempre que se fala sobre alternativas para o petróleo, muito assunto é gerado, e imaginamos se o mundo seria diferente sem os nossos adorados motores a pistão.

No passado recente, últimas quatro décadas, várias empresas e instituições tentaram fazer a turbina funcionar em automóveis de uso normal, já que uma das soluções para não depender de petróleo é a turbina a gás, ou como a maioria conhece, a turbina de avião. Uma delas tentou usar o carvão mineral, para não depender de petróleo. Foi a General Motors.

Para queimar de forma eficiente, o combustível deve ser atomizado, ou desmanchado em partículas bem pequenas, para que queime o mais rápida e completamente possível, pois o processo é muito rápido, tem muita vazão. Quanto menor o "pedaço" de combustível, mais eficiente a queima, e mais potência gerada por uma mesma quantidade de combustível. Isso é sempre verdade, também nos motores ciclo Otto e Diesel, que usamos todos os dias.

O modo que um professor de química me explicou isso no século passado é muito bom de entender.

Pegue uma palha de aço de lavar louça, um Bom Bril. Aquilo pesa uns 10 gramas. Pegue um pedaço de aço de 10 gramas. Coloque fogo nos dois. O Bom Bril queima fácil, pois está com mais área de material exposta ao comburente, o ar (oxigênio, na verdade). O pedaço de aço não queima com o foguinho de um fósforo ou isqueiro.

Dessa forma, a idéia de queimar algo sólido em uma turbina, teria que seguir o caminho das pequenas partículas.

No começo da década de 1980, com o segundo choque de preços de petróleo, a General Motors americana decidiu desenvolver novamente as turbinas em carros, dessa vez queimando o carvão, bastante abundante por lá.

Cerca de metade da energia elétrica americana é gerada em usinas que queimam carvão, o que fez, recentemente, alguns gozadores declararem que o Chevrolet Volt é movido a carvão.

Além disso, o carvão é de obtenção muito barata comparando ao petróleo, já que basta cavar, e não se espalha como o líquido, sendo barato também para armazenar.

Nessa época, apresentava mais energia pelo menor preço possível.

Na década de 60 as turbinas já haviam sido pesquisadas pela GM, Chrysler, MG Rover, Lotus e outras, mas nunca houve uma produção realmente destinada a vendas normais.

Como não poderia deixar de ser, a GM utilizou sua divisão Cadillac para inovar nessa área, a marca mais ousada tecnicamente dentro da Corporação.

Usaram para esse desenvolvimento um Cadillac Eldorado de 1978, com um cofre de motor monstruoso, já visando acomodar o propulsor e o tanque de carvão em pó juntos.

A alimentação desse carvão era feita por uma esteira que carregava o pó do tanque, que tinha um agitador, para dentro de um gaseificador, onde ele era levado a movimento circular, para ser jogado no fluxo de ar acelerado, queimando e gerando o movimento no eixo de saída de força. O agitador do tanque era necessário para evitar a compactação do carvão, deixando-o solto para mais fácil e rápido transporte.



O acelerador do carro controlava a velocidade dessa esteira que carregava a mistura ar e carvão. Mais rápido, mais carvão para dentro, menos rápido, menos carvão, gerando mais ou menos potência.

As turbinas, como característica normal, apresentam um atraso de resposta, Em inglês, o termo é lag. Isso já é conhecido dos carros com turbocompressores, e acontece igual nas turbinas a gás. É o tempo necessário para que o combustível chegue dentro da câmara de combustão, queime e aumente a rotação das pás que estão ligadas ao eixo de força, por onde esta é transmitida. Essa resposta não é instantânea, variando com muitos fatores, mas é normal considerar até 2 segundos de tempo de resposta.

Mesmo em aviões, onde não há eixo tracionando rodas, é fácil perceber esse atraso, no momento em que os motores são acelerados para decolar. Ouvimos o som das turbinas subindo de rotação rapidamente, mas sentimos o empurrão apenas um pouco depois.

No Cadillac, havia mais um atraso que era da esteira que iria levar mais carvão para dentro do gaseificador. Em resumo, a resposta era bem mais lenta que no V-8 a gasolina original.

A turbina girava a 35.000 rpm em marcha-lenta, e de 65.000 a 90.000 rpm andando, por isso uma caixa de redução era usada, acoplada a uma caixa de marchas automática de 3 marchas.


O tanque de carvão, caixa retangular, à esquerda na foto

Havia uma característica que colocava esse laboratório ambulante na mesma categoria de nossos famigerados carros flexíveis nacionais, quando abastecidos com etanol a baixas temperaturas ambientes. Para dar a partida, era necessário usar outro combustível. O diesel nesse caso. Funcionando, trocava-se para carvão automaticamente.

Havia vários sons nesse carro. O agitador dentro do tanque, a movimentação da esteira, o ar comprimido que soprava o carvão lá dentro da câmara e o óbvio som de assobio do esapamento. Uma festa.

O trabalho continuou com a divisão Allison, que faz até hoje motores para aviação e câmbios automáticos (que hoje é independente da GM ), e se estendeu até 1996, quando a direção de pesquisa e desenvolvimento decidiu acabar com as tentativas de inovar de verdade, além do início da febre da fuel cell, célula ou pilha a combustível. 

O carro desapareceu, provavelmente destruído pela própria GM.

Deveria estar no Heritage Center, sem dúvida

JJ

9 comentários :

  1. Olá só uma dúvida, o sistema de turbina é o mesmo que é usado nos tanques Abraham americanos? Só q se não me engano as turbinas são movidas a derivado de petróleo.. Obrigado! Faz um comentário sobre o modo correto do motociclista estacionar a moto, pois aqui na minha cidade levo um susto atrás do outro pois os motociclista tem a mania de entrar de frente dar um balão jogar a frente da moto para via e entrar de ré até encostar com o pneu traseiro... axo um crime esse tipo de manobra ontem mesmo eu tive um susto desses tive q frear forte pq achei q o motociclista ia sair com tudo na minha frente... abraços!
    BrunoEwertonSQ_Macapá-AP

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  2. Juvenal

    Não há duvida q.tentar,experimentar é sempre válido e necessário e esse episódio ilustra isso mto.bem.
    Mesmo bem antes da GM embarcar nessa,eles sabiam bem das dificuldades q. iriam enfrentar tais como o fato q. as turbinas,de modo ainda mais exacerbado do q. nos motores alternativos,só rendem satisfatoriamente em regimes de giro e carga constantes e mto próximos do máximo - quase uma antítese do perfil de utilização em um automovel.Tanto a GM como outras emoresas (não só americanas) realizaram projetos,de certa forma viáveis,de veículos pesados movidos a turbina,(como os cavalos mecânicos Ford Titan,o próprio tanque Abrams),onde a demanda de potência era mais nivelada.
    Entretanto,a alimentação a carvão foi,literalmente, pegar o tigre pelo rabo.Na época,já havia conhecimento amplo das dificuldades com esses sistemas.oriundo da experiência no uso de turbinas desse tipo como "prime movers",nomeadamente a erosão dos componentes internos e a emissão de material particulado.O q. as construtoras de locomotivas realizaram para contornar esse "pequenos senões"resultou na concepção e construção das máquinas mais delirantemente complexas de que se tem notícia-fornalha a carvão em pó/caldeira de vapor/turbina a vapor/gerador elétrico/motores elétricos de tração.Arre!
    Mas,havendo vontade e grana,tem mais é q. tentar...Se não der certo agora,no futuro saberemos mais e erraremos menos.É assim q. a fila anda.

    Otimo post,abraço.

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  3. Senhores Autoentusiastas, onde estão os textos críticos sobre o aumento de IPI dos produtos importados?

    Não fiquem em silêncio nesse momento tão delicado da nossa já tão frágil liberdade econômica.

    Conto com os senhores.

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  4. De fato...logo vai o sábado e não saiu nada aqui ainda...o NA está até sobrecarregado de tantos comentários sobre o assunto.

    Queremos prestigiar este blog, pessoal.

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  5. Bruno

    As turbinas são capazes de queimar uma variedade enorme de combustíveis,desde o padrão JP(na prática,querosene),até,se necessário oleo vegetal, manteiga e até banha de porco.Ha experiencias em curso do CTA/ANP com etanol.O motor do Abrams pode,sem adaptação,usar querosene, JP4 e 6,Diesel automotivo e maritimo, gasolina de qq.octanagem ou qq. mistura desses aí.
    Com relação aos seus motoqueiros,existem o modo certo e o errado de se fazer as coisas-alguns só aprendem depois de se ferrar-porém,que se ferrem sozinhos sem q. outros paguem pela sua burrice.

    abraço!

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  6. Ao que eu saiba, a despeito do lag, a turbina é o sistema de maior rendimento de combustão.

    Imagino uma turbina, configurada para uma rotação constante de melhor rendimento do combustível, como "regenerador" de baterias de carros elétricos; Penso ser a melhor solução "prática" para os híbridos.

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  7. Alexandre - BH -17/09/11 20:13

    Juvenal, seria um sistema de gasogênio em 'traje de gala'? E por falar nesse ‘quebra-galho’ à falta de petróleo, são impagáveis as cenas do ‘pit stop’ do carro 69 a gasogênio, na Mille Miglia de 1933 (aos 7min e 37s).

    http://www.youtube.com/watch?v=AmPuFUFfarY

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  8. Leon,

    Da Wikipedia:
    O Volvo ECC (Environmental Concept Car) foi um carro-conceito produzido pela Volvo em 1992. Era um exercício de design para uso de materiais reciclados. Era movido por um motor híbrido de elétrico e turbina a gás. Muitas de suas linhas foram reutilizadas no Volvo S80.
    O Volvo ECC foi construído sobre a plataforma do Volvo 850. Ao contrário da maioria dos híbridos de produção, que usam um motor a gasolina para prover aceleração adicional e recarregar as baterias, o Volvo ECC usava uma turbina a gás para mover o gerador de recarga. Este tipo de motor tem eficiência termodinâmica mais alta em relação ao motor convencional de combustão interna com pistões. Além disso, no conceito da Volvo o combustível é evaporado e misturado ao ar antes da ignição. Isto permite emissões muito baixas de NOx (óxidos de nitrogênio). O motorista também pode alternar entre a propulsão a turbina, elétrica ou híbrida por meio de controles no painel.
    A potência máxima disponível era de 95 HP, com 75 HP disponíveis para uso contínuo. Com o veículo pesando cerca de 136 kg a mais que um Volvo 850 convencional, a aceleração de 0 a 96 km/h ficava na faixa dos vinte segundos. A velocidade máxima era de 180 km/h. A autonomia do veículo era de 140 km com as baterias e, quando combinada a um tanque de combustível cheio para a turbina, de cerca de 668 km.
    O Volvo ECC estreou numa época em que a Califórnia procurava Veículos de Poluição Zero (ZPV), com coeficiente de resistência aerodinâmica de 0,23. Com a turbina, o Volvo ECC não era um veículo de emissão zero e, portanto, não atendia às exigências da época. Com o foco hoje desviado dos verdadeiros veículos de emissão zero, muitos conceitos testados no ECC podem mostrar-se válidos em futuros veículos de estudo e de produção.

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  9. Mancada...O cavalo mecânico Titan,movido a turbina era da própria GM, e nem por isso,
    menos fabuloso
    Alzheimer acontece,desculpem.

    um bom domingo

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