Em Julho do ano passado, o fabricante chinês GAC anunciou que estava a trabalhar com a Toyota na utilização de amoníaco como substituto do combustível fóssil e que tinha operado com sucesso um motor de combustão com este produto químico isento de carbono.
Estamos habituados a ouvir falar de metanol, hidrogénio e combustíveis sintéticos como potenciais substitutos da gasolina e do gasóleo, mas amoníaco?
Um produto de limpeza doméstica ou fertilizante parece quase bizarro. No entanto, está sendo investigado para todos os tipos de uso de transporte, incluindo navios, caminhões e automóveis.
Mais recentemente, a Universidade Sophia, em Tóquio, tem trabalhado para fazer a amônia queimar de forma eficiente dentro da câmara de combustão de um motor.
Uma molécula de amônia contém três átomos de hidrogênio e um de nitrogênio, por isso é inflamável, mas não é fácil de inflamar.
A sua utilização como combustível para motores de combustão é, na verdade, tão antiga como as colinas, por isso é apropriado que o impulso da nova investigação se concentre numa parte fundamental do desenvolvimento do motor: aumentar o turbilhão no tubo de admissão para melhorar a eficiência da combustão.
A utilização de amoníaco cortado com gasolina tem sido o método padrão para garantir uma combustão eficiente, mas o objetivo agora é utilizar o amoníaco isoladamente, erradicando os combustíveis fósseis.
Desde 2019, a equipe da Universidade Sophia tem se concentrado nas portas de admissão para promover o redemoinho da mistura antes que ela chegue à câmara de combustão.
‘Swirl’ descreve a forma como a mistura ar-combustível é encorajada a formar um vórtice que combina os dois numa mistura homogénea, melhorando a combustão e reduzindo as emissões.
A mistura do combustível e do ar cria os mesmos benefícios de eficiência num motor de combustão, quer o combustível seja amoníaco, gasolina, gasóleo ou qualquer outro. O principal objetivo desta pesquisa foi investigar a relação entre o sistema de admissão do motor e o fluxo de gás dentro dos cilindros.
Os cientistas usaram um motor óptico monocilíndrico com cilindro de vidro e pistão de vidro. Um espelho montado em ângulo na posição do cilindro abaixo do pistão deu à câmera montada fora do cilindro de vidro uma boa visão através da coroa do pistão até a própria câmara de combustão.
Os motores ópticos monocilíndricos são uma ferramenta perfeita para a pesquisa de combustão e a princesa da admissão pode ser filmada em tempo real usando uma câmera digital de alta velocidade.
E foi exatamente isso que foi feito aqui para estudar o redemoinho gerado em tipos típicos de captação de projeto portuário.
Para tornar a mistura ar-combustível mais visível, a equipa de investigação adicionou-lhe minúsculas partículas de sílica, cada uma medindo apenas 4,65 mícrones (milionésimos de metro) de diâmetro.
A pesquisa descobriu que um projeto denominado porta helicoidal produzia um bom efeito de turbilhão, enquanto em outro projeto tangencial era necessário algum trabalho no tamanho da abertura da porta para criar o efeito desejado.
