domingo, 28 de junho de 2015

Conclusão do trabalho

            Traçado o panorama comparativo entre os carros elétricos e a combustão, é possível analisar os resultados obtidos de forma conjunta a fim de concluir qual modelo de veículo é mais vantajoso, segundo os parâmetros definidos nesse trabalho acadêmico. Ao avaliar cada comparação, é notável que os resultados dependem de outras variáveis para ser definido. Sendo assim, será exposto de forma concisa e objetiva qual foi o carro que se destacou positivamente em cada parâmetro. Além disso, serão evidenciadas as variáveis determinantes em cada comparação e como elas podem alterar a conclusão feita nesse trabalho.
            Impacto ambiental: Na grande maioria dos países há uma enorme vantagem dos carrões elétricos. Por não emitirem gases poluentes, não utilizar combustíveis fósseis e não produzir poluição sonora os carros elétricos foram escolhidos como destaque nesse parâmetro. Entretanto, em países cuja matriz energética é baseada em fontes poluidoras, como a China, a poluição causada pelos carros é equivalente.
            Rendimento: nos carros elétricos há uma ampla vantagem no aproveitamento da energia, onde quase não há perda. Entretanto, a autonomia dos carros a combustão, em geral, é muito superior à dos carros elétricos, o que os coloca como destaque desse parâmetro. A variável nessa comparação é o desenvolvimento de novas baterias que vem tornando os carros elétricos cada vez mais eficientes nesse aspecto.
            Economia: devido ao seu menor valor de aquisição, a um curto prazo os carros a combustão são mais econômicos. Entretanto, a um médio e longo prazo os carros elétricos abrem uma grande vantagem. Além disso, o desenvolvimento de novas baterias tende a baratear o preço dos carros elétricos futuramente, o que ampliaria a vantagem do mesmo. Sendo assim, os elétricos são melhores nesse parâmetro.
            Potência: nesse aspecto observou-se que tanto os carros a combustão quanto os elétricos possuem modelos de alto desempenho. Entretanto, para modelos de mesma categoria, os carros a combustão, em geral, são mais potentes. Dessa forma, nessa comparação há uma pequena vantagem dos carros a combustão.
            Mercado: auxiliados fortemente pela indústria petroquímica e um mercado consolidado há décadas, os carros a combustão são destaque nesse parâmetro. Além disso, não há infraestrutura atualmente para atender a uma grande produção de carros elétricos. Em países como o Brasil, um contingente de veículos elétricos poderia agravar a crise energética que o país enfrenta. Entretanto, a variável dessa comparação é o fato de os carros a combustão utilizarem, em sua grande maioria, combustíveis não renováveis. Sendo assim, no futuro os carros elétricos são uma das principais alternativas para solucionar esse problema.

            Diante de tais resultados, conclui-se que o carro combustão é o mais vantajoso atualmente, por ter se destacado em três dos cinco parâmetros propostos. Entretanto, observando as vaiáveis determinantes, é evidente que no futuro essa conclusão será diferente, pois os veículos elétricos ainda possuem uma grande projeção de desenvolvimento. Sendo assim, estima-se que os elétricos alcancem os carros a combustão nos parâmetros rendimento e potência, além de supera-los no parâmetro mercado. Dessa forma, ganhando três dos cinco parâmetros e empatando em dois, o veículo elétrico foi definido pelo grupo como o carro do futuro. O carro do presente, para os mesmos, ainda é movido a combustão. 

domingo, 21 de junho de 2015

Postagem semanal informativa

A partir do dia 15, iniciamos o processo de conclusão do trabalho. Os alunos reuniram-se durante a aula de LACTEA e planejaram como será finalizado o projeto. Ficou definido pelo professor que nosso grupo se apresentará dia 29, quando terminaremos nossas atividades nesse blog.  Nesse dia, deveremos apresentar nosso relatório de projeto, um trabalho contendo todas nossas pesquisas e uma palestra de 25 minutos para os demais alunos.

Durante a semana passada (até o dia 21), discutimos como serão realizadas as atividades de conclusão. Ficou decidido que um aluno será responsável por reunir todo material pesquisado, completa-lo e edita-lo de acordo com as normas da ABNT para compor o trabalho escrito do grupo. Outro aluno deverá fazer o relatório do projeto, dentro das normas da ABNT, com base em todas as atividades realizadas pelo grupo esse semestre. E o último aluno será responsável pelas postagens no blog nessa última semana. Será feita uma postagem apresentando um resumo das conclusões feitas pelo grupo que serão exibidas no dia 29 para a turma. Sendo assim, não deixaremos de divulgar nosso fechamento aqui no blog, para que os usuários possam saber afinal qual modelo de veículo foi adotado pelo grupo como o mais viável dentro dos nossos parâmetros comparativos.

Além disso, serão divididas nessa segunda-feira (22) as partes do trabalho que ficarão destinadas a cada aluno durante a apresentação oral. Cada aluno estudará sua parte e preparará sua palestra. Entretanto, a conclusão final será feita em conjunto. Todo material será exibido em uma apresentação de slides no dia 29.

domingo, 14 de junho de 2015

Quinto parâmetro de comparação: Mercado.

Ao definir o mercado como um parâmetro comparativo entre os carros a combustão e os carros elétricos, pretendemos estudar de forma ampla como a produção em larga escala desses veículos pode influenciar na economia e no mercado financeiro de um país, principalmente do Brasil.

Primeiramente, é necessário analisar quais os setores econômicos que estão relacionados com o mercado automobilístico. Nesse aspecto, a principal diferença entre os dois modelos de veículos é determinante. Para se locomover, os veículos a combustão usam combustíveis fósseis e os veículos elétricos, a energia elétrica. Essa diferença é o que define o setor econômico com o qual o mercado automobilístico irá se relacionar.

Os carros a combustão dependem diretamente da indústria petroquímica e alcooleira que são as responsáveis pela produção do combustível. No cenário mundial, essas indústrias movimentam bilhões de dólares todos os anos e a maior demanda é para a produção de combustíveis fósseis. Grandes empresas desse setor são destaque no desenvolvimento de vários países. No Brasil, a maior empresa nacional, a Petrobrás, é do ramo petroquímico e possui grande parte da sua produção voltada para os combustíveis fósseis. Sendo assim, percebe-se uma grande interdependência entre as indústrias petroquímicas e automobilísticas, o que permite incentivos fiscais e financeiros por parte do governo como forma de acelerar o desenvolvimento nacional. Entretanto, é certo que essa relação de parceria entre tais setores industriais possuí um fim. A indústria petroquímica lida com o petróleo e o gás natural, duas fontes de energia não renováveis, o que implica que grande parte do combustível dos carros a combustão não existirá no futuro. Como alternativa, há o desenvolvimento da indústria alcooleira para suprir a demanda dos outros combustíveis. Porém, a popularização dos carros elétricos é uma opção mais provável para o futuro.

Os carros elétricos, por sua vez, dependem exclusivamente da produção de energia elétrica. Entretanto, a indústria da produção elétrica ainda não está adaptada a essa nova demanda. Países como o Brasil enfrentam periódicas crises energéticas, mesmo não havendo carros elétricos. Segundo uma empresa de pesquisa energética, se todos os carros no Brasil fossem elétricos, o consumo de energia aumentaria 40%. Sendo assim, é necessário aumentar a matriz energética nacional para atender a futura demanda pelos carros elétricos.

Como conclusão, observa-se que a produção em larga escala dos carros a combustão é mais viável por se tratar de um modelo de veículo que domina o mercado automobilísticos há várias décadas e já possui uma estrutura industrial consolidada. Porém, o desenvolvimento do mercado de carros elétricos é necessário para o futuro e requer apenas uma expansão da matriz energética, o que para países como o Brasil é algo possível. Cabe ainda ressaltar que essa expansão da matriz energética deve ser realizada de forma ecologicamente correta, para que os impactos ambientais dos carros elétricos não cheguem no patamar dos causados pelos carros a combustão.

Bibliografia


http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,ERT322726-17579,00.html

http://www.tecmundo.com.br/carro/59829-nao-veremos-carros-eletricos-populares-brasil-tao.htm

http://carros.uol.com.br/noticias/redacao/2014/04/08/carro-eletrico-e-inviavel-no-brasil-diz-2-maior-vendedor-do-pais.htm

Planejamento do grupo


Na próxima semana, como definido no cronograma do trabalho, iniciaremos a conclusão do mesmo. Os três alunos, em conjunto, trabalharão para a produção do trabalho escrito, do relatório e da apresentação oral. Postaremos durante a semana informações sobre o andamento do trabalho, curiosidades, vídeos e textos de apoio. 

terça-feira, 9 de junho de 2015

Complemento do Parâmetro Economia

Completando a postagem que abordou o terceiro parâmetro de comparação, essa análise tem o objetivo de apresentar um estudo realizado pelo grupo a respeito da economia dos carros elétricos e a combustão.

Foram selecionados dois modelos de veículos de mesma categoria e com características semelhantes, porém, um elétrico e um a combustão. Em seguida, calculamos os valores que seriam gastos com tais veículos em determinados períodos de tempo. Levamos em conta o preço de aquisição do veículo, preço para rodagem e o preço para manutenção. Os carros escolhidos foram o elétrico Nissan LEAF e o a combustão Ford Fiesta. Cabe ressaltar que, assim como na postagem do terceiro parâmetro, os valores aqui apresentados são referentes ao mercado norte-americano.
           

Nissan LEAF
Ford Fiesta
Motor AC Eletric Motors com bateria de 24kWh.
Motor 4 cilindros, 16 válvulas, 1.6 litros. Automático com 6 velocidades.










Cabe ressaltar que a bateria do Nissan LEAF possui uma vida útil de 160.000km e seu valor é de US$7.200,00 ou R$22.392,00.

A partir dos dados apresentados e estimando-se que um veículo percorre em média 15000 km por ano, pode-se obter os valores gastos com os veículos em certos períodos de tempo, como será mostrado no gráfico a seguir.



Observações: Com 3 anos e 6 meses de uso, o valor gasto com o carro a combustão supera o valor gasto com o carro elétrico. Com 10 anos e nove meses de uso é necessário comprar uma nova bateria para o Nissan LEAF. A bateria custa R$22.392,00, entretanto, a economia do LEAF em relação ao Fiesta nesse período já supera os R$40.000,00. Cabe ressaltar ainda que o desenvolvimento de novas baterias cresce em ritmo acelerado e nos próximos 10 anos há projeções para que o preço delas diminua e a eficiência aumente.

Dessa forma, conclui-se que, economicamente, os carros elétricos são mais vantajosos a médio e longo prazo. Apesar de possuírem um valor de aquisição maior, o baixo custo de rodagem e manutenção compensam o elevado custo das baterias. Além disso, os custos com os veículos elétricos tendem a diminuir nos próximos anos com o desenvolvimento desse segmento de veículos. Portanto, o carro elétrico se destaca nesse parâmetro comparativo.

domingo, 7 de junho de 2015

Quarto parâmetro de comparação: Potência.


Potencia dos carros a combustão


A potência de um carro é definida por cavalo vapor (cv). Isso ocorre pois na revolução industrial inglesa se depararam com a possibilidade de criar uma máquina que fosse capaz de fazer o trabalho que antes era realizado por vários cavalos. Com isso, as máquinas a vapor do século XVIII tinham suas potências baseadas nas performances dos cavalos.

Essa convenção se deve ao fato de que na época da criação dessas máquinas, a medida de potência atual, dada por Watts (W), não existia. Porém apesar de o Watt ter sido adotada pelo sistema internacional como medida de potência, no final do século XIX, a indústria automobilística ainda utiliza o termo “cavalos de potência” para informar a “força” dos automóveis. 


A medida de potência dada por 1 Watt corresponde a 1 Joule por segundo. Isso seria correspondente a elevar uma massa de 100 gramas a uma altura de 1 metro em 1 segundo. Com isso é possível estabelecer a relação entre Watt e cavalo vapor, sendo 1 cavalo vapor correspondente a 735,5 Watts.

Carros velozes tem potência alta, mas não necessariamente todo carro com potência alta é veloz. Pois a velocidade depende de outros fatores, como peso, aerodinâmica. Por exemplo, caminhões devem possuir potência alta devido ao peso que carregam.

Na indústria automobilística há uma variedade de carros e diferentes performances, com isso há também uma variedade de potências para esses carros. Nos carros populares, 1.0, a potência gira em torno de os 70 cv. Para carros 1.6, a potência gira em torno 100 cv. E para carros 2.0, a potência gira em torno 170 cv.

Contudo as potências podem sofrer variações dependendo do tipo de carro. É possível ter carros 2.0 com a potência ultrapassando os 200 cv. Mas, além dos carros populares, também existem carros esportivos, que possuem a potência extremamente alta, para alto desempenho e velocidade.

Carros esportivos podem ter a potência variando entre 600 cv até aproximadamente 1700 cv. Esses carros podem atingir altas velocidades em pouquíssimo tempo. Atualmente o recordista de maior velocidade já atingida é o Ford GT com 1723 cavalos de potência, que atingiu a marca de 453 Km/h.

Potência dos carros elétricos

Carros esportivos.
Uma das principais criticas aos carros elétricos é em relação ao seu desempenho, ou seja, potência. Porém , estas críticas muitas vezes se mostram sem fundamentos .O carro elétrico mais potente do mundo  , o Mercedes SLS AMG Coupé ,   Este modelo muito especial acelera de 0 a 100 km/h em 3,9 segundos e pode atingir 250 km/h de velocidade máxima (limitada eletronicamente)  e está custanndo atualmente 416,6 mil euros.Com a carga-rápida que é uma recarga especializada em carros elétricos que é fornecida em postos públicos , a bateria pode ser recarregada em 3h , já com a recarga normal feita em casa o tempo é de aproximadamente  20h. 



Com o aumento do desempenho dos carros elétricos foi recentemente criada uma corrida "F1 "somente de carros elétricos. A competição é chamada de Fórmula E e é organizada pela FIA(Fédération Internationale de l'Automobile) e sua primeira temporada ocorreu em 2014.Os carros utilizados nas corridas são de monopostos ,ou seja, carros projetados para competições automobilísticas.



Carros populares.   
Apesar de existirem poucos carros elétricos populares no mundo , o número de lançamentos nos últimos anos aumentou consideravelmente.A Volkswagen ,por exemplo,lançou no final de 2013, a versão elétrica do up!, hatch pequeno que será lançado no Brasil para substituir o velho Gol G4. Segundo a VW, o hatch gasta 11,7 kWh a cada 100 km, energia que custa R$ 9,13 — um valor razoavelmente baixo.

O e-up! usa um motor elétrico capaz de gerar 82 cv de potência e um toque de 21,4 kgfm (liberado desde o primeiro instante em que se pressiona o pedal do acelerador). A aceleração de 0 a 100 km/h leva 12,4 segundos, com uma velocidade máxima de 130 km/h. A autonomia é de aproximadamente  160 km e com carga cheia e o  modelo não emite gases poluentes podendo ser recarregado em tomadas comuns.



A  Renault também possui um modelo de carro elétrico que comparados a outros carros elétricos é bastante barato,este modelo é o Zoe.O carro possui um motor de 88cv e 22,4 mkgf e ele faz 0 a 100 km/h em 13,5 segundos  atingindo os 50 km/h em apenas 4 segundos.



Bibliografia

http://g1.globo.com/carros/noticia/2012/12/renault-entrega-primeiro-zoe-ao-ministro-da-industria-da-franca.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_E

https://www.mercedes-benz.com.br/institucional/imprensa/releases/automoveis/2012/9/1590-mercedes-benz-sls-amg-coupe-electric-drive-o-superesportivo-eletrico-mais-potente-do-mundo

http://www.icarros.com.br/noticias/lancamentos/volkswagen-lanca-eletricos-e-golf-e-e-up-/16040.html

http://top10mais.org/top-10-carros-mais-rapidos-do-mundo/

http://caranddriverbrasil.uol.com.br/noticias/mercado/veja-os-dez-carros-mais-potentes-do-mundo/6300

http://revista.pensecarros.com.br/noticia/2013/01/ford-gt-com-1-723-cv-bate-recorde-de-carro-mais-rapido-do-mundo-homologado-para-as-ruas-4006584.html

http://conhecaomundodoscarros.blogspot.com.br/2013/11/os-10-carros-mais-potentes-do-brasil-abaixo-de-r-100.000.html

http://www.noticiasautomotivas.com.br/top-10-os-carros-2-0-sem-turbo-mais-potentes-do-brasil/

http://carros.ig.com.br/especiais/veja-a-evolucao-dos-carros-populares-e-seus-motores-10/7522.html

http://www.noticiasautomotivas.com.br/top-10-os-populares-mais-potentes-do-brasil/

http://www.tecmundo.com.br/curiosidade/44911-por-que-a-potencia-dos-motores-e-medida-em-cavalos-.htm

http://g1.globo.com/carros/oficina-do-g1/noticia/2014/04/potencia-torque-consumo-saiba-o-que-considerar-ao-comprar-carro.html

Alunos responsáveis: Lucas (carro elétrico) e Gustavo (carro a combustão)


Planejamento do grupo


Seguindo o cronograma do grupo, na próxima semana realizaremos uma postagem abordando o último parâmetro de comparação: Mercado. O aluno responsável será o Rafael.

domingo, 31 de maio de 2015

Terceiro parâmetro de comparação: Economia

A economia de um veículo automotor é um termo que busca abranger todos os gastos gerados pelo veículo ao seu consumidor. Dessa forma, a economia não está apenas relacionada ao rendimento do carro, mas com todos os custos que existem por trás dele. Quando se compara os carros elétricos com os carros a combustão, observa-se três principais aspectos que os diferem quanto a economia: o valor de aquisição, o valor para a rodagem e o valor de manutenção. Sendo assim, esse post abordará esses parâmetros a fim de tirar conclusões precisas sobre o tema. Nessa postagem, diferente das demais, não haverá uma abordagem separada, o assunto será aprofundado para ambos os veículos conjuntamente.

Hoje no Brasil, o mercado automobilístico de carros elétricos é muito pequeno. Nenhuma empresa possui montadora de veículos elétricos no país e para adquirir um é necessário fazer uma encomenda para importação, o que eleva muito o preço de aquisição. Dessa forma, modelos elétricos considerados populares nos Estados Unidos quando adquiridos no Brasil custam mais de 80 mil reais. Veículos de categorias mais altas possuem preço médio de 200 mil reais no Brasil. Sendo assim, no Brasil ainda não é possível fazer uma análise econômica justa entre os carros elétricos e a combustão. Tal análise só poderá ser feita quando o país estiver preparado para a introdução de veículos elétricos no mercado sem ser necessário importação.


Devido a esse fator, o nosso trabalho de análise econômica será baseado no mercado norte-americano, onde os veículos elétricos são participativos e apresentam preço justo. Assumimos, portanto, que hoje no Brasil é economicamente inviável ter um veículo elétrico, devido ao elevado preço para importação do carro e de peças, além da ausência de concessionárias para a manutenção desse tipo de veículo.

Valor de aquisição

No mercado norte-americano, grandes marcas automobilísticas já introduziram modelos elétricos em sua produção. Tais veículos possuem valor mínimo de cerca de 20 mil dólares e, quando comparados seus atributos com os dos veículos a combustão, percebe-se que o preço para se adquirir um carro elétrico é mais elevado do que o para adquirir um carro a combustão com os mesmos equipamentos. Isso se deve pela presença das baterias e da diferente estrutura do carro elétrico, o que agrega custos mais elevados durante o processo de construção do veículo. Como exemplo de comparação escolhemos dois veículos da mesma marca: o Nissan LEAF e o Nissan 370Z. O Nissan LEAF é um modelo elétrico básico vendido nos Estados Unidos a partir de 27.112 dólares, possui 106 cavalos de potência. Já o Nissan 370Z é um carro a combustão de alta potência e conforto, com cerca de 330 cavalos e vendido por apenas 868 dólares a mais.

  
Nissan LEAF

Nissan 370Z


Outro exemplo ocorre na Chevrolet entre dois modelos dos carros Volt e o Camaro. O Volt é um elétrico de 149 cavalos e grande conforto que possui preço inicial de 32000 dólares. Já o Camaro é um esportivo de enorme desempenho com 323 cavalos e um motor V6 com preço inicial de 23000 dólares, cerca de 9000 dólares a menos q o Volt.

Chevrolet Volt

Chevrolet Camaro


Valor de rodagem


O valor de rodagem utilizado pelo grupo consiste no preço pago para se rodar 1km com o veículo analisado. Nesse aspecto, ao contrário do primeiro, os veículos elétricos têm ampla vantagem. Por utilizarem apenas energia elétrica, eles possuem custo de rodagem muito menor do que os veículos que utilizam combustíveis fósseis.

O Nissan LEAF, citado no parâmetro anterior, possui uma autonomia de 160 km e uma bateria de 24kWh. Ou seja, para rodar 1km é necessário 0,15 KWh. Em Belo Horizonte, com o kWh valendo cerca R$0,86, seriam pagos R$0,129 para rodar 1km. Cabe ressaltar, que antes do país enfrentar a crise energética, o kWh valia cerca de R$0,56 e o valor para rodar 1km do Nissan LEAF seria menos de 8,5 centavos.

Para um carro a combustão popular, com consumo médio de 10km/l e a gasolina custando cerca de R$3,299 em Belo Horizonte, seriam necessários aproximadamente R$0,33 para percorrer 1km. Esse valor é 2,5 vezes maior que o gasto pelo carro elétrico e era quase 4 vezes maior antes da crise energética. Carros a combustão mais potentes possuem consumo de cerca de 7km/l. Para eles seriam precisos R$0,47 para percorrer 1km.


Valor de manutenção


Os carros a combustão possuem valores de manutenção diferentes conforme a categoria do veículo, O brasileiro gasta em média R$865 por ano a manutenção de carros. Entretanto, o valor estimado para a manutenção adequada em um veículo popular é cerca de R$1600,00. Nos Estados Unidos, gasta-se em média US$1000,00.


Os veículos elétricos, por sua vez, possuem uma manutenção bem inferior à dos carros a combustão. Apesar de ser necessária a troca da bateria após o término de sua vida útil, o valor gasto para a manutenção completa anual de um carro elétrico é cerca de 35% do valor de manutenção do carro a combustão. A bateria, mesmo sendo cara, não supera o valor gasto na troca de óleo, regulagem do motor, troca das velas, regulagem das válvulas, troca do filtro de óleo, de combustível, de ar, entre outras várias atividades de manutenção que não ocorrem para os carros elétricos.

Aluno responsável pela postagem: Rafael.

Bibliografia

http://g1.globo.com/Noticias/Carros/0,,MUL414022-9658,00.html

http://noctulachannel.com/carro-eletrico-gasolina-gasoleo/

http://www.kbb.com/nissan/370z/2014-nissan-370z/base-style-specifications/?spec_group=tech&vehicleid=391330&intent=buy-new&category=coupe#spec-table

http://www.kbb.com/chevrolet/volt/2015-chevrolet-volt/base-style-specifications/?spec_group=tech&vehicleid=400586&intent=buy-new#spec-table

http://www.kbb.com/chevrolet/camaro/2014-chevrolet-camaro/ls/?vehicleid=391009&intent=buy-new&category=coupe&options

http://www.kbb.com/nissan/leaf/2015-nissan-leaf/s-specifications/?spec_group=tech&vehicleid=400343&intent=buy-new#spec-table

Planejamento do grupo

Para a próxima semana, seguindo o cronograma do trabalho, faremos uma postagem abordando o parâmetro de comparação: Potência. Os alunos responsáveis serão Lucas e Gustavo. 

domingo, 24 de maio de 2015

Segundo parâmetro de comparação: Rendimento

Rendimento do carro a combustão


O rendimento de motores a combustão é dado pela razão entre a energia utilizada pelo motor e a energia fornecida ao motor. Essa razão em motores a combustão não possui um valor muito alto devido a grandes perdas de energia no próprio motor. Esse é um dos grandes questionamentos que se tem hoje em dia em relação a carros a combustão interna. Com isso cada vez mais se busca maneiras de se conseguir aumentar o rendimento dos carros.

Os motivos para esse rendimento são as grandes perdas de energia devido ao atrito, radiação de calor, combustão incompleta, entre outros. Isso ocorre, pois não é possível transformar toda a energia oferecida pelo combustível em trabalho, pois no processo de combustão há a liberação de calor, o que já implica em perdas de energia, além do fato de que há a possibilidade de acontecer a combustão incompleta do combustível.

No século de XIX foi proposto por um engenheiro francês chamado Nicolas Carnot, uma máquina térmica teórica que conseguia transformar toda energia que lhe era oferecida em trabalho, para provar, dessa maneira, que não era possível construir uma máquina com 100% de rendimento. Essa proposição estabeleceu um ciclo de rendimento máximo que mais tarde ficou conhecido como ciclo de Carnot.

Esse ciclo era composto por quatro processos:




L-M: o sistema recebe calor de uma fonte de aquecimento resultando em uma expansão de volume isotérmica.
M-N: sem haver troca de calor com a fonte térmica, o sistema sofre uma expansão adiabática.
N-O: o sistema oferece calor à fonte fria, e há uma diminuição em seu volume sem alteração da temperatura.
O-L: sem ocorre trocas de calor com a fonte térmica, o sistema sofre uma compressão adiabática.

No ciclo de Carnot, a quantidade de calor fornecida e quantidade de calor recebida são proporcionais às suas temperaturas absolutas, com isso:

|Q2| / |Q1| = T2 / T1

             Desse modo, o rendimento em uma máquina de Carnot é dado por:

Ƞ = 1 - ( |Q2| / |Q1| ), então, conclui-se que Ƞ = 1 - ( T2 / T1 )
Sendo:
T2: temperatura absoluta da fonte de resfriamento
T1: temperatura absoluta da fonte de aquecimento

Com isso, é possível perceber que para se obter um rendimento de 100% é necessário que a temperatura da fonte de resfriamento seja 0K, algo impossível para um sistema físico.

Tendo o ciclo de Carnot em vista percebe-se que um motor real perde energia devido às trocas de calor entre o sistema e as fontes térmicas. O que causa uma diminuição significativa no rendimento de qualquer tipo de motor real.

Porém, esse não é o único motivo para a diminuição do rendimento de motores. Também há perdas devido ao atrito. Essas perdas ocorrem, pois no próprio motor há a movimentação de algumas peças responsáveis pelo seu funcionamento, como o pistão. Porém, essas peças não se movimentam livremente, porque elas estão em um sistema fechado, o que as leva a entrarem em contato com outras, fazendo assim com que haja atrito entre elas. Com isso, parte da energia fornecida ao motor, que poderia ser usada para realizar trabalho e movimentar o carro, é utilizada somente para a própria movimentação do motor.

Além dessas perdas, também há a possibilidade de se ter uma perda com a combustão incompleta do combustível. Isso ocorre quando não é injetado ar + combustível em proporções exatas. Para que ocorra a combustão é necessário que tenha presença de O2 , e caso não tenha O2 suficiente somente parte da cadeia carbônica do combustível irá entrar em combustão. Caso isso ocorra, haverá um desperdício do combustível, pois parte dele será jogado fora no processo de escapamento.

Contudo, esse tipo de perda de energia é menor nos dias de hoje por causa da injeção eletrônica. Esse recurso calcula a proporção exata entre ar e combustível necessária para o melhor funcionamento do motor no momento. Desse modo, não há desperdício de combustível no processo de combustão.

Rendimento do carro elétrico


Carros elétricos enfrentam diversos problemas com baterias, já que para funcionarem de forma adequada e segura é necessária muita energia para resfriar o sistema para aumento do rendimento e para evitar possíveis explosões com o aumento da temperatura, isto necessita de muita energia que poderia ser utilizada somente para o funcionamento do motor.

Sobre a recarga das baterias é importante salientar que existem hoje duas formas de recarregar as baterias:  recarregar em casa ou em pontos públicos. Contudo, a Nissan e a Renault já estão providenciando, na Europa pontos onde se substitui a bateria por uma já recarregada, esse processo demoraria em média 3 min e seria realizado por robôs.

Atualmente, o carro que possui a maior autonomia é um modelo da Tesla Motors que possui capacidade de andar por 426km sem ser necessário recarregar a bateria e esta é recarregada em apena 4 horas. A bateria tem uma vida útil de 7 anos. O valor da versão mais simples do modelo está por volta dos 60 mil dólares.




Em 2012, cientistas da IBM afirmam ter resolvido um problema fundamental que poderá levar à criação de uma bateria capaz de dar a um carro elétrico uma autonomia de 800 quilômetros - o dobro da autonomia da maioria dos carros a gasolina ou etanol, porém estas baterias possuem uma vida útil muito baixa. A empresa A123 System também espera resolver esse problema com uma nova geração de baterias batizada Nanophosphate EXT que teria um também dariam aos carros elétricos alta autonomia.

Os carros elétricos possuem um rendimento alto já que o do motor elétrico em certos casos e circunstância chegam a ultrapassar os 90%. Em média um carro elétrico anda 11km por kW.


Alunos responsáveis:
Rendimento do carro a combustão - Gustavo
Rendimento do carro elétrico - Lucas


Bibliografia


http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/motores/downloads/7_rendimentos.pdf

http://www.brasilescola.com/fisica/potencia.htm

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termodinamica/ciclodecarnot.php

http://www.elhombre.com.br/os-10-carros-eletricos-com-maior-autonomia/

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=bateria-ar-litio#.VWC2mkZZrIU

https://tecnoblog.net/104657/carro-eletrico-bateria/


Planejamento do grupo


Seguindo o cronograma do trabalho, na próxima semana será abordado o parâmetro de comparação: Economia. O aluno responsável será o Rafael. É importante informar também a saída do João Marcos do trabalho. Por ter saído do curso, ele não participará mais do desenvolvimento do projeto.

quinta-feira, 14 de maio de 2015

Primeiro parâmetro de comparação: Impacto Ambiental

Impactos ambientais dos carros a combustão

Uma reação de combustão é caracterizada pelo consumo de algum material, que é chamado de combustível, por um comburente. Na grande maioria dos casos o comburente é o oxigênio do ar e o combustível pode ser sólido, líquido ou gasoso.

Um dos exemplos mais conhecidos de uma reação como essa é a combustão da gasolina, do álcool, do óleo diesel e de outros combustíveis queimados no motor de um veículo, os quais permitem os mesmos se movimentarem.

Ao contrário da maioria das reações, nas quais se procura obter o produto, nas reações de combustão o desejável, em geral, é o calor ou energia liberada nelas.

O petróleo, por exemplo, é um combustível fóssil que dá origem a inúmeros outros combustíveis usados em nosso cotidiano, como a gasolina. Ele é constituído por uma mistura de extrema complexidade de hidrocarbonetos (compostos orgânicos formados por carbono e hidrogênio). No petróleo ainda são encontrados enxofre, nitrogênio e outros elementos que sofrem combustão e são liberados na forma de gases, que poluem a atmosfera, o solo (impregnação) e todo o meio ambiente, trazendo danos para a natureza e para a própria saúde do ser humano.


Existem dois tipos de combustão: a completa e a incompleta. Na combustão completa é feita a ruptura da cadeia carbônica e a oxidação total de todos os átomos de carbono, formando como produtos da queima dos hidrocarbonetos o CO2 (dióxido de carbono) e H2O (água). Veja isso na combustão completa do isoctano, que é um dos componentes da gasolina:
C8H18(g) + 25/2 O2 (g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(l)

Assim, o CO2 formado reage com a água da chuva, produzindo o ácido carbônico. Outros gases poluentes formados na queima de combustíveis fósseis são os óxidos de nitrogênio (NOx) e de enxofre (SOx), que também reagem com a água, formando, por exemplo, o ácido sulfúrico e o ácido nítrico, gerando o problema da chuva ácida.

Quanto maior for o tamanho das cadeias carbônicas do combustível, maior será a quantidade de impurezas retidas, incluindo os resíduos de enxofre. É por isso que o óleo diesel é um dos maiores poluidores por óxidos de enxofre.

Já na combustão incompleta não há quantidade de comburente, ou seja, de oxigênio suficiente para queimar todo o combustível. Assim, os produtos formados são CO (monóxido de carbono) ou C e H2O. Abaixo temos dois casos de combustões do isoctano de modo incompleto:

C8H18(g) + 17/2 O2 (g) → 8 CO(g) + 9 H2O(l)
C8H18(g) + 9/2 O2 (g) → 8 C(g) + 9 H2O(l)

A fuligem (C) e o monóxido de carbono formados também causam grande poluição ao meio ambiente.

Mesmo nos biocombustíveis, os quais muitas vezes são considerados não poluidores, eles estão longe de serem 100% limpos. O biocombustível, por exemplo, é chamado de limpo porque ele não aumenta a sua quantidade na atmosfera, pois as plantações necessárias para a extração dos biocombustíveis são responsáveis pela absorção de grande quantidade de gás carbono. Além disso, ele não interfere no ciclo do carbono, que está relacionado com a homeostase do planeta, mais conhecido como efeito estufa. No entanto, o conceito de combustível limpo se restringe ao elemento carbono. Mas o balanço energético de outros elementos na natureza é afetado, como por exemplo, o ciclo do nitrogênio.

A gasolina, além de ser derivada do petróleo, lança na atmosfera gases que prejudicam a saúde humana e o meio ambiente, pois não há um motor que faz a combustão de forma correta. Mas os hidrocarbonetos que compõem a gasolina são mais leves do que aqueles que compõem o óleo diesel, pois são formados por moléculas de menor cadeia carbônica (normalmente cadeias de 4 a 12 átomos de carbono), com isso a gasolina se torna menos poluente do que o diesel. 

O álcool, juntamente com a gasolina, polui consideravelmente menos do que o diesel, graças ao catalisador que é uma peça vital para reduzir a emissão de gases poluentes. Esse importante equipamento faz com que gases mais prejudiciais, como os monóxidos de carbono, sejam transformados em substâncias menos perigosas. Mas ambos, tanto o álcool como a gasolina, são responsáveis pela emissão do perigoso dióxido de carbono, que contribui para o efeito estufa e o aquecimento global. 

A queima do álcool emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato de ser derivado da fermentação da cana-de-açúcar, a queima do álcool produz em média 25% menos monóxido de carbono e 35% menos óxido de nitrogênio (NO) que a gasolina. Mas o álcool também polui, é verdade que em menor proporção que a gasolina, mas não pode ser classificado como não-poluente. 



Dessa forma, observa-se que os impactos ambientais relacionados ao carro a combustão estão diretamente ligados à emissão de gases poluentes e aos efeitos que esses causam na natureza. Entretanto, deve-se levar em conta também a poluição proveniente da extração dos hidrocarbonetos na natureza. Apesar de parecer limpa, essa extração é responsável por inúmeros acidentes ecológicos, destacando-se os frequentes vazamentos das plataformas petrolíferas que despejam milhares de litros de petróleo ao mar.

Quanto ao descarte dos motores a combustão, esse é realizado de maneira adequada, na maioria das vezes. Os motores não mais utilizáveis são levados às estações de coleta de ferro, onde são revendidos para empresas que utilizam seu material para a fabricação de novos produtos.

Cabe destacar também a poluição sonora provocada pelos veículos a combustão. O processo de combustão que ocorre dentro dos motores é responsável por ruídos característicos dos veículos automotores a combustão. Quando em meio urbano, o conjunto desses ruídos gera grande poluição sonora, chegando a ser prejudicial à saúde humana.

Impactos ambientais dos carros elétricos


Os carros elétricos, ao contrário do que muitas pessoas pensam, não são veículos automotores 100% limpos. Assim como os movidos a combustão, os elétricos têm suas desvantagens e podem gerar impactos ambientais consideráveis.

Assim como os carros a combustão, os elétricos geram poluição durante seu processo de fabricação. Seja na extração dos metais, na produção das peças ou na linha de montagem.

Toda a bateria é feita de um metal, nos veículos automotores elétricos a maioria das baterias são de níquel e lítio. Apesar de serem utilizados em pequena escala, o níquel e o lítio demandados pelos veículos elétricos são retirados da natureza por mineradoras, gerando um impacto ambiental considerável. Entretanto, cabe destacar que os veículos a combustão também requerem grande quantidade de metal para a produção de seus motores, chegando a superar os impactos dos veículos elétricos nesse aspecto.

Quanto ao descarte dos motores elétricos, esse é realizado em sua grande maioria de maneira ecologicamente correta. Assim como as baterias dos carros a combustão, as baterias dos motores elétricos após o término de sua vida útil são trocadas. Após essa troca, o local onde foi realizado o serviço encaminha a bateria à centros de reciclagem, onde os fluidos, metais e polímeros das baterias são retirados e enviados às empresas para que voltem ao processo produtivo. Entretanto, nem todas as baterias são descartadas dessa forma. Quando há o descarte inadequado na natureza, os fluidos e metais pesados das baterias são responsáveis pela contaminação do solo e da água, gerando grandes impactos ambientais.

Já a poluição sonora não ocorre com os carros elétricos. O sistema do motor, das baterias e da parte mecânica geram ruídos muito pequenos, sendo praticamente desprezíveis quando comparados aos ruídos dos carros a combustão.

Os gases poluentes, que são o principal impacto ambiental causado pelos carros a combustão, não existem nos carros elétricos. O sistema de fluxo de energia nos veículos elétricos não depende de combustão, sendo assim, não há emissão de nenhum gás no processo de funcionamento. Esses é o principal fator considerado pela sociedade ao rotular os elétricos como 100% limpos. Entretanto, um fator importante não é considerado ao realizar tal afirmação: a energia que move os veículos elétricos nem sempre é limpa.

Para abastecer um carro elétrico são necessários vários quilowatts de energia. Deve-se levar em conta quando se analisa os impactos ambientais dos carros elétricos qual é a fonte da energia que os move. Não é preciso entrar em detalhes aprofundados, mas é evidente que todas as fontes de energia geram um impacto na natureza. Destaca-se as usinas termoelétricas que muitas vezes utilizam fontes de energia fósseis e produzem gases poluentes que contribuem para o agravamento do efeito estufa. Sendo assim, observa-se que os carros elétricos possuem potencial para gerar grandes impactos ambientais de forma indireta. Dependendo a matriz energética do local onde o veículo elétrico se encontra, os efeitos nocivos à natureza podem assemelhar-se aos causados pelos carros a combustão.


Estudos da Union of Concerned Scientists dos EUA revelam que, dependendo de onde se localiza, a emissão total de gases (de forma direta e indireta) gerada por um veículo elétrico pode chegar bem próxima a gerada por um veículo a combustão. Nesses locais um veículo híbrido seria o mais ecologicamente correto, aponta o estudo (fonte destacada na bibliografia).

Análises gerais

Dessa forma, por meio de um esquema simples e geral, é possível classificar os impactos de cada carro da seguinte maneira:

-Poluição no processo produtivo: relevante e equivalente para ambos os carros.

-Poluição sonora: muito relevante para os carros a combustão e praticamente desprezível para os elétricos.

-Poluição por gases (de forma direta): muito intensa nos carros a combustão e inexistente para os elétricos.

-Poluição pelo descarte inadequado: grande para ambos os carros, os elétricos possuem maior gravidade pelos componentes poluentes presentes nas baterias.

-Poluição de forma indireta: existente nos carros a combustão que utilizam combustíveis fósseis. Nos carros elétricos é existente e o grau de impacto depende da origem da energia que o abastece.

Alunos responsáveis: João Marcos e Rafael.


Bibliografia

http://futurelab.com.br/site/futurelab_blog/novo-estudo-revela-que-o-impacto-ambiental-dos-carros-eletricos-depende-de-sua-localizacao/ (fonte destacada)

https://www.ambienteenergia.com.br/index.php/2012/02/carro-eletrico-vantagens-e-equivocos/17145

http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI150552-17774,00-O+CARRO+ELETRICO+POLUI.html

http://cascavel.ufsm.br/revistas/ojs-2.2.2/index.php/reget/article/viewFile/10537/pdf

http://www.alunosonline.com.br/quimica/reacoes-combustao-impacto-ambiental.html

http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2013/08/combustao-poluicao-e-automoveis.html

Planejamento do grupo

Conforme o cronograma do grupo, a próxima postagem será novamente uma análise comparativa e o parâmetro será Rendimento. Os alunos responsáveis, conforme combinado, serão Gustavo e Lucas.