Turbinas a gás em automóveis
As turbinas a gás são a forma dominante de propulsão usada em aviões militares e comerciais, seja na forma de turbofan, mais frequente, seja na forma de turbo-hélice, em que a turbina acciona uma hélice. Em aplicações móveis as turbinas a gás são também usadas com frequência em navios, seja como fonte principal de potência, para situações de pico ou como fontes de potência auxiliar. O que muitos poderão desconhecer é o seu uso em veículos rodoviários.
Uma das primeiras experiências de uso de turbinas em automóveis ocorreu nos anos 50 pela mão da Rover. É conveniente lembrar que a turbina a gás só foi demonstrada como tecnologia viável no final dos anos 40 em aplicações militares, mas as suas vantagens em termos de peso, eficiência a altas altitudes e velocidades, simplicidade e fiabilidade comparada com um motor a pistão rapidamente a tornaram o a tecnologia com maior potencial na indústria aeronáutica. Era perfeitamente natural para a Rover, um dos pioneiros nas turbinas a gás, tentar a transição para o mundo automóvel com o concept JET1, mas os resultados não foram particularmente entusiasmantes, em particular os consumos excessivos resultantes de usar a turbina a cargas parciais onde a eficiência é muita baixa. Também a GM e principalmente a Chrysler (com 50 unidades de pré-produção) investiram na turbina a gás como forma de propulsão de veículos, mas mais uma vez, embora o uso de recuperadores permitisse aumentar a eficiência, a necessidade de acoplar a turbina directamente às rodas levava a que esta raramente trabalhasse em condições óptimas com o consequente impacto no consumo.
O que podia ser um beco sem saída tecnológico voltou a ter interesse pela aplicação de turbinas em veículos híbridos eléctricos. Tal como num veículo híbrido actual, a turbina já não move as rodas mas sim um gerador eléctrico que alimenta um conjunto de baterias e um motor eléctrico. Esta configuração vai permitir que a turbina opere sempre próximo do ponto óptimo, o que levou a que protótipos tenham sido desenvolvidos pela Volvo, Toyota, GM e até mais recentemente (2010) pela Jaguar. Para aplicações automóveis e em comparação com um motor de pistão, a turbina a gás embora mais cara tem a vantagem de ser mais simples, leve e compacta e poder trabalhar com uma gama alargada de combustíveis líquidos e gasosos. Serão estas ventagens são suficientes para virmos a ter veículos de produção híbridos equipados com turbinas a gás? O futuro dirá.
No entanto é preciso não esquecer que a turbina a gás, embora numa forma mais modesta, é um componente standard na maioria dos carros vendidos actualmente, pois um turbocompressor não é mais que uma turbina a gás de eixo livre em que a energia dos gases de escape é usada para aumentar a pressão do ar de admissão. Mesmo depois de passar pelo turbocompressor a quantidade de energia contida nos gases de escape é elevada suficiente para justificar tentar recuperá-la, por exemplo acoplando a turbina a um gerador eléctrico, curiosamente o processo usado actualmente nos motores de Fórmula 1.
Gonçalo Gonçalves
Coordenador do laboratório de veículos e propulsão do DEM-IST
