Tecnología España , Valladolid, Viernes, 05 de abril de 2013 a las 18:05

Projeto europeu utiliza ecodesign para reduzir o impacto ambiental do veículo elétrico

Iniciativa, coordenada pelo centro tecnológico Cartif, focou-se nos principais componentes do veículo elétrico e nos pontos de abastecimento

Cristina G. Pedraz/DICYT O ecodesign é uma prática consistente em incorporar os fatores ambientais à tomada de decisões durante o desenvolvimento de produtos, como um fator adicional aos que tradicionalmente se contemplam, como custos ou a qualidade. A fim de incorporar esta filosofia ao veículo elétrico, o centro tecnológico Cartif, de Valladolid, coordenou o projeto europeu Green Car Eco-design, uma iniciativa do programa Interreg IV-B SUDOE da qual participaram sete sócios espanhóis, franceses e portugueses. O projeto, cuja execução foi concluída nesta semana, foi realizado nos últimos dois anos e contou com um orçamento próximo aos 1,17 milhões de euros.

 

Conforme detalha à DiCYT a coordenadora do projeto, a pesquisadora do Cartif Nuria García Rueda, o objetivo geral foi integrar a variável ambiental à etapa de desenho dos principais componentes dos veículos elétricos e dos pontos de abastecimento, bem como aumentar o conhecimento de seu impacto ambiental ao longo do ciclo de vida. Para tanto, o centro tecnológico de Valladolid contou com sócios como a Universidade de Mondragón, a Fundação centro Tecnológico de Manresa, a Fundação Instituto Andaluz de Tecnologia, o Instituto Tecnológico de Aragón, a Escola Superior de Tecnologias Industriais Avançadas de Bidart (França) e o Instituto Politécnico Setúbal, além de um comitê assessor formado por empresas do setor.

 

Na primeira fase escolheram os componentes do veículo elétrico que seriam “desenhados ecologicamente”, especificamente a bateria, o conversor, os pontos de abastecimento, os freios, o ar condicionado e os sistemas auxiliares alimentados por energias renováveis. Do mesmo modo, definiram um veículo padrão para realizar os estudos com uma série de especificações: 1.200 Kg de peso, um só passageiro de 70 Kg, uso particular e percurso urbano de 100.000 Km durante 10 anos de vida útil, cinco lugares, uma autonomia de 140 Km, velocidade média de 35 Km/h e velocidade máxima de 120 Km/h, e que fosse capaz de subir inclinações de até 20%.

 

Com base nesta informação e, após um estudo inicial de cada um dos componentes, os pesquisadores propuseram uma série de medidas de ecodesign que foram implementadas depois em protótipos, para validar com dados reais os resultados teóricos.

 

No caso da bateria, explica Nuria García Rueda, o trabalho principal focou-se em reduzir sua massa, uma tarefa realizada pelo Instituto Politécnico de Setúbal. “Analisou-se uma bateria de fosfato de ferro e lítio de 192 Kg, observando-se que a maior contribuição ao impacto ambiental procedia da etapa de materiais, de modo que foi decidido como estratégia reduzir sua massa, mas sem comprometer a autonomia que é crítica em um veículo elétrico. Agregou-se como inovação uma extensão de autonomia, um sistema muito interessante porque em trajetos curtos não precisa ser ativado, mas quando a carga se esgota pode proporcionar esta energia suplementar. O conjunto formado pela extensão e bateria pesa menos do que a bateria original e aumenta muito a autonomia, já que com um tanque de 12 litros de gasolina é possível realizar cerca de 450 Km”, enfatiza.

 

O conversor, componente trabalhado pela Universidade de Mondragón, realiza a maior contribuição ao impacto ambiental. As estratégias de ecodesign focaram-se aqui “em melhorar a eficiência, para o que se uniu o inversor ao carregador, uma nova modalidade com a qual se aumenta a potência resultante em até duas vezes e meia”, destaca a pesquisadora.

 

Sistema de climatização

 

Por outro lado, o sistema de climatização é um componente auxiliar “que tem muita repercussão no consumo do veículo, sendo responsável de 5 a 10% do total de consumo elétrico da bateria”. Dentre as medidas foi proposto, neste caso pelo Instituto Andaluz de Tecnologia, um sistema de climatização seletiva e assentos climatizados.

 

Com relação ao sistema de freios (composto por uma braçadeira, duas pastilhas e um disco), os estudos preliminares do Centro Tecnológico de Manresa mostraram que não somente a etapa de uso era a mais impactante, mas também os materiais tinham uma importante contribuição. “Analisaram-se os materiais e foi proposto substituir o ferro cinza, com o qual se faziam as braçadeiras, por materiais leves como o alumínio”, ainda que na análise teórica se tenha observado que não existia um benefício ambiental aos 100.000 Km, mas a partir de 190.000 Km. Também foi substituída a fibra de vidro das pastilhas de freio por um material de fricção menos tóxico, como a fibra de celulose, ainda que a redução do impacto neste caso “fosse somente de 2%”.

 

Já o ponto de abastecimento, do qual se encarregou Cartif, “não está integrado ao veículo, mas é necessário ao analisar o sistema do produto veículo elétrico”. “Analisamos duas tecnologias e verificamos que a etapa de uso do ciclo de vida era a mais importante com relação ao impacto, e como medida de ecoinovação concebemos integrar componentes eletrônicos. Assim, obteríamos uma melhora energética pela diminuição de perdas em cabos e conectores, e também uma redução de matéria prima, peso, etc. Comprovamos experimentalmente o novo consumo energético e, ainda que o resultado não tivesse sido tão positivo como quando o testamos teoricamente, melhoramos categorias de impacto como a pegada de carbono”, avança.

 

Finalmente, a Escola Superior de Tecnologias Industriais Avançadas de Bidart encarregou-se de analisar os sistemas auxiliares alimentados por energias renováveis e desenvolveu um sistema de recuperação de energia nos amortecedores que se encontra em processo de patente. Este sistema foi implementado primeiro a escala 1/5 e depois a escala real sobre um banco de testes que representa um quarto do veículo. “Nos testes, a potência que poderia ser recuperada por cada amortecedor era de cerca de 10 Watt. Ademais, ao alimentar sistemas auxiliares que estão mais próximos aos amortecedores do que a bateria, economizou-se cabos e, portanto cobre, de modo que o impacto global melhorou”, agrega.

 

Modelização virtual

 

A última etapa consistiu na modelização virtual do veículo completo incorporando os componentes eco-redesenhados. Deste modo, realizaram-se simulações com dois modelos de veículos (um elétrico puro e outro com a configuração série), três modelos de baterias, dois modelos de motor de tração,várias configurações de freio, carga de veículo, intensidade da climatização e temperatura, considerando três modelos de rota e comparando os resultados de consumo equivalente de energia, bem como as perdas energéticas e a eficiência dos sistemas sob distintas formas de uso em função dos distintos ciclos de condução.

 

Além das medidas prototipadas foram propostas outras, reunidas em um pequeno guia de ecodesign do veículo elétrico, o que representa “outro resultado do projeto”, afirma Nuria García Rueda.