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Estudo como as bolhas que se formam em uma gota de biodiesel pode ajudar pesquisadores da Universidade de Gotemburgo a maximizar a eficiência dos motores no futuro. Em um motor de combustão interna, o combustível é distribuído em pequenas gotículas nas válvulas de injeção para maximizar a combustão. No motor, as gotículas de combustível são pressurizadas para se transformarem em gás e queimarem. Quando o gás é formado, bolhas se formam dentro das gotículas e é isso que os pesquisadores da Universidade de Gotemburgo estudaram usando lasers de femtossegundo.
“As bolhas têm um impacto significativo na atomização do biodiesel nos motores. Portanto, nossa pesquisa é muito importante para abordar questões fundamentais sobre a eficiência do motor a biodiesel,” diz o Dr. Yogeshwar Nath Mishra, que liderou o estudo na Universidade de Gotemburgo junto com o Professor Dag Hanstorp. Os pesquisadores estão tentando entender como e quando as bolhas se formam nas gotículas de combustível. A longo prazo, esse conhecimento poderia levar ao desenvolvimento de um motor mais eficiente que queima mais combustível do que hoje, resultando em emissões menos prejudiciais ao meio ambiente.
“A pesquisa sobre biodiesel é crucial em nossa transição dos combustíveis fósseis para combater as mudanças climáticas. Nos motores, as bolhas afetam a combustão do combustível e contribuem para a formação de gotículas maiores que não evaporam e queimam completamente, levando ao aumento das emissões,” diz o Dr. Yogeshwar Nath Mishra.
Estudar a formação de bolhas nas válvulas de injeção do motor é difícil por causa de sua estrutura, com canais estreitos em corpos metálicos. Mas com a tecnologia mais recente, os físicos podem montar um experimento no laboratório que lhes permite estudar o processo em uma gota de biodiesel com tamanho de milímetros. Primeiro, uma gota de combustível é levitada, ou seja, presa no ar, usando uma onda sonora estacionária.
“Então energizamos a gota com nosso laser de femtossegundo, que concentra a energia luminosa em um ponto dentro da gota por um tempo muito curto, 100 femtossegundos, 10-13 segundos. Isso forma as bolhas de gás, cujo número, crescimento e distribuição fina são estudados usando uma câmera de alta velocidade,” explica Dag Hanstorp, Professor de Física na Universidade de Gotemburgo. Os resultados, publicados no Nature Scientific Reports, forneceram insights significativos sobre o fenômeno da formação de bolhas que não são apenas úteis no desenvolvimento de combustíveis e motores mais eficientes.
“A formação de bolhas é importante em indústrias como engenharia química, por exemplo, em bebidas carbonatadas, imagens ultrassônicas, processos de ebulição para transferência de calor e processos como liberação de gás de corpos de água e formação de nuvens. Mas o que alcançamos é pesquisa básica. Ainda há muito desenvolvimento a ser feito antes que possa ser usado,” diz Dag Hanstorp.