2004 | MAIO - ENTENDENDO MELHOR
Cx define desempenho do veículo
A maioria dos motoristas já ouviu falar no Cx, conhecido como coeficiente de resistência aerodinâmica ou de arrasto, mas poucos sabem exatamente o que é e como atua no veículo. Resumidamente e sem entrar no terreno técnico propriamente dito, todo veículo enfrenta resistência para atravessar o vento. Alguns têm mais dificuldade, outros menos, dependendo exatamente de seu Cx. Um objeto com Cx igual a 1 pode, entretanto, ter o valor aumentado para 1,2 em razão da turbulência que se forma ao seu redor.

Na indústria automotiva, o Cx é desafio constante para os engenheiros, em especial das áreas de design e ruído, porque o coeficiente de resistência aerodinâmica está relacionado diretamente com desempenho, consumo e estabilidade do carro. Para determinar com exatidão absoluta como o ar se desloca pela carroceria, as montadoras usam túneis de vento de última geração. São câmaras com potentes ventiladores computadorizados que, no caso dos automóveis, não consideram a medida da área frontal, mas sim a maneira e com que suavidade o ar se desloca ao longo da carroceria.

No cálculo usado pela engenharia automotiva para definir a eficiência aerodinâmica, é considerada a área frontal corrigida – multiplica-se a sua área frontal pelo Cx obtido no túnel de vento. Explicando melhor: um Cx de 0,20, por exemplo, com área frontal de 2 m², resulta em 0,40 – nos automóveis produzidos atualmente o Cx fica, em média, em 0,30.

Obter uma redução de apenas 0,002 pode parecer, num primeiro momento, algo sem a menor importância, mas para a engenharia automotiva representa um grande avanço. Um dos exemplos mais recentes neste sentido tem como personagem o Astra, da General Motors, que substituiu o modelo até então importado.

De acordo com a própria GMB, a meta inicial era chegar ao Cx 0,32 – difícil, porque o novo Astra é 22 mm mais largo e 14 mm mais alto do que o anterior, tanto por razões de proteção contra impactos laterais como de conforto interno para os três passageiros traseiros. O Cx baixo visava reduzir ao máximo o consumo de combustível e realçar o desempenho e o comportamento dinâmico, exigências típicas do continente sul-americano.

Surpreendentemente, chegou-se ao Cx de 0,29, o que posicionou o Astra entre os melhores da sua categoria nesse item. Mas, para chegar a isso, a equipe do Centro de Desenvolvimento Técnico (TDC) da Opel, braço alemão da General Motors Corporation, trabalhou intensamente. Foram 1,9 mil horas no túnel de vento.

Desde o início, o desenvolvimento do Astra contou com a participação permanente de designers brasileiros – que, com os colegas europeus do TDC, conceberam o projeto dentro conceito de carro mundial. Aliás, a integração entre os centros de design da GM e da Opel não é algo recente. Começou com a linha Chevette, em 1973, o primeiro carro mundial da montadora.

Desafio é evitar a turbulência - Quanto mais comprida a carroceria, mais aerodinâmico será o carro. Esta realidade muitas vezes se transforma em problema para os projetistas, se considerarmos que os chamados compactos médios – atualmente a tendência na maioria dos mercados – têm em torno 4,10 m de comprimento, portanto, uma carroceria relativamente reduzida se comparada à de veículos de uma ou duas décadas atrás.

O desafio neste caso impõe aos projetistas a tarefa de fazer com que o fluxo de ar seja orientado pela superfície, longe o suficiente para não se interromper no final do teto e causar turbulência. Recessos na parte traseira e um teto ligeiramente curvo têm sido a alternativa para que os técnicos em aerodinâmica consigam evitar o efeito.

Devido ao fluxo colado do ar, a água da chuva é varrida do vidro do vigia com tanta eficiência que um spoiler traseiro normalmente é supérfluo. Essas soluções produziram uma redução de 20 pontos (0,020) no Cx e progresso na missão estabelecida nos pressupostos do novo Astra.

A maneira intensa com que os engenheiros GMB e Opel perseguiram o ambicioso objetivo evidenciou-se não apenas na atenção aos detalhes, mas também na investigação meticulosa. Além de mais de 350 horas gastas no modelo 1:1 do Astra no túnel em Stuttgart, houve outras 50 horas no túnel DNW, em Emmeloord, na Holanda. Neste túnel, o modelo não fica estacionário e exposto à corrente de ar, mas pendurado por uma barra enquanto as rodas giram sobre uma esteira móvel, método que reproduz fielmente as condições sob o automóvel.

O capô, por sua vez, recebeu inclinação para cima, como se fosse um spoiler, para dirigir o ar para uma região acima das palhetas do limpador. Apenas esse melhoramento produziu redução do Cx em dois pontos (0,002), fez diminuir o ruído de vento e evitou vibração das palhetas em altas velocidades, com limpador desligado.

Idéias e métodos de testes novos foram aplicados também na área ao redor dos espelhos retrovisores. Não só podem levar a incômodos silvos, como contribuir para sujar os vidros laterais em tempo chuvoso. Foi utilizado um túnel de vento especial na cidade suíça de Emmen, onde água e pó de giz são adicionados à corrente de ar, de maneira a dar melhor visão de como se verifica o acúmulo nas janelas. As medidas de otimização nos espelhos trouxe mais melhora para o Cx: dois pontos (0,002). Foi assim, de ponto em ponto, o Cx de 0,29 do Astra tornou-se referência em aerodinâmica.

Velocidade aumenta resistência - Quanto menor a área frontal corrigida, menor será o esforço necessário para o veículo vencer a resistência do vento – esta é a matemática do Cx. No uso urbano, o coeficiente de arrasto pouco representa mas, na estrada, ocorre o oposto, pois a resistência aerodinâmica cresce ao quadrado da velocidade. Daí a importância do trabalho dos designers em aplicar às carrocerias formas e superfícies mais arredondadas possíveis.

A busca por soluções neste aspecto também é constante. No caso da GM, o pára-brisa deslocado 120 mm à frente em relação ao Astra anterior foi um dos elementos da melhor aerodinâmica e interior mais amplo, transmitindo aos ocupantes a sensação de conforto e segurança.

Mesmo antes do desenho do carro estar claramente definido, foram feitos modelos de argila em escala 1:5, com os quais os especialistas em aerodinâmica gastaram 900 horas no túnel de vento, em Stuttgart, na Alemanha, para modelos em escala reduzida, num amplo estudo das características de fluxo de ar.

Os modelos de 80 cm de comprimento comportaram-se de maneira realista nos testes. “Ao final da fase 1:5, cerca de 60% do projeto de aerodinâmica estava terminado”, disse na época Michael Kaufmann, responsável da área no projeto Astra. De fato, a simulação foi tão realista que os dados obtidos diferiram em não mais que 1,5% em relação ao que foi medido mais tarde nos protótipos.

A confiança aumentou quando o modelo em tamanho real foi ao túnel pela primeira vez. Construído em plástico reforçado com fibra-de-vidro sobre a plataforma do Astra anterior, o modelo apresentava todas as superfícies relevantes quanto à aerodinâmica, como pára-choques, espelhos retrovisores, soleiras das portas e parte inferior do veículo.

Além dos técnicos da área, outros especialistas, como em acústica, realizaram cuidadosamente o trabalho de apurar fontes de ruído em pontos críticos (colunas e espelhos retrovisores), para manter a estabilidade do projeto do novo veículo como um todo.