WiDE: Prolongando a vida útil do diesel em um mundo em descarbonização.

O transporte representa aproximadamente um quinto das emissões globais de CO2, sendo que o transporte rodoviário, por si só, é responsável por três quartos dessas emissões.

A maior parte dessas emissões do transporte rodoviário provém de veículos de passageiros, como carros e ônibus, seguidos por caminhões de carga. Embora a gasolina seja o combustível mais comum para veículos leves, o diesel é o principal combustível para veículos comerciais, como caminhões e ônibus.

Isso ocorre porque essa mistura de hidrocarbonetos obtida pela destilação do petróleo bruto apresenta maior eficiência do motor.

Na verdade, o diesel tem um 25% a% 35 Os motores a diesel oferecem melhor eficiência de combustível do que a gasolina, tornando-se a melhor opção para veículos comerciais. Além de proporcionarem maior economia de combustível, os motores a diesel oferecem melhor aceleração, maior capacidade de reboque e carga, exigem menos manutenção e oferecem maior durabilidade.

Mas, ao mesmo tempo, o diesel é um dos maiores contribuintes para a poluição do ar, através de poluentes como fuligem, monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx), óxidos de enxofre (SOx), hidrocarbonetos (HCs) e material particulado (MP).

Os motores a diesel também emitem dióxido de carbono (CO2), que, embora não seja tóxico como outros gases, é um importante gás de efeito estufa. Os dados mostram que o consumo de combustível diesel representou cerca de 25% do total de emissões. setor de transporte total dos EUA Emissões CO2 em 2022.

Para ajudar a reduzir os efeitos negativos do combustível diesel na nossa saúde e no meio ambiente, pesquisadores da Universidade Federal de Tecnologia de Owerri (FTO), na Nigéria, recorreram à tecnologia de emulsão água-em-diesel (WiDE) e a identificaram como uma solução promissora. Estratégia promissora para reduzir a poluição dos motores a diesel¹ mantendo, ou até mesmo melhorando, seu desempenho.

Emissões de motores a diesel: por que continuam sendo um grande desafio de combate à poluição

Sendo uma das principais fontes de emissões nocivas, os motores a diesel representam sérios riscos à saúde, como problemas respiratórios e cardiovasculares. Eles também contribuem para problemas ambientais como a poluição atmosférica, a chuva ácida e o aquecimento global.

Para mitigar o impacto ambiental dos motores de ignição por compressão, os motores a diesel modernos utilizam diversas tecnologias de controle de emissões, como catalisadores de oxidação de diesel (DOCs), redução catalítica seletiva (SCR), recirculação de gases de escape (EGR) e filtros de partículas diesel (DPFs).

Embora essas tecnologias possam ajudar reduzir as emissõesEles não fazem isso completamente e, além disso, aumentam o custo e a complexidade dos motores.

Por exemplo, o DOC reduz eficazmente o CO e os HC, mas tem um efeito mínimo nas emissões de partículas e NOx, enquanto o DPF é eficaz na redução das emissões de partículas, mas não resolve o problema do CO ou do NOx, que podem ser reduzidos eficazmente pelo EGR, que tem uma boa relação custo-benefício, mas pode aumentar ligeiramente as emissões de partículas.

Existem outras alternativas, como o biodiesel, derivado da biomassa, que tem se mostrado eficaz na redução significativa de MP, CO e HC, mas, novamente, pode aumentar as emissões de NOx.

A formação de NOx e PM, como observaram os pesquisadores da FTO em seu estudo, depende da temperatura e apresenta uma relação inversa, o que significa que a redução de um geralmente aumenta o outro.

Uma solução para esse problema é introduzir água na câmara de combustão, o que reduz substancialmente as emissões de NOx e material particulado (MP). Existem algumas maneiras diferentes de introduzir água em motores a diesel. Isso inclui a Fumigação de Água no Coletor de Admissão (FWIM) e a Injeção Direta de Água (DWI), que reduzem as emissões de NOx e MP, mas podem aumentar as emissões de hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO).

Existe ainda outra maneira fácil, porém eficaz, de reduzir a poluição dos motores a diesel, e essa é a emulsão água-em-diesel (WiDE).

WiDE: Prolongando a vida útil do diesel em um mundo em descarbonização.

A mistura de água ao diesel, facilitada por surfactantes, demonstra efeitos positivos na redução de emissões, no desempenho do motor e na eficiência da combustão. Essa técnica pode, inclusive, reduzir as emissões de CO2 e NOx em mais de 60%, mantendo o desempenho elevado e, em alguns casos, até mesmo aumentando a eficiência do motor.

Essa opção mais limpa, que reduz a temperatura de combustão, diminui a duração da combustão em alta temperatura, aumenta o momento do jato e melhora a economia de combustível, funciona em motores a diesel existentes sem necessidade de modificações.

Tecnologia WiDE: Como a mistura de água e diesel reduz as emissões e melhora o desempenho.

Quando misturado diretamente, o diesel tende a flutuar na superfície por ser mais leve que a água. Um combustível emulsionado, por outro lado, é uma mistura de dois líquidos imiscíveis que não se misturam completamente, com uma substância distribuída por toda a outra. Assim, a emulsão é criada utilizando técnicas de alta energia com o auxílio de surfactantes.

Para que o motor a diesel funcione com combustível em emulsão, o tempo de estabilidade do WiDE é crucial, pois a diminuição da estabilidade da emulsão durante o funcionamento do motor afetará negativamente o sistema de combustão e poderá causar falhas prematuras no motor.

Substâncias químicas especiais chamadas surfactantes desempenham um papel essencial na mistura homogênea de diesel e água. Elas criam emulsões estáveis ​​ao reduzir a tensão superficial entre os dois componentes, unindo-os de forma eficaz.

Assim, na tecnologia WiDE, minúsculas gotículas de água são misturadas ao diesel, e surfactantes são adicionados para mantê-las homogeneamente misturadas, permitindo que a emulsão permaneça estável por até 60 dias. Quando essa combinação queima dentro do motor, as gotículas de água vaporizam rapidamente, desencadeando um fenômeno conhecido como “microexplosão” que quebra o combustível em partículas ainda menores.

Isso melhora a mistura de ar e combustível durante a combustão, reduzindo as temperaturas máximas de combustão e a formação de óxidos de nitrogênio. A combustão completa também reduz a emissão de fuligem e material particulado.

Considerando o potencial dessa técnica simples para reduzir significativamente a poluição dos motores a diesel, sem a necessidade de redesenhar o motor, pesquisadores da FUTO analisaram mais a fundo a tecnologia e sua promessa como um caminho rápido para um uso mais limpo do diesel, analisando estudos de todo o mundo.

De acordo com estudos analisados ​​no estudo da WiDE, o uso de WiDE em motores a diesel pode reduzir drasticamente as emissões nocivas. Notavelmente, as emissões de NOx diminuíram 67% e as de material particulado (MP) caíram 68% em comparação com o diesel convencional, "posicionando-o como um combustível alternativo mais limpo para motores a diesel".

Além das vantagens ambientais, diversos experimentos também relataram benefícios de desempenho. Isso inclui melhorias na eficiência térmica do freio (BTE), que mede a eficácia de um sistema em converter combustível em trabalho útil. Além disso, estudos sobre outras características de desempenho do motor, como potência no freio, consumo específico de combustível (BSFC) e torque, também mostram resultados promissores com o WiDE.

Assim, os motores WiDE não só produzem gases de escape mais limpos, como também utilizam o combustível de forma mais eficiente.

“As emulsões água-em-diesel são uma maneira prática e econômica de tornar os motores a diesel mais limpos”, disse o autor principal, Dr. Chukwuemeka Fortunatus Nnadozie. “Como a tecnologia não exige a reformulação do motor, ela oferece um caminho imediato para a redução das emissões tanto em países em desenvolvimento quanto em países desenvolvidos.”

Entretanto, uma análise da importância dos surfactantes revelou que a escolha do surfactante correto e da sua concentração é fundamental para a estabilidade da emulsão, o que afeta tanto o desempenho quanto a segurança do combustível.

Os pesquisadores descobriram que o uso de múltiplos surfactantes proporciona os melhores resultados, melhorando tanto a estabilidade da mistura de combustível quanto a qualidade da combustão dentro do motor.

Apesar dos resultados encorajadores, os pesquisadores destacaram a necessidade de trabalhos adicionais, com foco no aprimoramento das combinações de surfactantes e na avaliação dos efeitos a longo prazo da emulsão nos componentes do motor.

Mais importante ainda, o WiDE pode oferecer uma maneira prática de reduzir a poluição dos motores atualmente em operação e contribuir para outras tecnologias limpas, em vez de substituir soluções mais limpas e de longo prazo. A combinação dessa abordagem de combustível com biodiesel e sistemas avançados de controle de emissões, segundo a equipe, pode ajudar a atingir metas mais amplas de clima e qualidade do ar.

“Essa tecnologia pode preencher a lacuna entre o uso convencional de diesel e um futuro energético mais limpo”, disse o coautor, Professor Emeka Emmanuel Oguzie. “Com a formulação e os testes adequados, ela poderá se tornar uma parte importante dos sistemas de transporte sustentável e de energia industrial.”

Alternativas ao Diesel: Combustíveis de Baixa Emissão e Soluções de Transporte Limpo

A tecnologia WiDE é apenas uma das muitas maneiras pelas quais o setor de transportes pode lidar com as limitações do diesel. A busca por alternativas mais limpas levou ao desenvolvimento de uma gama de combustíveis e tecnologias de propulsão que podem ajudar o setor a alcançar a descarbonização a longo prazo. Um caminho promissor para reduzir as emissões é o biodiesel e o diesel renovável, derivados da biomassa.

O biodiesel é produzido por transesterificação de óleos vegetais como óleo de soja, óleo de girassol, óleo de canola e óleo de palma, gorduras animais provenientes de frigoríficos e óleo de cozinha reciclado de restaurantes. As algas são outra fonte promissora de biomassa.

O diesel renovável é semelhante ao biodiesel, mas é um hidrocarboneto quimicamente equivalente ao diesel de petróleo.

O hidrogênio é mais uma solução para limitar as emissões de gases de efeito estufa provenientes de veículos motorizados. motores de combustão interna a hidrogênio (H2ICE) e células de combustível de hidrogênio (FCEVs). Ambos podem abastecer veículos usando combustível com zero emissão de carbono.

No caso dos motores de combustão interna a hidrogênio (H2-ICE), os motores convencionais utilizam hidrogênio em vez de diesel ou gasolina.

Os veículos elétricos a célula de combustível (FCEVs) geram eletricidade a partir do hidrogênio usando um dispositivo chamado célula de combustível, onde o hidrogênio é combinado com o oxigênio para produzir eletricidade que alimenta o motor elétrico, de forma semelhante a um veículo elétrico.

Embora os motores de combustão interna sejam mais eficientes sob cargas elevadas, tornando os H2-ICE a opção mais adequada para caminhões pesados, os FCEVs são mais eficientes em cargas mais baixas, o que os torna ideais para guinchos ou caminhões betoneira.

Tanto os veículos a combustão interna a hidrogênio (H2-ICE) quanto os veículos elétricos a célula de combustível (FCEVs) têm perfis de emissões semelhantes, mas enquanto os primeiros podem produzir NOx e quantidades mínimas de CO2, os últimos produzem apenas vapor de água.

Como resultado, diversas montadoras estão buscando ativamente planos para veículos elétricos a célula de combustível (FCEV), incluindo o Grupo BMW, a Toyota e a Hyundai Motor. Recentemente, a Alpine também revelou seu supercarro conceito movido a hidrogênio, o Alpine Alpenglow, que produz 740 cv a 7,600 rpm, atinge uma linha vermelha de 9,000 rpm e uma velocidade máxima de 330 km/h (205 mph).

Mas, como foi compartilhado recentemente, O hidrogênio tem seu próprio custo. e os obstáculos de infraestrutura que precisam ser superados com apoio político, investimentos e parcerias público-privadas para impulsionar a adoção.

Existem também os combustíveis sintéticos, ou e-combustíveis, produzidos a partir de carbono capturado e hidrogênio verde. Esse combustível alternativo é criado por meio de processamento químico. A maioria dos combustíveis sintéticos tem sido produzida pelo tratamento de fontes de combustíveis fósseis existentes, como a conversão de gás natural em óleos combustíveis, a liquefação de carvão e sua transformação em diesel e gasolina e, mais recentemente, a conversão de resíduos de madeira ou animais em óleos combustíveis.

Essas opções, no entanto, utilizam carbono sólido ou sequestrado, o que significa que liberam CO2 na atmosfera. Os combustíveis sintéticos eliminam esse problema ao remover a dependência de combustíveis fósseis, possibilitando a descarbonização de setores com alto consumo de energia.

Esses combustíveis são produzidos através da extração de CO2 da atmosfera e, se as emissões liberadas durante a combustão forem equivalentes ao CO2 utilizado para produzi-los, então esse método é considerado neutro em carbono.

Para sintetizar o combustível eletrônico, o CO2 é obtido por meio da captura do ar, que suga CO2 diretamente da atmosfera ambiente usando solventes líquidos ou sorventes sólidos, ou capturando o CO2 emitido por outros processos industriais. O CO2 capturado é então combinado com hidrogênio e submetido a altas temperaturas e pressões que o convertem em hidrocarbonetos.

Em conjunto, essas soluções estão ajudando a reduzir o impacto ambiental do diesel e a abrir caminho para um futuro de transporte mais limpo e sustentável.

Investindo em tecnologias mais limpas

Cummins Inc. (CMI ) é um dos principais fabricantes mundiais de motores a diesel e a gás natural, especialmente para caminhões pesados ​​e aplicações industriais.

A empresa está investindo ativamente em tecnologias de descarbonização, incluindo motores a hidrogênio, células de combustível e sistemas avançados de pós-tratamento. Por meio de sua estratégia “Destination Zero”, a Cummins trabalha para melhorar a eficiência e as emissões dos motores a diesel no curto prazo, enquanto amplia as soluções de emissão zero para o longo prazo.

A empresa global de soluções de energia opera através de alguns segmentos principais.

O segmento de Componentes projeta e fabrica eixos, freios, transmissões e sistemas de suspensão, enquanto o segmento de Sistemas de Energia se concentra em alternadores e grupos geradores de energia primária. Seu segmento Accelera fabrica e oferece suporte a sistemas de energia eletrificados, incluindo tecnologias de baterias, células de combustível e motores elétricos, bem como tecnologias de produção de hidrogênio. Há também o segmento de Motores, que fabrica uma gama de motores a gás natural e diesel, enquanto o segmento de Distribuição oferece suporte a sistemas de geração de energia, motores de alta potência e motores para veículos pesados ​​e médios.

O equilíbrio entre a inovação em motores a diesel e as metas de transição energética de longo prazo ajudou as ações da CMI a valorizarem 6.65% no acumulado do ano e 68.78% no último ano, sendo negociadas atualmente a US$ 543.42. Com isso, a Cummins, com valor de mercado de US$ 75 bilhões, apresenta um lucro por ação (últimos doze meses) de US$ 20.51 e um índice preço/lucro (últimos doze meses) de 26.54. A empresa paga um dividendo com rendimento de 1.47%.

Em relação à situação financeira da empresa, a Cummins registrou receita de US$ 33.7 bilhões para todo o ano de 2025. Seus segmentos de Distribuição e Sistemas de Energia alcançaram vendas e lucratividade recordes no ano passado, impulsionados pela “forte demanda por energia de reserva para data centers”. Seu lucro líquido GAAP para o período foi de US$ 2.8 bilhões e o lucro por ação diluído foi de US$ 20.50.

O dividendo em dinheiro foi aumentado pelo 16º ano consecutivo, com a Cummins devolvendo pouco mais de US$ 1 bilhão aos acionistas por meio de dividendos.

Esses “sólidos resultados operacionais” foram alcançados “apesar da contínua fragilidade nos mercados de caminhões da América do Norte”, com a CEO Jennifer Rumsey declarando: “2025 marcou um ano histórico para a Cummins, pois fizemos progressos significativos no avanço de prioridades estratégicas importantes, ao mesmo tempo em que continuamos a elevar o desempenho ciclo após ciclo”.

Para o ano completo de 2025, a Cummins também reportou US$ 458 milhões, ou US$ 3.28 por ação diluída, em encargos relacionados ao negócio de eletrolisadores da Accelera. Essa medida foi tomada como parte de uma revisão estratégica iniciada em resposta às mudanças nas expectativas de adoção do hidrogênio, para otimizar as operações e reduzir os custos contínuos em vista da perspectiva de demanda mais fraca.

Enquanto isso, no quarto trimestre de 2025, a Cummins registrou uma receita de US$ 8.5 bilhões, um lucro líquido GAAP de US$ 593 milhões e um lucro por ação diluído de US$ 4.27.

Em termos de segmento, as vendas da Accelera foram as que mais cresceram, com um aumento de 31%, atingindo US$ 131 milhões, devido ao cronograma de instalações de eletrolisadores, seguidas pelas de Sistemas de Energia, que registraram um aumento de 11%, chegando a US$ 1.9 bilhão, impulsionadas pelo aumento da demanda por geração de energia, principalmente nos mercados de data centers na América do Norte, China e região Ásia-Pacífico.

A demanda por produtos de geração de energia, especialmente para aplicações em data centers, também contribuiu para o aumento de 7% nas vendas do segmento de distribuição, que atingiram US$ 3.3 bilhões. Em contrapartida, as vendas do segmento de componentes caíram 7%, para US$ 2.4 bilhões, devido à menor demanda por caminhões médios e pesados ​​nos EUA, embora tenham apresentado demanda mais forte na Europa e na China. Enquanto isso, a menor demanda por caminhões médios e pesados ​​nos EUA e no México levou a uma queda de 4% nas vendas do segmento de motores.

Para o ano corrente, a empresa prevê um aumento de receita entre 3% e 8%, com planos de continuar gerando um forte fluxo de caixa operacional e de retornar 50% desse fluxo de caixa aos acionistas no longo prazo.

“Em 2026, prevemos que a demanda será ligeiramente melhor nos mercados de caminhões rodoviários da América do Norte, particularmente no segundo semestre do ano, juntamente com a contínua força nos mercados de geração de energia para data centers. A Cummins permanece bem posicionada para investir no crescimento futuro, apresentar resultados financeiros sólidos e retornar capital aos acionistas em 2026.”

– Rumsey

Últimas notícias e desenvolvimentos sobre as ações da Cummins Inc. (CMI)

Conclusão

Embora sejam essenciais para inúmeras indústrias devido à sua durabilidade, alta eficiência e torque significativo, os motores a diesel também são uma importante fonte de emissões nocivas, incluindo NOx, PM, CO, HC e SO2, que representam sérios riscos à saúde e são incompatíveis com as metas globais de clima e qualidade do ar.

A tecnologia de emulsão água-em-diesel (WiDE) apresenta uma solução atraente nesse contexto. Ao reduzir significativamente as emissões nocivas sem exigir alterações no projeto do motor, ela oferece um caminho prático e econômico para uma combustão mais limpa.

Embora não seja um substituto permanente para as tecnologias de emissão zero, o WiDE pode desempenhar um papel crucial na transição. Quando combinado com outras inovações, como misturas de biodiesel e combustíveis limpos emergentes, ele ajuda a preencher a lacuna entre a dependência do diesel tradicional e um futuro energético sustentável.

Referências

^{1. Nnadozie, CF, Onuoha, CP, Oguzie, EE, & Emereibeole, EI (2025). Avanços nas estratégias de redução de emissões de diesel: um foco na tecnologia de emulsão água-em-diesel. Pesquisa sobre carbono, 4 45. https://doi.org/10.1007/s44246-025-00210-y}