Automóvel: Peso versus consumo

Não há muito tempo a eficiência energética dos automóveis passava pelo emagrecimento das várias soluções, ainda que isso, muitas vezes, pusesse em causa a segurança.

Com a evolução das várias soluções energéticas, inclusive das mais convencionais como os motores de combustão, mas com destaque para os vários níveis de eletrificação desde os híbridos mais simples até aos carros 100% elétricos passando pelas várias propostas híbridas plug in temos assistido a um aumento significativo do peso ou da massa.

Embora estes sejam dois conceitos diferentes eles estão relacionados uma vez que o peso resulta da massa e da aceleração da gravidade.

Uma vez que a aceleração da gravidade é praticamente igual em toda a superfície da terra (9,75 m/seg2) podemos pensar no peso como a medida da massa.  

A ditadura do peso

Para além da segunda lei de Newton que diz que a aceleração produzida por uma força em ação sobre um corpo é diretamente proporcional à magnitude dessa força e inversamente proporcional à massa (peso) do objeto, estudos recentes indicam que uma redução de 10% do peso de um veículo pode diminuir o consumo e dessa forma aumentar a eficiência energética até 4,6%.

Isso leva-nos a pensar na incongruência que existe quando nos deparamos com carros cada vez mais pesados.

Veja-se, por exemplo, o que acontece com o novo BMW M5 que ao estrear um sistema híbrido mais complexo pesa 2,5 toneladas (menos 250 kg que o novo i7 M70) ou o novo Mercedes G 580 elétrico que com uma bateria de 116 KWh pesa mais de 3 toneladas, ou ainda, o novo Volvo EX90 que é um dos carros mais avançados do mundo, mas que pesa 2818 kg quando o seu antecessor, o XC 90 pesava 2018 kg.

Segundos os últimos dados da JATO Dynamics entre 2001 e 2022 o peso médio dos carros vendidos na europa cresceu 21%.

O Peso médio que em 2001era de 1328 kg cresceu para os 1600 kg! Um crescimento que se deve ao aumento da eletrificação ao ponto de um carro elétrico ou híbrido plug-in serem 32% mais pesados do que um equivalente com motor a combustão.

Um exemplo é o Peugeot e208 com um peso médio de 1530 kg contra os 1153 kg da versão 1.2 PureTech.

Influência no consumo

As novas normas de segurança, o tamanho crescente e a popularidade dos SUVs estão na génese desta mudança.

Hoje a produção de um automóvel envolve uma série de regras nomeadamente no domínio da segurança, cada vez mais rígidas e que acarretam a adição de mais equipamentos, enquanto os carros são cada vez maiores.

Em muitos casos, veículos de há vinte atrás seriam considerados de um segmento abaixo das atuais versões.

Por fim temos o fenómeno dos SUVs que afeta bastante o peso médio em alguns mercados, nomeadamente na europa onde os clientes costumavam optar por carros mais pequenos.  

Mas vejamos qual a verdadeira influência do peso nos consumos de um automóvel.

A influência é direta pois quanto mais pesado for um veículo menor será a sua eficiência independentemente da solução energética utilizada porque se é verdade que a eletrificação permite mitigar os consumos também é verdade  que se essas soluções forem mais leves menor é o consumo, muito embora as marcas tentem mitigar essa obesidade utilizando materiais mais leves e como é o caso do alumínio, de algumas ligas e também do plástico e do carbono.

Vamos a números

Voltando aos exemplos se aumentarmos em 20% o peso total de um veículo, seja com o acréscimo de carga incluindo passageiros ou com os vários elementos mecânicos (motores, transmissão sistemas híbridos, baterias, equipamentos de segurança e outros) maior será a força a desenvolver pelo sistema de propulsão para atingirmos a mesma aceleração.

Uma força que penaliza o consumo e que, segundo um trabalho publicado pelo Argonne Lab do EUA implica o tal aumento de até 4,6% no consumo energético quando aumentamos em 10% o peso do veículo.

Por exemplo um carro que pese 1200 kg se juntarmos o peso médio de quatro passageiros (280 kg) mais 60 kg de carga no porta-bagagens o conjunto teria uma massa (peso) transportada de 1530 kg.

Se retirarmos dois passageiros e a carga (200 kg) a diminuição do peso seria de 13% o que segundo a regra da Argonne Lab isso corresponderia a uma redução do consumo de 6%.

Se o consumo médio do exemplo dado for de 7,8 l/100 Km a redução do peso corresponde a uma diminuição do consumo de aproximadamente 0,5 l/100 km.

O mesmo exercício poderá ser feito para um carro elétrico que como sabemos não tem um impacto ambiental nulo, já que este depende do mix das fontes de energia usadas para obter a energia elétrica.