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A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

A Engenharia Mecânica e os transportes

Relatório Projeto FEUP

Mobilidade individual

Projeto FEUP 2016/2017 -- Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica:

Armando SousaTeresa Duarte

Equipa: 1M02_3

Supervisor: José Ferreira Duarte Monitor: Marco Guimarães

Estudantes & Autores:

Alexandre Filho [email protected] André Pacheco [email protected]

Diogo Forte [email protected] _ Gonçalo Almeida [email protected]

Pedro Leitão [email protected]

mailto:[email protected]





Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual i

Resumo

O relatório realizado no âmbito da unidade curricular Projeto FEUP tem como

tema “A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade Individual”.

A mobilidade individual é uma das diversas áreas onde a engenharia mecânica

atua. A engenharia tem como função descobrir os problemas desta atividade tão

banal no dia a dia da população e criar as condições mais favoráveis para esta

atividade, ou seja, otimizar a mobilidade individual. Esta consiste na capacidade de

eliminarmos fronteiras e barreiras espaciais, deslocando-nos dum local para o outro

usando nossos próprios meios ou meios por nós conduzidos.

A mobilidade teve uma evolução muito grande, desde o simples ato de “andar a

pé”, passando pelo uso de animais como meio de transporte e diversos veículos

projetados pela engenharia. Como diz o provérbio: “A necessidade aguça o

engenho”. A engenharia, após identificar a necessidade, trabalhou e desenvolveu

soluções para combater tal falha.

Podemos usar dois grandes tipos de veículos: com e sem motor. Ambos

apresentam vantagens e desvantagens. Os veículos sem motor são amigos do

ambiente contudo, envolvem um desgaste físico do condutor para se moverem. Os

veículos com motor apresentam elevadas velocidades, mas são mais poluentes e

violentos. Assim, os veículos sem motor são mais indicados para deslocações

relativamente curtas e os com motor para viagens de média-longa duração.

Um exemplo desenvolvido pela engenharia é o caso da mota. Esta é um veículo

que possui duas rodas, em que geralmente a traseira possui um travão, com um

motor que possibilita o deslocamento com segurança e conforto.


A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual ii

Palavras-Chave

Mobilidade Individual;

Engenharia Mecânica;

Mota;

Motor;

Evolução;

Qualidade de vida;


A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual iii

Agradecimentos

Durante a realização deste trabalho de grupo pudemos contar com o apoio

de diversas entidades, que com a sua contribuição nos permitiu a concretização do

presente relatório. Naturalmente, que não poderíamos deixar de agradecer toda a

atenção prestada.

Portanto, neste espaço dedicado aos agradecimentos, queremos deixar a

nossa gratidão para com o nosso monitor Marco Guimarães e o nosso professor

supervisor José Ferreira Duarte, que em todos os momentos estiveram disponíveis

para ajudar o nosso grupo em todos o tipo de dúvidas. Além disso, foram uma ajuda

crucial na orientação do nosso trabalho para concretizar o projeto.

Também é de realçar a contribuição da Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto pelo material e tecnologia disponível em várias salas para a

elaboração do projeto, assim como de todos os participantes nas palestras da

semana inicial do Projeto FEUP.


A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual iv

Índice Resumo ................................................................................................................. i

Palavras-Chave ..................................................................................................... ii

Agradecimentos ................................................................................................... iii

Lista de figuras ..................................................................................................... v

Lista de tabelas .................................................................................................... v

1. Introdução ..................................................................................................... 1

2. Relação entre Engenharia Mecânica e Mobilidade individual .......................... 2

2.1 O que é a Engenharia Mecânica? ............................................................... 2

2.2 Definição do conceito de mobilidade individual ........................................... 3

2.3 Evolução dos transportes individuais .......................................................... 4

3. Veículos com motor de combustão vs sem motor ............................................ 7

4. Motas ................................................................................................................ 8

4.1 Evolução da Mota ....................................................................................... 8

4.2 Componentes ............................................................................................ 11

5. Vantagens e desvantagens da mobilidade individual ..................................... 19

6. Conclusões ..................................................................................................... 21

Referências bibliográficas .................................................................................. 23


A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual v

Lista de figuras

Figura 1- Esquema da produção de energia termoelétrica .................................... 2

Figura 2 - Fatores que influenciam a mobilidade individual ................................... 4

Figura 3- Mota de Gottilieb Daimler ....................................................................... 8

Figura 4- Mota de Hildebrand & Wolfmüller ........................................................... 9

Figura 5- Model H, Triumph ................................................................................. 10

Figura 6- Uso da mota no Vietnam ...................................................................... 11

Figura 7- Pneu ..................................................................................................... 12

Figura 8 - Carenagem .......................................................................................... 14

Figura 9- Esquema de refrigeração a ar .............................................................. 15

Figura 10- Esquema de refrigeração por bomba recirculante .............................. 16

Figura 11- Válvula do termostato ......................................................................... 17

Figura 12 - 4 Fases do motor de combustão ....................................................... 18

Figura 13- Transporte individual vs Transporte coletivo: Espaço ocupado na via 20

Lista de tabelas

Tabela 1- Tipos de pneus e características……...…………………..……………...13


A Engenharia Mecânica e os transportes - Mobilidade individual 1

1. Introdução

O presente relatório é o culminar de uma semana de formação a nível das

competências pessoais e da comunicação (“Soft Skills”) para todos os alunos do

primeiro ano de todos os cursos da FEUP, no âmbito da unidade curricular Projeto

FEUP. Esta unidade curricular é completada por muitas atividades, em que, além de

divulgar estes conhecimentos básicos para a vida universitária, promove uma

interação entre os novos alunos e uma melhor integração académica.

Desta forma, foi-nos atribuída a elaboração de um relatório com o tema A

Engenharia Mecânica e os transportes – Mobilidade Individual.

Diariamente, o ser humano necessita de se deslocar entre vários locais para a

realização de inúmeras tarefas. Uma atividade como esta não podia deixar de ter a

intervenção da engenharia, mais concretamente, a engenharia mecânica, visto que

esta funciona em prol da melhoria do bem-estar e qualidade de vida do ser humano.

A engenharia mecânica intervém ao nível do planeamento, desenvolvimento,

construção e gestão da manutenção dos equipamentos mecânicos ligados à

mobilidade.

Relativamente à mobilidade individual temos vários exemplos cujo

desenvolvimento não seria possível sem a engenharia mecânica: carro, mota,

bicicleta, segway, etc. Neste relatório iremos centrar-nos no caso específico da

moto. Para além do exemplo da moto, iremos abordar o conceito de engenharia

mecânica, mobilidade individual, as diferenças entre veículos com e sem motor e,

por fim, as vantagens e desvantagens da mobilidade individual.



2. Relação entre Engenharia Mecânica e Mobilidade individual

2.1 O que é a Engenharia Mecânica?

“Mechanical engineering is one of the oldest and broadest engineering

disciplines, and plays a significant role in enhancing safety, economic vitality,

enjoyment and overall quality of life throughout the world.” (Đorđević e Vrekić, 2016,

p.237).

De facto, a engenharia mecânica é um ramo das engenharias focado na

conceção, produção, manutenção e otimização de órgãos e sistemas mecânicos.

Para além de um vasto leque de soft skills e capacidades transversais, um

engenheiro mecânico recorre a conhecimentos da física, matemática e química para

criar novos processos industriais ou solucionar problemas nas mais diversas áreas

como a saúde (produção de instrumentos como um bisturi), energia (otimização dos

processos de produção da mesma como por exemplo a energia termoelétrica, ver

Figura 1), automóveis (produção de peças), entre outros. Para além disso, um

engenheiro não pode pôr de lado a ética, a qual é fundamental para a realização do

seu trabalho, uma vez que tem de realizar todas as suas funções de forma

sustentável, sempre atento ao impacto das suas ações a nível social e ambiental.

Figura 1- Esquema da produção de energia termoelétrica



2.2 Definição do conceito de mobilidade individual

A mobilidade é a capacidade de eliminarmos fronteiras e barreiras espaciais,

deslocando-nos dum sítio para outro. Tal deslocação pode ser facilitada pela

utilização de diversos meios de transporte, como o carro, bicicleta, barco, entre

outros, pela eliminação de restrições de transposição de fronteiras entre diferentes

países, por exemplo através de acordos como o Acordo de Schengen1 e pela

criação, fiscalização e manutenção de infraestruturas rodoviárias, ferroviárias,

marítimas e aeroportuárias, que facilitem a utilização dos referidos meios de

transporte.

Consideramos que estamos perante a mobilidade individual quando uma pessoa

se movimenta usando os seus próprios meios ou meios por si conduzidos, e não

quando utiliza transportes organizados ou fornecidos por alguma entidade de

transportes. Vários fatores afetam a mobilidade individual (Figura 2), entre os quais

a acessibilidade aos meios de transporte, onde a engenharia mecânica (entre outras

áreas da engenharia) pode exercer um papel fundamental.

1 Acordo de Schengen- possibilitou a criação do Espaço Schengen que é um espaço “imaginário” composto por vários países europeus que permite a livre circulação de pessoas entre os mesmos sem necessidade de apresentação de passaporte ou documento de identificação na fronteira. (Fonte: http://www.imoplaces.com/schengen-area/).

http://www.imoplaces.com/schengen-area/



Figura 2 - Fatores que influenciam a mobilidade individual

Fonte: Asgari et al. (2013, p15)

2.3 Evolução dos transportes individuais

Desde sempre o ser humano sentiu a necessidade de se movimentar, quer seja

para procurar abrigo, comer, entre outros. Foi desta obrigação que surgiu a

necessidade locomotora.

A anatomia do ser humano está desenvolvida dum modo que este se possa

mover na superfície terrestre facilmente. Assim, a locomoção a pé foi a estreia da

mobilidade individual por parte da espécie humana. Mais tarde, o ser humano

apercebeu-se que alguns animais que comia podiam também ser domesticados,

sendo assim possível utilizá-los como meio de transporte. Foi nessa altura que a

mobilidade individual deu um grande passo, uma vez que o Homem não precisava

de se esforçar para se movimentar, podendo usar outros seres vivos para o fazerem



por ele.

Porém existia uma barreira física com a qual o ser humano sempre se debateu,

o mar. Com o intuito de poder navegar num curso de água, que eram por vezes

rotas muito mais curtas do que as rotas terrestres, o Homem sentiu a necessidade

de projetar algo que flutuasse e permitisse ultrapassar esta barreira aquática. Assim,

surgiram os primeiros barcos, os quais foram recentemente descobertos por equipas

de escavação e datam de há cerca de 7000 a 10000 anos atrás. Continuou a haver

uma evolução gradual e o aparecimento de novos tipos de barcos e até

embarcações que navegam submersas dentro de água, desde Naus e Caravelas até

aos modernos e sofisticados Navios e submarinos.2

Nas cidades, as pessoas movimentavam-se através de veículos a tração animal.

Por volta de 1817 surgiram as bicicletas que não necessitavam da construção de

novas infraestruturas para serem utilizadas, visto que podiam usar as estradas

utilizadas pelos veículos a tração animal. Foram uma grande novidade permitiam

fazer pequenas viagens nos centros urbanos sem necessitar de ter especial cuidado

com um animal. Desde então a bicicleta tem vindo a melhorar, não com grandes

alterações no conceito inicial da bicicleta, mas sim com o aparecimento de novos

materiais que geram menos atrito interno e são mais leves e modelos mais

aerodinâmicos. 3

O aparecimento do carro surgiu derivado da invenção da máquina a vapor por

James Watt, a 17814. Com o aparecimento dos motores, foi possível a substituição

dos cavalos alimentados a feno por motores alimentados a gasolina ou outros

combustíveis fósseis. A primeira linha de produção em série e grande escala surgiu

com Henry Ford no início do século XX. Deste modo “A historian has said that Henry

Ford freed common people from the limitations of their geography (in the early

1900's). The automobile created mobility on a scale never known before, (...)”

(Đorđević e Vrekić, 2016, p.238).

Pela observação direta dos pássaros, o Homem sempre foi muito curioso sobre

2 Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Boat 3 Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle 4 Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_engine

https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle



como era possível esses animais simplesmente “flutuarem no ar”. Após bastantes

estudos e tentativas, o ser humano conseguiu satisfazer o desejo de se movimentar

pelo ar em Paris, em 1783. Jean-François Pilâtre de Rozier e François Laurent

d'Arlandes, fizeram um voo livre numa máquina, voando oito quilômetros num balão

de ar quente inventado pelos irmãos Montgolfier. Os balões de ar quente foram

evoluindo e mais tarde, com o surgimento dos motores e com estudos sobre a

aerodinâmica e mecânica dos fluidos, foi possível a construção dos primeiros

aviões.5

Juntando o conceito de bicicleta com o conceito de carro, conseguimos visualizar

um veículo com duas rodas mas movido por um motor e não pela força aplicada

pelo condutor. Surgiu então em 1867 nos Estados Unidos a primeira moto, por

Sylvester Howard Roper, que possuía um motor a vapor. Mais tarde novos tipos de

motor foram surgindo, uns mais e outros menos potentes, e dentro das motos foram

surgindo diferentes tipos de motos, como as scooters, a Motocross, os Side Car,

entre outros.6

Como podemos constatar, os engenheiros têm um papel importante no que toca

à evolução dos diferentes meios de transporte uma vez que são eles os principais

responsáveis na resolução dos problemas que podem surgir e na otimização dos

veículos já existentes. Note-se que foram os Engenheiros Mecânicos que mais

contribuíram para a invenção da máquina a vapor, invenção esta que gerou a

revolução industrial e revolução nos transportes com o aparecimento dos motores.

Sem a presença destes Engenheiros a exponencial evolução registada no final do

século XVIII, e nos séculos XIX e XX, não teria sido tão acentuada, e podemos

assim verificar a importância dos Engenheiros Mecânicos no universo da

mobilidade.

5 Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Airplane 6 Fonte: http://inventors.about.com/od/mstartinventions/a/motorcycle.htm

https://pt.wikipedia.org/wiki/Paris



3. Veículos com motor de combustão vs sem motor

Os veículos individuais utilizados para a mobilidade individual nos centros

urbanos podem ser divididos em dois grupos: sem motor ou com motor de

combustão.

Em primeiro lugar, os veículos sem motor são os que se aproveitam de uma

força aplicada pela pessoa que o conduz, ou da inclinação do terreno onde se

deslocam para produzir energia cinética que irá fazer o veículo mover-se. Têm a

vantagem de serem amigos do ambiente pois não necessitam de combustível,

poluem menos que os com motor uma vez que não produzem tanto ruído nem

libertam gases poluentes para a atmosfera, e normalmente não é necessário

nenhum título de condução para os conduzir. Por outro lado, necessitam do esforço

físico do passageiro para se movimentarem, o que tornam este tipo de veículos uma

má escolha para viagens de longa duração. Assim, estes veículos são ótimos para

viagens de curta duração, principalmente nos centros urbanos, onde é necessário

diminuir a libertação de gases para a atmosfera e onde as infraestruturas próprias

para a utilização destes veículos (ciclovias locais próprios de estacionamento) estão

mais desenvolvidas.

Relativamente aos veículos com motor de combustão, estes utilizam algum tipo

de combustível, como por exemplo gasolina ou energia elétrica, para gerar energia

cinética e mover o veículo. Têm a vantagem de serem mais rápidos e alcançarem

maiores velocidades em relação aos veículos sem motores, e por não exigirem

muito esforço físico por parte do passageiro podem ser mais pesados e possuir

extras que melhoram a qualidade e conforto da viagem do passageiro (como por

exemplo rádio ou ar condicionado), visto que a energia cinética é gerada pelo motor

e este é muito mais potente que o humano, podendo movimentar maiores massas.

Por outro lado, são mais poluentes e ruidosos, e a quando duma má utilização dos

mesmos que provoque um acidente, as consequências destes são muito maiores

resultando várias vezes em feridos, pelo que é necessário possuir um título de

condução para os conduzir. Assim, estes veículos são ótimos para viagens de

média-longa duração uma vez que são mais rápidos.



4. Motas

Uma mota é um motociclo de duas rodas que apresenta, na maioria das

vezes, uma lotação de apenas um ou dois lugares. A mecânica tem tido, tal como

em todos os veículos, um papel fundamental na sua evolução, tornando esta um dos

principais meios de transporte, principalmente nos países asiáticos. Para melhor

compreendermos o seu sucesso, vamos abordar a evolução da mota.

4.1 Evolução da Mota

Em 1867, um americano e um francês, Sylvester Roper e Louis Perreaux,

patentearam a bicicleta equipada com motor a vapor. Em 1885, o alemão Gottlieb

Daimler com o auxílio de Wilhelm Maybach, instalou um motor a gasolina de um

cilindro numa bicicleta de madeira adaptada, criando o veículo que podemos ver na

figura 3, a primeira motocicleta com motor de combustão interna. 7

Figura 3- Mota de Gottilieb Daimler

Este veículo incluía:

Um motor a gasolina de quatro tempos com um único cilindro que se

encontrava montado no centro do veículo;

7 Fonte: http://inventors.about.com/od/mstartinventions/a/motorcycle.htm



Uma roda traseira e dianteira de igual dimensão com aros de madeira e ferro;

Uma roda lateral de mola em cada lado do veículo para atribuir uma maior

estabilidade;

Um quadro com armação em madeira;

A produção de motas à escala industrial só foi possível devido à invenção do

motor de combustão interna isto é, um motor que transforma energia proveniente de

uma reação química de combustão, em energia mecânica.

Quase dez anos depois da invenção de Daimler, surgiu na Alemanha a primeira

fábrica de motas: a Hildebrand & Wolfmülle. A produção da mota de Hildebrand &

Wolfmüller foi feita entre os anos 1894–1897 sendo que logo no primeiro ano foram

produzidos mais de 200 motas iguais à da figura 4.8

Figura 4- Mota de Hildebrand & Wolfmüller

8 https://en.wikipedia.org/wiki/Hildebrand_%26_Wolfm%C3%BCller



Esta tinha como velocidade máxima cerca de 45 km/h. Começava assim a afirmação

da mota como um dos principais meios de transporte.

Durante a primeira guerra mundial, a necessidade de levar informação à linha da

frente das batalhas fez com que mota tivesse uma grande evolução. Como exemplo

temos o fabrico em massa da Model H, da Triumph, representada na figura 5.

Figura 5- Model H, Triumph

No fim da primeira guerra, em 1920, a marca Harley Davidson já vendia para 67

países e popularizava assim este meio de transporte.9

Surge a segunda guerra mundial e, com a grande evolução fabril no Japão, este

país assume um importante papel no fabrico de motas que se tem mantido até aos

nossos dias. Na realidade, a Honda, Kawasaki, Suzuki, e Yamaha são algumas das

marcas mais conhecidas mundialmente.

9https://www.harley-davidson.com/content/h-d/en_US/home/museum/explore/hd-

history/1920.html



Atualmente, o facto da mota ocupar pouco espaço na via faz com que esta tenha

um grande sucesso em países muito populosos. Sendo assim, e tal como referimos

anteriormente, não é de estranhar que tenha um grande sucesso em países

asiáticos como o Vietnam onde podemos ver cenários como os da figura 6..

Figura 6- Uso da mota no Vietnam

De modo a conhecer ainda melhor este meio de transporte, vamos ver alguns do

seus componentes.

4.2 Componentes

1) Pneu

Em 1888, o veterinário e inventor escocês, John Boyd Dunlop, desenvolveu o

primeiro pneu com câmara de ar. O seu objetivo era melhorar a roda da bicicleta do

seu filho, resultou assim uma descoberta extraordinária. Com a sua formação em

medicina veterinária e a criatividade de um inventor, Dunlop teve a brilhante ideia de

utilizar tubos (utilizados na medicina) através de uma bomba de ar com a finalidade

de melhorar a condução do velocípede. O pneu inflável foi notavelmente a sua maior

invenção. A partir disso, o desenvolvimento do pneumático teve um avanço muito

elevado. Atualmente o pneu é considerado um envoltório elástico e deformável que

se prende a jante da roda de um veículo separando-o do contado direto ao solo, por

meio de uma câmara-de-ar.



É composto por: uma carcaça que tem como finalidade suportar a pressão e o

impacto exercido pelo peso do veículo; talões que têm como função fixar o pneu no

aro (internamente são feitos por filamentos de aço inextensíveis que variam de

acordo com a dimensão da roda); a banda de rolamento ou banda de rodagem, que

é a parte do pneu que está ligada diretamente ao solo (na sua composição estão

presentes os sulcos e blocos, que ajudam tanto na drenagem da água quanto na

aderência do solo); e por lonas que são filamentos de borracha posicionados sobre

a carcaça, com finalidade garantir uma maior área de contato e de suportar a

pressão exercida pelo solo (Figura 7).

Figura 7- Pneu

Especificamente na moto existem os diferentes tipos de pneus com as

características sintetizadas na Tabela 1:



Tipos de pneus Características

Pneus de competição Uso em pista Baixa durabilidade Diferentes consoante o estado do piso: húmido ou seco Opção de rigidez: rígida, intermédia ou macia

Pneus de desporto Pneus de borracha macia Utilização desportiva e/ou em circuito Apresentam poucos desenhos de piso Atingem temperaturas muito elevadas Vida útil curta Pouco eficazes em piso molhado

Pneus de desporto/touring

Pneus de borracha intermédia (nem macia, nem rígida) Mais desenhos na superfície Temperatura de funcionamento mais baixa Excelente aderência ao piso Adaptam-se perfeitamente aos diversos tipos de terrenos

Pneus touring Ideal para uso regular Pneus de borracha rígida Baixa temperatura de funcionamento Tempo de vida útil é superior ao dos pneus de desporto Recomendados para todo o tipo de trajetos Desenhos possibilitam um andamento mais seguro em pisos molhados

Pneus mistos ou trail Ideal para terra e asfalto Desenhos mais largos na superfície Tração nos mais diversos terrenos, como na lama ou na areia Borrachas rígidas Temperatura de funcionamento baixa Boa aderência a todo o tipo de piso

Pneus todo o terreno (TT)

Grandes sulcos na sua superfície Ideal para ser utilizado em pistas de terra ou nas provas de motocross Borracha rígida Temperatura de funcionamento baixa Ideais para serem utilizados em terrenos secos e em superfícies acidentadas Excelente aderência ao piso

Tabela 1- Tipos de pneus e características

Fonte: http://motoclube.com/artigos/tipos-pneus-moto

O tipo de pneu deve ser escolhido tendo em conta a mota que se utiliza e as

ocasiões em que se utiliza. A escolha do pneu tem um importante papel no

http://motoclube.com/artigos/tipos-pneus-moto



rendimento da máquina.

2) Carenagem

A carenagem é uma estrutura de plástico, fibra de vidro ou fibra de carbono

localizada na parte da frente da moto (Ver Figura 8).

Figura 8 - Carenagem

A carenagem surgiu pela primeira vez no contexto do desporto motorizado em

1976 numa moto de corrida da BMW, a BMW R100RS, sendo posteriormente

aplicada nas motas do dia-à-dia. 10

A carenagem tem como objetivo diminuir a resistência do ar e melhorar a

aerodinâmica da moto, aumentando o seu desempenho, poupando combustível e

possibilitando atingir uma maior velocidade com maior estabilidade e segurança, e

com menos turbulência. Para além disso, a carenagem também protege o condutor

e alguns componentes da moto da chuva, do vento e em caso de acidente. De

referir ainda que a carenagem aumenta a componente estética da mota, tornando-a

mais pessoal e personalizável.

10 Fonte: http://www.nicecycle.com/the-history-of-motorcycle-fairings-a/276.htm



3) Sistema de refrigeração

O sistema de refrigeração tem como finalidade controlar a temperatura do

motor de modo melhorar o rendimento.

Observou-se também que tirar proveito da energia calorífica exercida pela

combustão servia para melhorar o desempenho e a durabilidade do veículo, assim

passou-se a controlar a temperatura. Deste modo, nas motos modernas, em que há

gestão eletrónica do motor, quando é apresentada uma modificação na sua

temperatura, é alterada a quantidade de combustível injetado para o funcionamento

do motor, resultando numa melhor durabilidade e desempenho.11

Nas motas existem dois tipos de refrigeração, a ar e a líquido.

Refrigeração a ar

A refrigeração a ar é a mais simples de todas. A atividade do motor gera

calor, o qual as aletas (Figura 9) presentes no cilindro, geralmente de alumínio,

o absorve e transfere essa energia para o ar. O ar passa pelas aletas,

arrefecendo-as e consequentemente, o motor. Esse tipo de sistema é utilizado

em motos mais simples e que não superaquecem tão facilmente.

Figura 9- Esquema de refrigeração a ar

Uma das desvantagens deste tipo de refrigeração é o facto do arrefecimento do

11 http://clubecorsaportugal.foruns.com.pt/t68-nocoes-basicas-sistema-de-refrigeracao



motor estar sujeito a maiores variações térmicas, ou seja, a temperatura ambiente

(verão ou inverno) tem muita influência, e o facto de estar a trabalhar parado ou em

movimento pode alterar significativamente a temperatura devido à deslocação do ar.

Sistema de refrigeração líquida

a) Por termossifão

Este tipo de refrigeração utiliza um dos princípios mais simples de

funcionamento. O mesmo que cria grandes correntes oceânicas. Tendo em conta

que um líquido ao aquecer se torna menos denso, este vai subir em relação às

zonas mais frias. Deste modo, a água fria proveniente do radiador sobe dentro do

motor, saindo por uma mangueira até ao topo do radiador onde irá arrefecer e

descer. Este ciclo repete-se e cria a circulação da água no interior do motor,

arrefecendo-o.

É um sistema de circuito fechado a elevada pressão, que evita perdas de água e

ao mesmo tempo aumenta o ponto de ebulição do líquido refrigerante, como se

fosse uma panela de pressão utilizada vulgarmente na cozinha.

b) Por bomba recirculante

A refrigeração líquida por bomba recirculante usa, ao contrário do sistema por

termossifão, uma bomba de água para forçar a circulação do líquido dentro do

motor. (Figura 10)

Figura 10- Esquema de refrigeração por bomba recirculante



Na figura 11 podemos ver um dos componentes mais importantes deste sistema.

Este é a válvula do termostato que gere a passagem do líquido do motor para o

radiador.

Figura 11- Válvula do termostato

Quando o ar que passa pelo radiador não é suficiente para baixar a temperatura

do líquido refrigerante, muitas motas utilizam ventoinhas que forçam o ar entre as

alhetas do radiador e ajudam assim a diminuir a temperatura do líquido.

4) Sistema de Travagem

O sistema de travagem é o que permite diminuir a velocidade da mota ou

imobilizar completamente o veículo. A moto tem uma particularidade em relação aos

carros que é o facto de se escolher entre travar com a roda da frente ou travar com

a roda de trás.

Para travar a moto utiliza-se a manete e/ou o pedal, comprimindo o óleo dos

travões. Com a compressão do óleo, é exercida uma pressão num pistão que por

sua vez empurra as pastilhas de travão contra os discos de travão. Graças ao atrito

entre as pastilhas de travão e os discos, a energia cinética é convertida em energia

térmica, diminuindo a velocidade da mota.

Porém a grandes velocidades e/ou com piso molhado, uma travagem brusca

pode fazer com que as rodas bloqueiem e a mota deslize no asfalto, aumentando a

distância de travagem ou até causando a queda da mota. Sendo assim, foi

inventado o ABS (Anti-Lock Braking System), que é composto por um conjunto de

sensores eletrônicos incorporados no sistema de travagem da mota. No caso de se



efetuar uma travagem brusca, o sistema analisa a velocidade de rotação da mota e

no caso de esta diminuir demasiado rápido, o sistema diminui automaticamente a

pressão exercida pelas pastilhas nos discos, evitando assim que as rodas bloqueiem

e diminuindo a distância de travagem.

5) Motor

Os motores presentes em quase todas as motos da atualidade são motores de

combustão interna. Dentro deste conjunto de motores existem dois tipos: motores a

2 tempos e motores a 4 tempos.

O ciclo dos motores de combustão possui 4 fases: a admissão, onde o

combustível entra no cilindro; a compressão para o combustível ficar comprimido e

posteriormente haver uma melhor explosão; a explosão que gera a energia cinética

necessária para a mota se mover; e a descarga, que liberta os gases resultantes da

combustão para se poder recomeçar o ciclo (Figura 12).12

Figura 12 - 4 Fases do motor de combustão

12 http://auto.howstuffworks.com/motorcycle1.htm



5. Vantagens e desvantagens da mobilidade individual

Uma das principais vantagens da mobilidade individual é, sem dúvida, a

flexibilidade. A liberdade de horários e de escolha de trajetos pelo facto de viajarmos

sozinhos permite-nos levar uma vida mais autónoma. Podemos viajar “porta a porta”

poupando deslocações desnecessárias e, muitas vezes, também tempo. Além disso,

se o nosso objetivo for o transporte de cargas, será mais eficiente utilizar um carro

ou uma carrinha do que um transporte coletivo onde são restringidas cargas

máximas. A maioria dos transportes coletivos que temos à nossa disposição são os

transportes públicos. Estes têm como principal objetivo permitir que todas as

pessoas se desloquem na sua vida quotidiana. Como consequência, os preços dos

transportes não podem ser muito elevados, pois restringiria o seu uso às populações

com rendimentos mais altos. Deste modo, os transportes públicos poderão não ser a

opção de maior qualidade, pelo menos no que se refere à privacidade. Se

procuramos uma elevada qualidade, os transportes individuais poderão ser, a

melhor escolha. Contudo, o uso massivo do transporte individual tem consequências

negativas para a comunidade. Como consequência do maior tráfego de veículos,

devido à predominância do transporte individual, a sobrelotação de vias poderá ser

um problema sério. Para contrariar a degradação das vias e escoar o trânsito o

estado necessitará de grandes investimentos, quer na expansão e manutenção de

infra estruturas, quer em sistema de controlo de tráfego. Os acidentes tenderão a

ser mais frequentes! Outra consequência do uso generalizado dos transportes

individuais são as elevadas emissões de gases poluentes para a atmosfera. Nesta

área, a Engenharia Mecânica pode ter um papel decisivo para a prevalência de

veículos de uso individual de uma forma sustentável.

A nível pessoal, pelo menos a curto prazo, a aquisição de um transporte

individual constitui um investimento que se torna, na maioria das vezes, mais

dispendioso do que o uso de transportes coletivos. Acrescem as despesas com

pagamento de estacionamentos, portagens e a manutenção do veículo. Temos

também de estar focados na condução, embora já comecem a surgir automóveis

com “auto piloto”, de que são exemplo os recentes Tesla.



Quando falamos de veículos motorizados, os transportes públicos têm como

vantagens o menor custo unitário e uma maior segurança. (importante frisar que

apesar do custo unitário ser mais baixo, muitas das vezes é necessário um passe

que promove o uso regular). Além disso, podemos aproveitar o facto de não termos

de conduzir para realizar outras tarefas e assim rentabilizar o tempo. Constituem

também uma alternativa mais sustentável para a substituição do automóvel

individual (congestionamento, consumo de energia, acidentes, eficiência económica

da cidade, ocupação racional do solo, desumanização, investimentos públicos,

estacionamento).

Figura 13- Transporte individual vs Transporte coletivo: Espaço ocupado na via



6. Conclusões

A facilidade de um indivíduo se deslocar de um lado para outro (mobilidade

individual) é importante para melhorar o seu bem-estar. A este nível, é de realçar a

importância da Engenharia Mecânica como impulsionadora dessa mobilidade, sendo

que esta engenharia permite descobrir soluções para problemas com ela

relacionados, bem como otimizá-la.

Ao longo da história da mobilidade individual a Engenharia Mecânica esteve

sempre presente, mais ou menos interventiva dependendo da época. O ponto de

maior destaque foi o contributo para a invenção e aumento do rendimento da

máquina a vapor no século XVIII.

Um veículo usado como transporte individual é a moto. A evolução de engenhos

está diretamente relacionada com a necessidade, e a moto não é exceção. Por

exemplo, durante a Grande Guerra, a necessidade de uma maior rapidez de troca

de informação entre várias regiões levou à evolução da moto. O papel da

engenharia mecânica foi fundamental para a sua evolução, como por exemplo na

criação de vários tipos de pneus adequados a cada contexto e tipo de piso, na

invenção e aplicação de novos materiais na carenagem, entre outros.

A mota, à semelhança de outros veículos a motor, apresenta a desvantagem de

provocar poluição sonora e atmosférica, contudo, é mais rápida, mais confortável e

mais prática. Por outro lado, os veículos sem motor são “amigos” do ambiente,

embora necessitem de um elevado esforço físico por parte do utilizador.

Em suma, a mobilidade individual tem sido facilitada com a evolução dos meios

de transporte ao longo das épocas. Esta evolução tem que ser muito bem projetada,

e para tal necessita da intervenção da Engenharia Mecânica, a qual planeia,

desenvolve, constrói e gere a manutenção dos equipamentos referentes à

mobilidade. Ou seja, engenharia que trabalha para a melhoria da qualidade de vida

do ser humano.

Ainda existem vários desafios pela frente, referentes à mobilidade, aos quais a

engenharia mecânica terá de dar resposta, em particular o excesso de tráfego, o

desenvolvimento de processos de fabrico mais económicos e rentáveis, e os



problemas relacionados com a sustentabilidade ambiental e com a libertação de CO2

e outros gases poluentes.



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