WiDE: Prolongando a Vida Útil do Diesel em um Mundo em Descarbonização

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

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

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

O diesel tem, na verdade, uma eficiência de combustível 25% a 35% melhor que a gasolina, tornando-o a melhor opção para veículos comerciais. Além de oferecer melhor economia de combustível, os motores a diesel entregam melhor aceleração e potencial de reboque e transporte, requerem 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 (PM).

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

Para ajudar a reduzir os efeitos negativos do combustível diesel em nossa saúde e no meio ambiente, pesquisadores da Federal University of Technology Owerri (FTO) na Nigéria recorreram à tecnologia de Emulsão Água-em-Diesel (WiDE) e a identificaram como uma estratégia promissora para reduzir a poluição de motores a diesel¹ enquanto mantêm, ou até melhoram, seu desempenho.

Emissões de Diesel: Por que Elas Continuam sendo um Grande Desafio de Poluição

Como uma grande fonte de emissões nocivas, os motores a diesel apresentam sérios riscos à saúde, como problemas respiratórios e cardiovasculares. Eles também contribuem para problemas ambientais como smog, chuva ácida e aquecimento global.

Para mitigar o impacto ambiental dos motores de ignição por compressão, os motores a diesel modernos utilizam várias 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 a reduzir as emissões, elas não o fazem completamente e, além disso, aumentam o custo e a complexidade dos motores.

Por exemplo, o DOC reduz efetivamente CO e HC, mas tem efeito mínimo nas emissões de partículas e NOx, enquanto o DPF é eficaz na redução de partículas, mas não aborda CO ou NOx, que podem ser reduzidos efetivamente pelo EGR de baixo custo, embora possa aumentar ligeiramente as emissões de partículas.

Existem outras alternativas, como o biodiesel, que é derivado da biomassa e tem sido bem-sucedido em reduzir significativamente PM, 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, ou seja, reduzir um frequentemente aumenta o outro.

Uma solução para esse problema é introduzir água na câmara de combustão, o que reduz substancialmente tanto as emissões de NOx quanto de PM. Agora, existem algumas maneiras diferentes de introduzir água nos motores a diesel. Isso inclui Fumigação de Água no Coletor de Admissão (FWIM) e Injeção Direta de Água (DWI), que reduzem as emissões de NOx e PM, mas podem aumentar as emissões de HC e CO.

Existe ainda uma maneira fácil, porém eficaz, de cortar a poluição dos motores a diesel, que 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, desempenho do motor e eficiência de combustão. Essa técnica pode realmente reduzir as emissões de fumaça e NOx em mais de 60% enquanto mantém o desempenho forte, ou até mesmo melhora a eficiência do motor em algumas ocasiões.

Esta opção mais limpa, que reduz a temperatura de combustão, diminui a duração da combustão em alta temperatura, aumenta o impulso do jato e aprimora a economia de combustível, funciona em motores diesel existentes sem modificação.

Tecnologia WiDE: Como a Água-em-Diesel Reduz Emissões e Melhora o Desempenho

Quando misturado corretamente, o diesel tende a flutuar no topo porque é mais leve que a água. Um combustível emulsionado, porém, é uma mistura de dois líquidos imiscíveis que não podem se combinar completamente, com uma substância distribuída por toda a outra. Assim, a emulsão é criada usando técnicas de alta energia com a ajuda de surfactantes.

Para que o motor a diesel opere com combustível emulsionado, o tempo de estabilidade da WiDE é crítico, pois a diminuição da estabilidade da emulsão enquanto o motor está em funcionamento impactará negativamente o sistema de combustão e fará o motor falhar prematuramente.

Produtos químicos especiais chamados surfactantes desempenham um papel essencial em manter o diesel e a água misturados uniformemente. Eles criam emulsões estáveis ao reduzir a tensão superficial entre os dois, ligando-os efetivamente.

Assim, na tecnologia WiDE, gotículas de água muito pequenas são misturadas ao combustível diesel, e surfactantes são adicionados para mantê-las uniformemente distribuídas, 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 fragmenta o combustível em partículas mais finas.

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

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

De acordo com os estudos revisados na análise WiDE, operar motores a diesel com WiDE pode reduzir drasticamente as emissões nocivas. Notavelmente, as emissões de NOx diminuíram 67% e o PM caiu 68% em comparação com o diesel padrão, “posicionando-o como um combustível alternativo mais limpo para motores a diesel.”

Além das vantagens ambientais, vários experimentos também relataram benefícios de desempenho. Isso inclui melhorias na eficiência térmica de frenagem (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 de frenagem, BSFC e torque, também mostram resultados promissores com WiDE.

Portanto, não só os motores WiDE produzem escapamento mais limpo, como também utilizam o combustível de forma mais eficiente.

“Emulsões água-em-diesel são uma forma prática e econômica de tornar os motores a diesel mais limpos,” disse o autor principal Dr. Chukwuemeka Fortunatus Nnadozie. “Como a tecnologia não requer redesign do motor, oferece um caminho imediato para menores emissões tanto em países em desenvolvimento quanto em países desenvolvidos.”

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

Os pesquisadores descobriram que múltiplos surfactantes proporcionam 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, focando no refinamento das combinações de surfactantes e na avaliação dos efeitos de longo prazo da emulsão nos componentes do motor.

Mais importante, a WiDE pode oferecer uma forma prática de reduzir a poluição de motores atualmente operacionais e contribuir para outras tecnologias limpas, em vez de substituir soluções mais limpas e de longo prazo. Combinar essa abordagem de combustível com biodiesel e sistemas avançados de controle de emissões, segundo a equipe, pode ajudar a apoiar metas mais amplas de clima e qualidade do ar.

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

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

A tecnologia WiDE é apenas uma das muitas maneiras que o setor de transporte pode abordar as limitações do diesel. A busca por alternativas mais limpas levou a uma variedade de combustíveis e tecnologias de propulsão que podem ajudar a indústria a alcançar a descarbonização de longo prazo. Um caminho promissor para reduzir emissões é o biodiesel e o diesel renovável, que são derivados da biomassa.

O biodiesel é produzido por transesterificação de óleos vegetais como óleo de soja, óleo de girassol, óleo de colza e óleo de palma, gorduras animais de plantas de processamento de carne e óleo de cozinha reciclado de restaurantes. A alga é outra fonte promissora de matéria‑prima de biomassa.

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

O hidrogênio é outra solução para limitar as emissões de gases de efeito estufa de veículos motorizados através de motores de combustão interna a hidrogênio (H2ICE) e células de combustível a hidrogênio (FCEVs). Ambos podem alimentar veículos usando o combustível zero carbono.

No caso dos H2-ICE, os motores de combustão interna regulares usam hidrogênio em vez de diesel ou gasolina.

Os FCEVs geram eletricidade a partir do hidrogênio usando um dispositivo chamado célula de combustível, onde o hidrogênio se combina com oxigênio para produzir eletricidade que alimenta o motor elétrico, muito semelhante a um veículo elétrico.

Embora os motores de combustão interna sejam mais eficientes sob alta carga, tornando os H2-ICE a escolha mais adequada para caminhões pesados, os FCEVs são mais eficientes em cargas menores, tornando‑os ideais para caminhões de reboque ou caminhões betoneira.

Ambos H2-ICE e FCEVs têm perfis de emissões semelhantes, mas enquanto o primeiro pode produzir NOx e vestígios de CO2, o último produz apenas vapor d’água.

Como resultado, várias montadoras estão ativamente buscando planos de FCEV, incluindo BMW Group, Toyota e 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 9.000 rpm de rotação máxima e chega a 205 mph.

Mas, como foi recentemente compartilhado, o hidrogênio tem seus próprios custos e desafios de infraestrutura que precisam ser enfrentados com apoio político, investimentos e parcerias público‑privadas para impulsionar a adoção.

Então existem combustíveis sintéticos, ou e‑combustíveis, produzidos usando carbono capturado e hidrogênio verde. Este combustível alternativo é criado por processamento químico. A maioria dos combustíveis sintéticos foi produzida tratando fontes de combustíveis fósseis existentes, como converter gás natural em óleos combustíveis, liquefazer carvão e transformá‑lo em diesel e gasolina, e recentemente converter madeira ou resíduos animais em óleos combustíveis.

Essas opções, porém, utilizam carbono sólido ou sequestrado, o que significa que liberam CO2 na atmosfera. Os e‑combustíveis eliminam esse problema ao remover a dependência de combustíveis fósseis, permitindo a descarbonização de setores intensivos em energia.

Esses combustíveis são feitos extraindo CO2 da atmosfera, e se as emissões liberadas durante a combustão forem equivalentes ao CO2 usado para produzi‑los, então esse método é considerado neutro em carbono.

Para sintetizar e‑combustível, o CO2 é obtido através de captura aérea, que suga CO2 diretamente da atmosfera ambiente usando solventes líquidos ou sorventes sólidos, ou capturando 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.

Juntos, essas soluções estão ajudando a enfrentar o impacto ambiental do diesel e pavimentando o caminho para um futuro de transporte mais limpo e sustentável.

Investindo em Tecnologia Mais Limpa

Cummins Inc (CMI ) é um dos principais fabricantes mundiais de motores a diesel e 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 está trabalhando para melhorar a eficiência e as emissões do diesel a curto prazo, enquanto escala soluções de emissão zero a longo prazo.

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

O segmento Components projeta e fabrica eixos, freios, linhas de transmissão e sistemas de suspensão, enquanto o segmento Power Systems foca em alternadores e conjuntos geradores de energia primária. Seu segmento Accelera fabrica e suporta sistemas de energia eletrificados, incluindo tecnologias de bateria, célula de combustível e trem de força elétrico, bem como tecnologias de produção de hidrogênio. Depois há o segmento Engine, que fabrica uma variedade de motores alimentados a gás natural e diesel, enquanto o segmento Distribution apoia sistemas de geração de energia, motores de alta potência e motores pesados e de médio porte.

Equilibrar a inovação em diesel com metas de transição energética de longo prazo ajudou as ações da CMI a subir 6,65% no ano até a data (YTD) e 68,78% no último ano, negociando agora a US$ 543,42. Com isso, a capitalização de mercado de US$ 75 bilhões da Cummins tem um EPS (TTM) de 20,51 e um P/E (TTM) de 26,54. Ela paga um rendimento de dividendos de 1,47%.

Quanto à posição financeira da empresa, a Cummins registrou US$ 33,7 bilhões em receita para todo 2025. Seus segmentos Distribution e Power Systems alcançaram recorde de vendas e lucratividade no ano passado, impulsionados por “demanda robusta por energia de backup de data centers”. Seu lucro líquido GAAP para o período foi de US$ 2,8 bilhões, e o EPS 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 “resultados operacionais fortes” vieram “apesar da fraqueza contínua nos mercados de caminhões da América do Norte”, com a CEO Jennifer Rumsey afirmando, “2025 marcou um ano histórico para a Cummins, pois avançamos significativamente nas prioridades estratégicas chave enquanto continuamos a melhorar 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 eletrólitos dentro da Accelera. Essa ação foi tomada como parte de uma revisão estratégica iniciada em resposta a mudanças nas expectativas de adoção de hidrogênio, para simplificar operações e reduzir custos contínuos diante de uma perspectiva de demanda mais fraca.

Enquanto isso, no quarto trimestre de 2025, a Cummins registrou receita de US$ 8,5 bilhões, lucro líquido GAAP de US$ 593 milhões e EPS diluído de US$ 4,27.

Por segmento, as vendas da Accelera aumentaram mais, em 31% para US$ 131 milhões, devido ao cronograma de instalações de eletrólitos, seguidas pelo Power Systems, que cresceu 11% para US$ 1,9 bilhão, impulsionado por maior demanda de geração de energia, particularmente nos mercados de data centers na América do Norte, China e Ásia‑Pacífico.

A demanda por produtos de geração de energia, especialmente para aplicações em data centers, também ajudou a aumentar as vendas no segmento de distribuição em 7% para US$ 3,3 bilhões. Em contraste, as vendas do segmento de componentes caíram 7% para US$ 2,4 bilhões devido à menor demanda por caminhões de médio e pesado nos EUA, mas registraram demanda mais forte na Europa e China. Enquanto isso, a menor demanda por caminhões de médio e pesado nos EUA e México levou a uma queda de 4% nas vendas do segmento de motores.

Agora, para o ano corrente, a empresa prevê que a receita aumente entre 3% e 8%, com planos de continuar gerando forte fluxo de caixa operacional e devolver 50% do fluxo de caixa operacional aos acionistas a longo prazo.

“Em 2026, antecipamos que a demanda será ligeiramente melhor nos mercados de caminhões rodoviários da América do Norte, particularmente na segunda metade do ano, acompanhada de força contínua nos mercados de geração de energia de data centers. A Cummins continua bem posicionada para investir em crescimento futuro, entregar resultados financeiros fortes e devolver caixa aos acionistas em 2026.”

– Rumsey

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Cummins Inc. (CMI)

Conclusão

Embora sejam essenciais em inúmeras indústrias graças à sua durabilidade, alta eficiência e torque significativo, os motores a diesel também são uma grande 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 aqui uma solução convincente. Ao reduzir significativamente as emissões nocivas sem exigir redesign do motor, oferece um caminho prático e econômico para uma combustão mais limpa.

Embora não seja um substituto permanente para tecnologias de emissão zero, a WiDE pode desempenhar um papel de transição crucial. Quando combinada com outras inovações, como misturas de biodiesel e combustíveis limpos emergentes, ajuda a fechar a lacuna entre a dependência de diesel legado e um futuro energético sustentável.

Referências

^{1. Nnadozie, C. F., Onuoha, C. P., Oguzie, E. E., & Emereibeole, E. I. (2025). Avanços nas estratégias de redução de emissões de diesel: um foco na tecnologia de emulsão água-em-diesel. Carbon Research, 4, 45. https://doi.org/10.1007/s44246-025-00210-y}