Coeficiente aerodinâmico do carro explica consumo e até autonomia de elétricos

O coeficiente aerodinâmico dos carros, conhecido como CX ou CD (drag coefficient), quer dizer o quanto o veículo resiste ao movimento através do ar. Em outras palavras, ele mede o arrasto aerodinâmico, que é a força de atrito que o ar exerce contra a carroceria enquanto o carro se move.

Esse valor não possui unidade de medida, pois é um número adimensional. Quanto menor for o CX, mais fácil o carro atravessa o ar. Consequentemente, o motor precisa fazer menos esforço para manter o veículo em movimento.

Hoje, a maioria dos carros modernos apresenta coeficiente aerodinâmico próximo de 0,30. Já modelos muito eficientes podem chegar a 0,21 ou 0,28, o que significa que eles cortam o ar com mais facilidade. Só por curiosidade, a Fórmula 1 trabalha o cx em 0,70. 

O que acontece quando você tira o pé do acelerador

A aerodinâmica fica mais fácil de entender em uma situação comum no dia a dia. Quando o motorista tira o pé do acelerador, o carro entra em modo de inércia.

Nesse momento o motor deixa de enviar força para as rodas, porém o veículo continua em movimento por causa da energia cinética acumulada. É como se o carro estivesse surfando no fluxo de ar. Enquanto isso acontece, duas forças começam a desacelerar o carro.

Primeiro aparece o arrasto do ar, que empurra a carroceria na direção contrária ao movimento. Depois surge a resistência ao rolamento, causada pelo contato dos pneus com o asfalto.

Se o carro tiver um CX baixo, ele atravessa o ar com mais facilidade, portanto perde velocidade mais lentamente quando o motorista solta o acelerador.

Por que isso influencia o consumo de energia

A aerodinâmica não mede o consumo diretamente, porém ela influencia quanto de energia o carro precisa para se mover. Por isso, na estrada, fazemos números melhores que o Inmetro normalmente, pois o instituto faz os testes em laboratório, enquanto o fluxo de ar influencia isso no final das contas. 

Em contrapartida, quanto maior for a resistência do ar, mais força o motor precisa gerar para manter a velocidade. Como consequência, o carro gasta mais combustível ou eletricidade.

Por isso esse efeito aumenta muito em velocidades mais altas. Na estrada, por exemplo, a resistência do ar passa a ser uma das principais forças que o carro precisa vencer. Por isso, melhorar o coeficiente aerodinâmico ajuda a reduzir o consumo e aumentar a eficiência energética.

A relação com carros elétricos e híbridos

Nos carros elétricos e híbridos, a aerodinâmica ganha ainda mais importância. Como esses veículos dependem de baterias, qualquer ganho de eficiência pode significar mais quilômetros de autonomia. Nos carros elétricos o consumo costuma aparecer em kWh por 100 km, indicando quantos quilowatts-hora o carro precisa para percorrer essa distância. 

Os motores elétricos também são mais eficientes, em média, eles conseguem transformar grande parte da energia em movimento, enquanto motores a combustão perdem muita energia em forma de calor. Por isso, melhorar o coeficiente aerodinâmico ajuda os elétricos a aproveitar melhor a energia disponível na bateria.

O efeito do sistema One Pedal

Muitos carros elétricos e híbridos possuem o chamado sistema One Pedal. Quando o motorista tira o pé do acelerador, o motor elétrico passa a funcionar como um gerador. Nesse momento ocorre a frenagem regenerativa, que desacelera o carro e ao mesmo tempo recarrega a bateria.

Esse sistema recupera energia, porém ele também reduz a inércia do veículo. Ou seja, o carro desacelera mais rápido e deixa de deslizar livremente pelo ar. Por isso algumas montadoras sugerem reduzir ou desativar o One Pedal em determinadas situações, principalmente em rodovias, permitindo que o carro continue se movendo por mais tempo apenas com a aerodinâmica.

Como engenheiros reduzem o coeficiente aerodinâmico

Para diminuir o arrasto do ar, engenheiros e designers passam muitas horas analisando o fluxo de ar ao redor do carro. Grande parte desse trabalho acontece em túneis de vento, onde especialistas simulam o deslocamento do ar pela carroceria.

Com base nesses testes surgem várias soluções aerodinâmicas, como as entradas de ar no para-choque que ajudam a direcionar o fluxo, algo, que por exemplo, aconteceu recentemente na reestilização do Volkswagen Nivus. 

Já os aerofólios controlam turbulências, as rodas com desenho fechado reduzem a resistência. Além disso, algumas marcas adotam maçanetas embutidas na carroceria, justamente para melhorar a passagem do ar. Quanto mais suave for o fluxo de ar ao redor do carro, menor será o coeficiente aerodinâmico.

Um exemplo histórico

Um dos carros mais famosos quando o assunto é aerodinâmica foi o Chevrolet Calibra. Produzido entre 1989 e 1997, o cupê esportivo se tornou referência por apresentar coeficiente aerodinâmico de 0,26, um número extremamente baixo para a época.

O modelo chegou ao Brasil nos anos 1990 com motor 2.0 de cerca de 150 cv, além de velocidade máxima superior a 250 km/h. Mais do que desempenho, o Calibra ficou conhecido pela carroceria extremamente eficiente ao cortar o vento.

Outros fatores que influenciam a eficiência do carro

A aerodinâmica é um dos principais fatores que determinam a eficiência energética de um veículo, porém ela não atua sozinha. A chamada resistência ao rolamento também interfere no consumo.

Os pneus geram atrito constante com o asfalto, enquanto o peso do conjunto roda e pneu aumenta o esforço necessário para deixar o carro em movimento. Rolamentos de roda, pequenas forças residuais de frenagem e até o funcionamento da transmissão também geram perdas de energia.

Dentro da caixa de câmbio, por exemplo, engrenagens giram mergulhadas em óleo. Quando esse óleo está frio, ele se torna mais viscoso e cria mais resistência mecânica. O mesmo acontece com sistemas de tração integral, que possuem componentes adicionais como cardã, diferencial extra e caixa de transferência.

A aerodinâmica é algo extremamente importante

À medida que os carros evoluem, a eficiência energética passa a ser uma prioridade para a indústria automotiva, especialmente tratando-se de carros elétricos e até híbridos, que cada km conta.  

Reduzir o coeficiente aerodinâmico permite que o veículo se mova com menos resistência do ar. Como resultado, o motor precisa gerar menos força, o consumo diminui e a autonomia aumenta.

E você, já tinha percebido como o formato da carroceria pode influenciar no consumo e até na autonomia de um carro? Deixe seu comentário!

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