No olho do furacão.
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No olho do furacão.

É possível medir a aerodinâmica: o túnel de vento revela a arte dos engenheiros da Mercedes-Benz.

O Actros consome até cinco por cento menos combustível do que o seu antecessor. Isto também se deve à sua aerodinâmica melhorada, conseguida através das experiências realizadas em computador, em estrada – e no túnel de vento.

O enorme ventilador podia perfeitamente ser utilizado como cenário da mais recente produção de Hollywood – e passar pelo motor a jato de uma enorme nave espacial, graças ao diâmetro de 8,5 metros deste ventilador axial e às nove aletas pintadas de vermelho com dois metros e meio de comprimento. De facto, neste dia são captadas imagens nas instalações, mas apenas imagens estáticas, mais concretamente retratos de Michael Hilgers, o diretor de CAE Vehicle Functions no Departamento de Desenvolvimento de Veículos Comerciais da Mercedes-Benz.

No túnel de vento da Daimler AG, na zona de Untertürkheim em Estugarda, Hilgers e os seus colegas contribuíram de modo decisivo para tornar o Actros ainda mais aerodinâmico e, assim, mais eficiente no consumo de combustível do que qualquer um dos modelos anteriores. 

A importância da aerodinâmica é sublinhada pelo seguinte valor: num camião atual utilizado no trânsito de longa distância na Europa, aproximadamente um terço da energia mecânica disponível é aplicado na eliminação da resistência do ar. Quanto menor for a resistência, mais aerodinâmico é o camião e menor será o seu consumo. Comparativamente ao seu antecessor, o Actros permite poupar até cinco por cento no combustível, sendo que 1,3 por cento deste valor é conseguido apenas com a aerodinâmica otimizada da MirrorCam, que substitui os clássicos espelhos retrovisores exteriores.

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Michael Hilgers, diretor de CAE Vehicle Functions no Departamento de Desenvolvimento de Veículos Comerciais da Mercedes‑Benz, apresenta a potência do ventilador no túnel de vento de Untertürkheim.

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250

quilómetros por hora de velocidade do vento podem ser gerados pelo ventilador do túnel de vento.

Mas, concretamente, como é que os engenheiros fazem os testes? O ventilador do túnel de vento é capaz de simular tempestades com velocidades de até 250 quilómetros por hora. Para os testes, o veículo é colocado sobre uma placa giratória com balança integrada. Assim, é possível simular as mais diversas condições de fluxo de ar.

«Fazemos experiências aleatórias para confirmar a melhoria aerodinâmica dos componentes do protótipo.»

Michael Hilgers, diretor de CAE Vehicle Functions

O objetivo destas simulações é otimizar o valor do coeficiente de resistência aerodinâmica de um camião. «Fazemos experiências aleatórias para confirmar a melhoria aerodinâmica dos componentes do protótipo», esclarece Michael Hilgers sobre os princípios deste processo. «Em paralelo é sempre feito o cálculo do fluxo no computador: a simulação digital realizada com base na Computational Fluid Dynamics, ou, abreviando, CFD.» Além disso, as medidas aerodinâmicas também são validadas em estrada.

No caso do Actros, os trabalhos no túnel de vento forneceram indicações relevantes para a conceção da MirrorCam, mas também para o posicionamento dos braços da câmara do lado direito e esquerdo da cabina. «Em debate estavam a área superior e inferior do pilar A e a área superior do pilar B», explica Michael Hilgers.

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Atenção ao pormenor I: no Actros, o ar em torno da MirrorCam praticamente não se mexe.

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Dianteira na corrente: durante o trabalho no túnel de vento, os engenheiros focaram-se nos braços de câmara da MirrorCam e nos defletores laterais da cabina.

9000

metros cúbicos de ar são deslocados em sentido horizontal num túnel circular com 125 metros de comprimento.

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Atenção ao pormenor II: também não há praticamente nenhuma agitação em torno dos defletores laterais – na imagem, o lado direito da cabina.

As experiências foram efetuadas num Actros verdadeiro, no qual os espelhos retrovisores exteriores foram substituídos por protótipos dos braços da câmara – montados sucessivamente nas três posições que se pretendia testar. O camião foi colocado na balança do túnel de vento e o ventilador ligado. A balança permitiu aos engenheiros medir a potência do vento que atua sobre o veículo por meio do fluxo do ar. O resultado: a melhor posição para os braços da câmara é no pilar A, na zona do contorno do teto.

Adicionalmente, procurava-se também uma solução que não prejudicasse o desempenho da câmara em caso de luz difusa vertical. Nestes testes, o pequeno teto, que agora equipa os braços da MirrorCam, levou a melhor. Os engenheiros também trabalharam com afinco no desenvolvimento dos novos defletores laterais da cabina, que apresentam agora uma forma côncava. Os defletores laterais otimizados contribuem igualmente para que o Actros consuma menos combustível do que qualquer um dos seus antecessores.

Para além da redução do consumo, as experiências no túnel de vento e as análises CFD também serviram para os engenheiros abordarem o tema da eliminação de sujidade. «Trata-se sobretudo de áreas relevantes para a segurança, como o para-brisas e as janelas laterais, assim como as lentes dos braços da câmara», esclarece Hilgers. «A aerodinâmica tem influência sobre a quantidade de sujidade dos veículos a circular à frente e do próprio veículo que adere ao camião.»

Um aspeto essencial é não só o trabalho próprio dos especialistas em aerodinâmica, mas também a colaboração com os colegas de outras áreas fundamentais, sobretudo os designers e os especialistas da construção, uma vez que nem tudo o que melhora a aerodinâmica faz sentido do ponto de vista do design ou é realizável em termos de construção.

Do mesmo modo, os engenheiros de aerodinâmica também são obrigados a vetar algumas ideias dos colegas. «Mas o mais importante é que todos os envolvidos têm consciência de uma coisa», sublinha Michael Hilgers: «O objetivo final é sempre desenvolver, em conjunto, a melhor solução.»

O túnel de vento de Untertürkheim.

O túnel de vento localizado em Untertürkheim está à disposição dos engenheiros da Mercedes-Benz há oito décadas. Graças a intervenções de modernização específicas, este equipamento corresponde, como sempre, ao estado da técnica mais recente. Dois motores de corrente contínua com 2.500 kW de potência cada movimentam o ventilador axial – com tanta potência que até conseguem atingir uma força do vento de 17, deslocando cerca de 9.000 metros cúbicos de ar em sentido horizontal num túnel circular com 125 metros de comprimento. O veículo de teste é colocado numa placa giratória com doze metros de diâmetro, o que permite expô-lo à corrente do vento de frente, mas também em qualquer ângulo lateral que se pretenda testar. Além de um dinamómetro, a placa giratória integra igualmente uma balança de seis componentes, destinada a determinar várias forças, como a força do vento, com a máxima precisão. As forças são transferidas por meio de alavancas e tirantes para células de carga, o que permite a sua análise.

«O objetivo final é sempre desenvolver, em conjunto, a melhor solução.»

Michael Hilgers

Fotografia: Daimler, Lars Kruse

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