NOTA: esta é uma matéria premium exclusiva para FlatOuters e assinantes que está aberta para degustação, para ajudá-lo na decisão de assinar o site.
Com a profusão do downsizing de motores ao longo desta década, os turbocompressores se tornaram uma tecnologia predominante na indústria automobilística, de forma que já quase não se fala de motores sem mencioná-los. Mas tão comum quanto sua presença nos motores modernos, é um vício de linguagem envolvendo justamente estes componentes “mágicos”, capazes de aumentar a potência dos motores usando parte da energia resultante de sua própria combustão. Pense por um instante em quantas vezes você já leu, ouviu ou usou o termo “turbina” como sinônimo de turbo? Pois então… as duas coisas são intimamente relacionadas, mas diferentes.
Antes de explicar as diferenças, contudo, precisamos explicar a semelhança entre ambas, e ela está na origem dos nomes. Turbina vem do francês turbine, que, por sua vez, vem do latim turbō, que significa “redemoinho”. Uma turbina é qualquer dispositivo mecânico rotativo que transforma a energia de um fluido em trabalho útil. Os exemplos mais simples e primitivos de turbina são as rodas d’água e os moinhos de vento: eles transformam a energia do fluxo de um fluido (ar ou água) em trabalho útil (bombas ou moedores).
O turbocompressor é um dispositivo que comprime matéria compressível usando o trabalho gerado por uma turbina, daí seu nome: a justaposição de “turbo” e “compressor”. Veja a imagem abaixo, que mostra um turbocompressor em corte:
A turbina é o rotor no círculo vermelho e o eixo ligado ao rotor do lado esquerdo (azul). O fluido são os gases do escape, que movem seu rotor. O movimento da turbina (trabalho) é transferido para o rotor do lado esquerdo que comprime o ar que será admitido pelo motor. A turbina é apenas parte do turbocompressor e não um sinônimo para turbocompressor ou turbo.
Por essa razão também o compressor centrífugo de polia não é chamado de turbo: ele não tem uma turbina, apenas uma polia que move o rotor do compressor. O nome “turbo” é simplesmente uma abreviação de turbocompressor, da mesma forma que moto é a abreviação de motocicleta e pneu é a abreviação de pneumático. Usar a palavra “turbina” como sinônimo de turbocompressor não é apenas impreciso, mas também errado.
Da mesma forma ocorre com as “turbinas de avião”: as turbinas são componentes essenciais dos motores a jato, mas não são o motor em si. Há diferentes tipos de motor a jato, e nem todos usam uma turbina em seu sistema. Os motores de foguete e os termojatos são dois exemplos de motores a jato/reação que dispensam as turbinas.
Nos turbojatos, turbofans e turboélices as turbinas são apenas o módulo final do motor, que são movidas pelos gases da combustão e, por meio de um eixo, transferem o trabalho para os fans/hélices e compressores. Aqui vale uma explicação rápida sobre estes tipos de motores para deixar mais clara a função da turbina.
Nestes motores, o ar é admitido pela abertura frontal do motor (boca), em seguida é comprimido de forma progressiva por um módulo compressor e direcionado para a caixa de combustão, onde é misturado ao combustível e passa pelo processo de ignição. Os gases resultantes são direcionados à turbina, que é movida pelo deslocamento destes gases para girar os módulos compressores e, no caso do turbofan, o fan que captura o ar para o motor, e no caso do turboélice a hélice.
Após passar pelo módulo da turbina, nos turbojatos e turbofans os gases são expelidos em alta pressão por uma abertura mais estreita que a admissão. O escape destes gases em alta pressão projeta o motor para a frente — e é por isso que eles são chamados de motores de reação. Nos turboélices o escape dos gases é feito em menor pressão, e a propulsão do motor é feita pelo deslocamento do ar da hélice, que gera sustentação e “puxa” o motor.
Como você deve ter notado, a turbina dos turbocompressores tem uma função análoga à da turbina dos motores aeronáuticos — mover os rotores de um compressor. Mas a semelhança para por aí, e é por isso que não chamamos os motores aeronáuticos nem os turbocompressores de turbinas.