Ensaios de simulação: assim se estão a acelerar os testes de lubrificantes na Repsol

Os gémeos digitais são uma tendência pioneira em todo o tipo de indústrias. Basicamente, trata-se de ferramentas com as quais se cria um clone virtual de algum lugar ou elemento físico. Há anos que é algo usado para prevenir os movimentos massivos de pessoas em grandes aglomerações, como aeroportos e partidas de futebol, para fazer os primeiros testes de um novo veículo, para dar dois dos exemplos mais notórios.

Nos últimos meses, a Repsol Lubrificantes fez uma forte aposta nos gémeos digitais. Graças à estreita colaboração com investigadores da Universidade de Vigo, conseguiu-se desenvolver uma ferramenta que permite conhecer o comportamento do óleo em vários tipos de motores de forma virtual.

Até agora, o habitual era colocar uma série de sensores no motor que serviam para monitorizar todo o que ocorria no mesmo. Depois, chegou o desafio de analisar o comportamento a partir destes dados. Realizar este processo podia demorar até um ano, mas a digitalização e o desenvolvimento da inteligência artificial permitiram agilizar este processo e reduzir os tempos de forma considerável.

Como funciona a simulação do comportamento do óleo

Num primeiro momento, contou-se com a ajuda de investigadores da Universidade de Huelva, que se encarregaram de realizar a caracterização do óleo; ou seja, a tradução do óleo real em características simuladas no modelo. Isto permitiu trabalhar no ambiente do GT Suite, um software que permite replicar o comportamento de vários tipos de motor em diferentes condições. 

Aqui a questão é que o GT Suite foi pensado para o desenvolvimento de motores, mas não a influência que têm nos distintos produtos, como é o caso dos óleos. Foi aqui que entrou em jogo o papel dos investigadores da Universidade de Vigo, que sobre este software construíram um simulador do comportamento do óleo nos motores de diferentes veículos, seja de combustão ou híbridos. 

“Uma vez que tenha parametrizado o motor, acrescenta os inputs do óleo e pode simular qualquer ciclo ou utilizar os ciclos de homologação atuais, como o WLTC, ou o WHVC. Também pode indicar um circuito real e analisar o que acontece”, explica Santiago Maroto, gestor sénior da área de Assistência Técnica e Desenvolvimento de Lubrificantes na Repsol. “Desta forma, oferece-lhe soluções de perdas mecânicas ou de consumo de combustível”, acrescenta. 

“Depois de incluir as propriedades do óleo, parametrizamos o seu comportamento em diferentes condições de viscosidade, temperaturas, pressão, com cisalha... e tiveram de modificar o modelo para que fosse simples caracterizar o óleo. Graças a tal, é possível analisar a embraiagem com as partes mecânicas, permitindo comparar consumos ou perdas mecânicas”, continua Maroto, que remarca que se pode especificar até “o tipo de superfície metálica para conhecer como é a película de óleo que se forma”.

Por agora, ainda há margem para melhorias com estas ferramentas, que continuarão a ser aperfeiçoadas nos próximos anos. “Ainda não é capaz de simular como se degrada o óleo, que é algo mais complexo”, indica Maroto. 

Em qualquer caso, todos os avanços serviram para agilizar a validação dos óleos, algo que se traduz numa melhoria considerável do funcionamento do motor, além da redução do consumo de combustível. Até ao momento, o projeto centrou-se em carros e autocarros, e está previsto que continue com motores de motas nos próximos meses. 

Graças a este modelo de simulação, não só se consegue a validação dos óleos, como também permite desenvolver novas fórmulas ad-hoc para distintos tipos de motor e ciclo, sem necessidade de passar pelos ensaios no veículo convencionais. Também serve para quantificar as melhorias nos desempenhos e obter parâmetros do lubrificante que são dificilmente medíveis no contexto experimental.

“Em veículos de combustão interna, vimos que se pode reduzir as perdas mecânicas por fricção até 18% e o consumo de combustível em 5%”, conclui Maroto.