diminuicao-do-arrasto-aerodinamico-e-economia-de-combustivel

Prévia do material em texto

VINICIUS ROSILHO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIMINUIÇÃO DO ARRASTO AERODINÂMICO E ECONOMIA DE 
COMBUSTÍVEL DE UM VEÍCULO DEVIDO A SUBSTITUIÇÃO DOS ESPELHOS 
RETROVISORES EXTERNOS POR CÂMERAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Caetano do Sul 
 
2013 
 
 
VINICIUS ROSILHO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIMINUIÇÃO DO ARRASTO AERODINÂMICO E ECONOMIA DE 
COMBUSTÍVEL DE UM VEÍCULO DEVIDO A SUBSTITUIÇÃO DOS ESPELHOS 
RETROVISORES EXTERNOS POR CÂMERAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monografia apresentada ao curso de Pós-Graduação 
em Engenharia Automotiva, da Escola de 
Engenharia Mauá do Centro Universitário do 
Instituto Mauá de Tecnologia para obtenção do título 
de Especialista. 
 
Orientador: Prof. Luiz Antônio Negro Martin Lopez 
 
 
 
 
 
 
 
São Caetano do Sul 
 
2013 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Rosilho , Vinicius 
 Diminuição do Arrasto Aerodinâmico e Economia de Combustível de um 
Veículo Devido a Substituição dos Espelhos Retrovisores Externos por Câmeras 
/ Vinicius Rosilho. São Caetano do Sul, SP: CEUN-CECEA, 2013. 
60p. 
 
Monografia — Especialização em Engenharia Automotiva. Centro 
Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia, São Caetano do Sul, SP, 2013. 
Orientador: Prof. Luiz Antônio Negro Martin Lopez 
 
1. Arrasto Aerodinâmico 2. Espelho Retrovisor 3. Câmera Externa I. 
Rosilho, Vinicius. II. Instituto Mauá de Tecnologia. Centro Universitário. Escola 
de Engenharia Mauá. III. Diminuição do Arrasto Aerodinâmico e Economia de 
Combustível de um Veículo Devido a Substituição dos Espelhos Retrovisores 
Externos por Câmeras. 
 
 
 
 
 RESUMO 
Esta monografia tem como objetivo demonstrar a economia de combustível resultante da 
remoção dos espelhos retrovisores externos de um carro de passeio leve. Um suposto sistema 
de câmeras externas e displays internos pode ser utilizado em substituição aos tradicionais 
espelhos. Simulações computacionais comprovaram melhorias nas características 
aerodinâmicas do automóvel: O coeficiente de arrasto melhorou 0,901%, de 0,444 (com 
espelho) para 0,440 (sem espelho), e a área frontal diminuiu 2,255%, de 2,129 �� para 2,081 
��. Consequentemente a melhoria no consumo de combustível calculada por modelos 
matemáticos corporativos foi de 1,160%, considerando o seguinte ciclo de tráfego: Viagem 
de aproximadamente 44 minutos em autoestrada, sem períodos de descanso, com média de 
velocidade de 77,602 �� ℎ⁄ e velocidade máxima de 96,600 �� ℎ⁄ . Após pesquisa de dados 
de mercado (preço do combustível) e comportamento (consumo médio do veículo estudado e 
distância média percorrida por motoristas), estimou-se uma economia ao usuário de R$30,529 
por ano. Um orçamento básico de pós-venda comparando os dois dispositivos (espelhos e 
câmeras) provou que implementar isoladamente a proposta não é viável do ponto de vista do 
usuário. As considerações finais sugerem estudos complementares e análises de viabilidade 
considerando a perspectiva de uma montadora automobilística. 
Palavras-chave: Economia de combustível. Sistema de câmeras externas. Coeficiente de 
arrasto. Área frontal. Remoção dos espelhos retrovisores externos. 
 
 
ABSTRACT 
This monograph has the objective to demonstrate the fuel economy resulted by removal of 
outside rear view mirrors of a light weight passenger car. An alleged external cameras 
system with internal displays could be utilized in place of the current mirrors. The benefits on 
aerodynamic characteristics were proved by computational simulations. Drag coefficient 
improve 0,901%, decreasing from 0,444 (with mirror) to 0,440 (without mirror), and frontal 
area improve 2,255%, decreasing from 2,129 �� to 2,081 ��. Therefore the fuel economy 
obtained through corporate math models were 1,160% considering the following traffic cycle: 
approximately 44 minutes of a journey in highways, without idle time, average speed of 48,2 
��ℎ and maximum speed of 60 ��ℎ. After gathering data from market (fuel price) and 
behavior (average consumption of vehicle tested and average length performed by drivers) 
researches, a saving of R$30,529 per year were estimated. A basic comparison of after-sales 
prices between both devices (mirrors and cameras) revealed that implement the proposal 
individually is not feasible from user’s point of view. Final considerations suggest 
complementary studies and feasibility analysis taking into account the perspective of an 
automotive industry. 
Keywords: Fuel economy. Outside camera system. Drag coefficient. Frontal area. Removal of 
outside rear view mirrors. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 01 – Definição de Área Frontal ................................................................................................. 15 
Figura 02 – Defletor de ar em cabine de caminhão ............................................................................... 16 
Figura 03 – Fluxo em torno do veículo (Velocity Pathlines) ................................................................17 
Figura 04 – AVA-Schlör Car ................................................................................................................20 
Figura 05 – Deposição de “sujeira” na janela lateral ............................................................................21 
Figura 06 – Limites de emissões – veículos leves ................................................................................ 23 
Figura 07 – Esboço localização da câmera ........................................................................................... 25 
Figura 08 – Esboço câmera + habitáculo .............................................................................................. 25 
Figura 09 – Esquema Túnel de Vento em Warren, EUA ...................................................................... 27 
Figura 10 – Perspectiva do Veículo Testado ......................................................................................... 28 
Figura 11 – Coeficiente de Pressão ....................................................................................................... 29 
Figura 12 – Pressão Estática ................................................................................................................. 29 
Figura 13 – Pressão Total – eixo X ....................................................................................................... 30 
Figura 14 – Pressão Total – eixo Y ....................................................................................................... 30 
Figura 15 – Linhas de Velocidade – eixo Y .......................................................................................... 31 
Figura 16 – Linhas de Velocidade – eixo Z .......................................................................................... 31 
Figura 17 – Perfil de Velocidade .......................................................................................................... 31 
Figura 18 – Coeficiente de Pressão – eixo X – Ampliada...................................................................... 42 
Figura 19 – Coeficiente de Pressão – eixo Y – Ampliada...................................................................... 42 
Figura 20 – Coeficiente de Pressão – eixo Z – Ampliada ...................................................................... 43 
Figura 21 – Pressão Estática – eixo X – Ampliada ................................................................................ 43 
Figura 22 – Pressão Estática – eixo Y – Ampliada ................................................................................ 44 
Figura 23 – Pressão Estática – eixo Z – Ampliada ................................................................................ 44 
Figura 24 – Pressão Total – eixo X – Ampliada .................................................................................... 45 
Figura 25– Pressão Total – eixo Y – Ampliada .................................................................................... 45 
Figura 26 – Pressão Total – eixo Z – Ampliada ..................................................................................... 46 
Figura 27 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – Isométrica – Ampliada .................................... 46 
Figura 28 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – eixo Y – Ampliada .......................................... 47 
Figura 29 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – eixo Z – Ampliada ........................................... 47 
Figura 30 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – Isométrica – Ampliada ............................................. 48 
Figura 31 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – eixo Y – Ampliada ................................................... 48 
Figura 32 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – eixo Z – Ampliada ................................................... 49 
 
 
 
 
Fotografias 01 – Suzuki C70 .................................................................................................................. 25 
Fotografias 02 – Opel Flexitreme GTE .................................................................................................. 26 
Fotografias 03 – Audi E-Tron ................................................................................................................ 26 
Fotografia 04 – Chevrolet Cruze Hatch_1 ............................................................................................ 38 
Fotografia 05 – Chevrolet Cruze Hatch_2 ............................................................................................ 38 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS E TABELAS 
 
Gráfico 01 – Distribuição de pressão na carroceria .............................................................................. 18 
Gráfico 02 – Consumo x Arrasto .......................................................................................................... 22 
Gráfico 03 – Coeficiente de Arrasto x Economia de Combustível ....................................................... 33 
Gráfico 04 – Área Frontal x Economia de Combustível ....................................................................... 33 
Gráfico 05 – Ciclo de Tráfego .............................................................................................................. 34 
 
Tabela 01 – Condições de Contorno Principais .................................................................................... 27 
Tabela 02 – Coeficiente de Arrasto e Área Frontal – Resultados ......................................................... 32 
Tabela 03 – Demonstração de Valores .................................................................................................. 36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
� Projeção da área frontal do veículo 
AVA Aerodynamische Versuchsanstalt 
CAE Computer Aided Engineering 
�	 Coeficiente adimensional de arrasto 
� Coeficiente de pressão 
CFD Computational Fluid Dynamics 
CONTRAN Conselho Nacional de Transito 
� Arrasto aerodinâmico 
FE Fuel Economy 

� Força de tração 
� Aceleração da gravidade 
ℎ Hora 
ISO International Organization for Standardization 
�� Quilômetro 
� Litro 
� Metro 
� Massa do veículo 
��� Miles Per Gallon (milhas por galão) 
��ℎ Miles Per Hour (milhas por hora) 
� Pressão estática 
�� Pascal 
�� Pressão total 
�� Pressão estática imediatamente à frente do veículo 
� Resistência ao rolamento dos pneus 
R$ Reais: unidade monetária brasileira 
RMIT Royal Melbourne Institute of Technology 
RVEP Relatório de Valores de Emissão da Produção 
� Seção tubular perpendicular às linhas de corrente 
��� Segundos 
SAE Society of Automobile Engineers 
 
 
� Tempo 
� Velocidade do veículo 
�� Velocidade do fluxo de ar imediatamente à frente do veículo 
� Velocidade constante do fluxo de ar ao longo da seção � 
� Ângulo de inclinação da estrada 
� Densidade do ar ambiente 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 13 
1.1 REVISÃO CONCEITUAL ..............................................................................................................13 
1.1.1 Consumo de Combustível .............................................................................................................13 
1.1.2 Arrasto Aerodinâmico ...................................................................................................................14 
1.2 FLUXO EXTERNO E PRESSÕES .................................................................................................16 
1.2.1 Coeficiente de Pressão ..................................................................................................................18 
2 OBJETIVOS, HIPÓTESES E JUSTIFICATIVAS ......................................................... 19 
2.1 OBJETIVOS ....................................................................................................................................19 
2.2 HIPÓTESES .....................................................................................................................................19 
2.3 JUSTIFICATIVAS ..........................................................................................................................19 
2.3.1 Desvantagens dos Espelhos ...........................................................................................................19 
2.3.2 Normas e Resoluções ....................................................................................................................23 
2.3.2.1 Limitação ....................................................................................................................................24 
3 SISTEMAS DE CÂMERAS ............................................................................................... 24 
3.1 UMA PATENTE ..............................................................................................................................24 
3.2 EXEMPLOS: CARROS-CONCEITO .............................................................................................25 
4 MÉTODO ............................................................................................................................. 26 
4.1 DETERMINAÇÃO (ARRASTO E ÁREA) VIA SOFTWARE CFD ..............................................26 
4.2 CÁLCULO DA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL ......................................................................28 
4.3 ESTUDO DE VIABILIDADE .........................................................................................................28 
5 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ......................................................................... 29 
5.1 SIMULAÇÕES VIRTUAIS .............................................................................................................29 
5.1.1 Pressões .........................................................................................................................................29 
5.1.2 Linhas de Velocidade ....................................................................................................................30 
5.1.3 Ganhos: Arrasto e Área .................................................................................................................31 
5.2 ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL (FUEL ECONOMY) ...............................................................32 
5.2.1 Ciclo de Trafego Proposto .............................................................................................................33 
5.3 DADOS DE MERCADO E COMPORTAMENTO ........................................................................34 
5.3.1 Distância média percorrida por ano...............................................................................................345.3.2 Consumo médio do veículo estudado ............................................................................................34 
5.3.3 Preço do combustível em São Paulo .............................................................................................35 
5.3.4 Orçamento de manutenção: Espelhos x Câmeras ..........................................................................35 
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ......................................................................... 36 
6.1 ECONOMIA FINANCEIRA AO MOTORISTA ............................................................................36 
 
 
6.2 COMENTÁRIOS SOBRE PREMISSAS E SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ...........37 
6.2.1 Fechando o “Ciclo” da proposta ....................................................................................................38 
6.2.1.1 Ruídos e Vibrações.....................................................................................................................38 
6.2.1.2 Emissões de Gases .....................................................................................................................38 
6.2.1.3 Projeto do Produto ......................................................................................................................39 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 39 
APÊNDICE A – Simulação Virtual – Imagens .................................................................... 42 
ANEXO A – Orçamento: Câmera e Espelhos ..................................................................... 50 
ANEXO B – Patente – Secor – 1994...................................................................................... 51 
 
 
13
1 INTRODUÇÃO 
Ao longo do curso de Especialização em Engenharia Automotiva da Escola de Engenharia 
Mauá foi aprendido que soluções para desenvolver sistemas de propulsão mais eficientes 
(sejam eles alimentados por fontes renováveis ou não) estão cada vez mais complexas e 
muitas vezes inviáveis economicamente. As tentativas de melhorar o desempenho dos 
motores e reduzir seu consumo de combustível parecem estar esgotando. 
Especialistas dizem que não só as grandes empresas mas sim cada um de nós precisa adotar 
atitudes ambientalmente mais responsáveis. Portanto, estudar e propor um melhor projeto 
aerodinâmico de um veículo é uma ótima alternativa. 
O padrão aerodinâmico é um parâmetro crucial que deve considerado no desenvolvimento de 
um automóvel, principalmente por ter relação direta com o consumo de combustível. É 
evidente a crescente preocupação com o tema nos últimos anos devido à crise mundial de 
energia, a escassez dos recursos naturais e os altos índices de poluição do planeta. Em 
contrapartida, há certa dificuldade em encontrar boas (e viáveis) ideias e melhorias realmente 
efetivas nesse quesito, proporcionando grandes desafios aos fabricantes de automóveis. 
Muito já se fez em termos de projetos, simulações e experimentos visando reduzir o arrasto 
aerodinâmico dos automóveis, obtendo assim economia de combustível. O presente trabalho 
apresenta uma contribuição a essa tendência: um estudo a respeito da substituição dos 
espelhos retrovisores externos por um sistema de câmeras, com o propósito principal de 
melhorar a aerodinâmica do veículo e reduzir seu consumo de combustível. 
1.1 REVISÃO CONCEITUAL 
1.1.1 Consumo de Combustível 
Esse é um dos grandes desafios da indústria automobilística moderna. Os fatores que 
influenciam no consumo de combustível de um veículo vão além das características 
construtivas do seu motor e toda tecnologia mecânica (materiais, lubrificantes, componentes, 
etc.) e gerenciamento eletrônico que temos hoje em dia. Para entender melhor essas 
influências, vamos recorrer à segunda lei de Newton aplicada ao movimento de um automóvel 
em uma estrada: 
 
 
 
14

� = � + � + �. !�!� + �. �. ��"(�) 
Onde: 
� é a força de tração; 
 � é o arrasto aerodinâmico; 
 � é a resistência ao rolamento dos pneus; 
 � é a massa do veículo; 
 � é a velocidade do veículo; 
 � é o tempo; 
 � é a aceleração da gravidade; e 
 � é o ângulo de inclinação da estrada. 
A influência no consumo de combustível provocada pelos termos �. %&%� (resistência à 
aceleração), �. �. ��"(�) (resistência à inclinação) e � (resistência ao rolamento dos pneus) 
não serão abordadas neste estudo. 
O arrasto aerodinâmico �, ou seja, as forças geradas pelo ar em um veículo, podem ser 
responsáveis por até 50% do consumo de combustível, dependendo do modelo, clima, tipo de 
asfalto e dimensões (DEVESA e INDINGER, 2012). 
1.1.2 Arrasto Aerodinâmico 
O arrasto aerodinâmico é proporcional ao quadrado da velocidade � do veículo (�~��). A 
expressão completa é dada a seguir: 
� = �	 . �. (� . �� (Equação 01) 
Onde: �	 é o coeficiente adimensional de arrasto; 
 � é a projeção da área frontal do veículo (veja definição na Figura 01); e 
 � é a densidade do ar ambiente. 
 
 
 
15
Figura 01 – Definição de Área Frontal 
 
FONTE: Hucho (1998) 
 
Analisando cada termo da Equação 01 nota-se que: 
• Geralmente uma das premissas nos estudos de aerodinâmica é a densidade do ar 
ambiente � ser considerada uma propriedade constante. De acordo a ISO, ao nível do 
mar seu valor é dado por: 
� = 1,2250	 ���/ 
• A velocidade � é um parâmetro imposto pelo motorista. 
• Portando, podemos dizer que o arrasto de um automóvel é determinado principalmente 
pelos seus parâmetros construtivos tamanho (definido pela área frontal �) e forma 
(caracterizada pelo �	). O coeficiente de arrasto �	 também pode ser utilizado para 
expressar uma medida de qualidade do fluxo de ar em torno do veículo. 
Se a área frontal � permanecer constante, é possível reduzir a força de arrasto � otimizando 
somente a forma do veículo. Para exemplificar, a Figura 02 mostra a aplicação de um defletor 
de ar padrão em um caminhão pesado. Neste caso não temos redução de área, e sim apenas a 
melhoria no �	 que consequentemente resultará na redução de �. 
Além da economia de combustível, a redução do arrasto também proporcionaria ao motorista 
dirigir mais ágil e rapidamente, provando não ser apenas o motor o responsável pelo 
desempenho do veículo. 
Plano de projeção 
Área frontal 
Luz paralela 
 
 
16
Figura 02 – Defletor de ar em cabine de caminhão 
 
FONTE: Hucho (1998) 
 
Finalmente, é possível correlacionar as definições dadas acima com o objetivo deste trabalho 
de conclusão de curso, onde propõe-se a melhoria de � a partir da remoção dos espelhos 
retrovisores externos. Assim, obtém-se um ganho duplo ao veículo, reduzindo sua área � em 
conjunto com a melhoria de sua forma dada pela redução do �	. 
 
1.2 FLUXO EXTERNO E PRESSÕES 
O fluxo externo que se estabelece ao redor do veículo pode ser representado pelas linhas de 
velocidade (Velocity Pathlines) ou linhas de corrente conforme Figura 03. 
Segundo Hucho (1998), enquanto o fluxo não se separa da superfície do carro, as forças 
provenientes da viscosidade do fluido encontram-se restritas a uma fina camada adjacente à 
superfície chamada de camada limite. 
Na região milimétrica que compreende esta camada, a velocidade do fluxo varia de zero (onde 
o ar está “colado na parede” do veículo) até a velocidade externa à camada. Fora desta 
camada, o ar se comporta como um fluido não viscoso e a distribuição de pressões atuam 
diretamente contra a camada limite e consequentemente ao longo da carroceria. 
 
 
 
 
17
Figura 03 – Fluxo em torno do veículo (Velocity Pathlines) 
 
FONTE: O Autor. 
Considerando uma pequena seção tubular	� perpendicular às linhas de corrente, a velocidade 
local do fluxo � constante ao longo de �, e o princípio de conservação de massa e energia 
(Leis de Newton), apresenta-se abaixo a equação de Bernoulli para um fluido não viscoso: 
�� = � + (� . �� = 
0"�� (Equação02) 
Onde: �� é a pressão total; 
 � é a pressão estática; e 
 
(
� . �� é a pressão dinâmica. 
A análise da Equação 02 revela que altas pressões aparecem em regiões onde o fluxo 
apresenta baixas velocidades. Nos pontos de estagnação onde � tende a zero (no “nariz” do 
carro, por exemplo), teremos �� = �, ou seja, a mais intensa condição de pressão possível. 
Aplicando a equação de Bernoulli para o fluxo externo conforme Figura 03, todas as linhas de 
corrente à frente do veículo imediatamente antes dele atravessá-las iniciam com pressão 
estática �� e velocidade �� (se o ar não estiver perturbado, é a própria velocidade do 
veículo). 
 
 
18
1.2.1 Coeficiente de Pressão 
O coeficiente de pressão 
�	é uma grandeza adimensional que varia de -1 a 1 e indica se a 
pressão que incide no contorno da carroceria está acima ou abaixo da pressão ambiente. 
� = � − ���
2 . ���
= 1 − 2 ���3
�
 
Gráfico 01 – Distribuição de pressão na carroceria 
 
FONTE: Hucho (1998). 
 
Algumas interpretações do Gráfico 01 podem ser feitas à fim de melhor entender o conceito 
de coeficiente de pressão: 
• Nos pontos de estagnação (� = 0), 
� = 1; 
• Na parte de baixo do veículo 
� > 0. Portanto, neste exemplo, a pressão no assoalho é 
maior que a pressão ambiente; 
• Percebemos uma região de sucção (
� < 0) na parte externa do teto da cabine. 
 
 
 
19
2 OBJETIVOS, HIPÓTESES E JUSTIFICATIVAS 
2.1 OBJETIVOS 
O objetivo geral desta pesquisa é demonstrar a economia de combustível obtida pela 
substituição dos espelhos retrovisores externos de um automóvel por um sistema de visão 
traseira concebido por câmeras externas e displays internos. Outros objetivos mais específicos 
são: a) mensurar virtualmente através de software CFD (Computational Fluid Dynamics) a 
melhoria no arrasto aerodinâmico; b) estimar a economia financeira proporcionado ao 
motorista. 
2.2 HIPÓTESES 
Como hipótese principal temos a redução no coeficiente de arrasto e área frontal do veículo 
estudado, encontrado no mercado brasileiro, no ciclo rodoviário, proveniente da remoção dos 
espelhos externos. Consequentemente surge uma hipótese secundaria: a diminuição no 
consumo de combustível, o que nos leva a um produto com apelo ambiental e financeiro mais 
positivo. A terceira hipótese é a oferta de um veículo mais competitivo no mercado, não só 
pela economia do seu baixo consumo de combustível, mas também pelo seu design inovador. 
2.3 JUSTIFICATIVAS 
Nas próximas páginas são abordados aspectos importantes que justificam o presente estudo 
por intermédio de uma revisão de literatura e análise das principais normas e resoluções 
relacionadas ao tema. 
2.3.1 Desvantagens dos Espelhos 
Estudos recentes sugerem que uma componente significante do arrasto aerodinâmico dos 
veículos atuais é produzida pelos espelhos retrovisores externos. Existem muitos papers sobre 
o assunto encontrados em periódicos científicos por todo o mundo. 
Grosche e Meier (2001) publicaram em artigo algumas investigações experimentais em túnel 
de vento realizadas em Göttingen, na Alemanha, a respeito da redução do arrasto dos 
automóveis a partir da otimização de sua forma. Associando esse conceito ao tema aqui 
proposto, a remoção dos espelhos caracteriza uma otimização de forma. Ruídos e vibrações 
aerodinâmicas causadas principalmente pela flutuação de pressão na carroceria do veículo 
induzida pelo fluxo de ar instável também foram alvos do seu estudo. 
 
 
20
Neste mesmo artigo são apresentados alguns resultados de testes feitos em 1937 no veículo 
denominado “AVA-Schlör Car” mostrado na Figura 04. Nele percebemos algumas 
características aerodinâmicas peculiares como a forma de “gota” (que configura o menor 
coeficiente de arrasto possível) e a ausência dos espelhos externos. O �	 desse veículo é de 
aproximadamente 0,160. 
Figura 04 – AVA-Schlör Car
 
FONTE: Grosche; Meier (2001 apud AVA road test, 1937). 
 
Kim e Han (2011) comentam em seus estudos na Universidade de Yeungnam (Coreia) que a 
região onde geralmente são instalados os espelhos é pouco apropriada. Ali temos uma 
condição desfavorável de fluxo de ar que é provocada pelo para-brisas, capô e a linha formada 
pela coluna A. Isso agrava o arrasto do veículo e prejudica a acústica. Há uma separação do 
fluxo no local e posterior rearranjo junto a superfície da janela lateral com um forte 
movimento rotacional do ar, que resulta em alta flutuação de pressão e consequente ruído 
interno na cabine. 
Diversas pesquisas têm revelado que esse fato é a fonte primária de ruídos aerodinâmicos de 
um veículo (ZHENGQI, YIPING e WEIPING, 2009). Mesmo assim não existem muitos 
lugares alternativos para posicionar os retrovisores pois é necessário garantir conforto e boa 
visão ao motorista. 
 
 
21
Watkins e Oswald (1999) em pesquisas realizadas na Universidade RMIT na Austrália 
também observaram muito bem a respeito dessa complexidade do fluxo de ar na região dos 
espelhos: 
Most external mirrors are located in an area that is strongly influenced by a vortex 
that originates from the junction of the car A-pillar and bonnet. Thus the airflow in 
the vicinity of an outside rear view mirror is complex and three dimensional. 
 
Eles constataram algo muito incômodo aos motoristas e que compromete diretamente a 
segurança dos ocupantes do veículo: a dificuldade de enxergar as imagens projetadas devido 
ao foco ser prejudicado pela vibração dos espelhos. Tais vibrações têm origens 
predominantemente aerodinâmicas (flutuação de pressão) e não de outras fontes, como por 
exemplo fontes mecânicas, imperfeições do solo ou reverberações do motor. 
Muitos modelos de retrovisores externos hoje no mercado favorecem a deposição de 
partículas (sujeira, gotículas, etc.) nas janelas laterais, configurando mais desvantagens a esse 
tipo de dispositivo e novamente comprometendo a segurança veicular. Pensando nisso, 
Bannister (2000) em paper apresentado no congresso da SAE em Detroit estudou o assunto. 
As conclusões de seus testes podem ser resumidas pela Figura 05 abaixo que comprova o 
quão prejudicada fica a visão do ocupante. 
Figura 05 – Deposição de “sujeira” na janela lateral 
 
FONTE: Bannister (2000). 
 
 
22
A economia de combustível proporcionada pela redução do arrasto aerodinâmico é mais 
sensível no regime rodoviário em comparação ao uso urbano. Segundo Kassim e Filippone 
(2010) em estudos feitos na Universidade de Manchester para veículos pesados, essa 
diferença pode chegar a até duas vezes mais economia quando trafegamos em autoestradas. 
Isso principalmente porque o arrasto é proporcional ao quadrado da velocidade. Para 
exemplificar, se dirigirmos a uma velocidade de 100 �� ℎ⁄ , existirá quatro vezes mais força 
do ar contra o veículo do que a 50 �� ℎ⁄ . Ou seja, a resistência do ar se multiplica por quatro 
quando dobramos a velocidade. 
Complementando essa ideia, no mesmo artigo comenta-se sobre a ineficiência aerodinâmica 
dos veículos pesados em termos de consumo de combustível: 
Heavy vehicles are aerodynamically inefficient compared to other ground vehicles 
due to their large frontal areas and bluff-body shapes. It is estimated that a 40-tonne 
articulated truck travelling at 60 mph consumes about 34 L of fuel to overcome drag 
across a 100-mile highway strip; an average car would consume four times less 
under similar condition. 
 
Rose (1981) estabeleceu uma relação interessante entre arrasto e consumo de combustível 
(Gráfico 02) de um veículo comercial pesado, em Nuneaton, Grã-Bretanha. Experimentando 
diversos dispositivos aerodinâmicos, obteve-se em túnel de vento uma redução máxima de 
36% no coeficiente de arrasto (�	). Posteriormente foram realizados testes comparativos em 
pista, simulando o circuito rodoviário, nas velocidades constantes de 80 �� ℎ⁄ e 48 �� ℎ⁄ , 
atingiu-se ganhos em torno de 16% de economia de combustível. 
Gráfico 02 – Consumo x Arrasto 
 
FONTE:Rose (1981). 
 
 
23
2.3.2 Normas e Resoluções 
O alvo principal do tema escolhido é o meio ambiente, assunto em destaque nos últimos anos 
e mais ainda para os próximos. A redução de emissões de poluentes e a economia de 
combustível (seja ele renovável ou não) de um automóvel são focos de grande importância 
para a sociedade, e encontram-se mencionados na Resolução nº18 do CONAMA (1986) que 
dispões sobre a criação do Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos 
Automotores – PROCONVE. Este programa estabelece limites e define metas desafiadoras 
aos fabricantes, conforme figura a seguir: 
Figura 06 – Limites de emissões – veículos leves 
 
FONTE: ANFAVEA (2009). 
Uma outra resolução (nº 299/2001) instituiu o RVEP – Relatório de Valores de Emissão da 
Produção para todo fabricante ou importador de automóveis. Este documento contem 
resultados de uma série de ensaios em laboratório. O não fornecimento do mesmo pode 
implicar até na suspensão da homologação de veículos. 
A recente medida INOVAR-AUTO adotada pelo Governo Federal oferece grande justificativa 
a esta monografia. Trata-se de um programa de incentivo à inovação tecnológica e ao 
investimento na indústria, que concede benefícios fiscais aos fabricantes de automóveis e 
autopeças que comercializam seus produtos no Brasil. 
 
 
24
2.3.2.1 Limitação 
A principal limitação ao presente trabalho é a Resolução nº 14 do Conselho Nacional de 
Transito (CONTRAN, 1998) que estabelece os equipamentos obrigatórios para a frota de 
veículos que circulam nas vias públicas brasileiras, onde encontramos os espelhos retrovisores 
externos. Porém, não devemos descartar a possibilidade de futuras alterações na resolução 
vigente, considerando que nossa legislação encontra-se em constante evolução e 
modernização. 
Em contrapartida, um forte argumento a favor desse estudo no Brasil é a crescente 
globalização do desenvolvimento de automóveis dentro das grandes montadoras. Assim, 
torna-se cada vez mais normal centros de desenvolvimento de um determinado país 
participando, ou até liderando projetos de veículos comercializados em outros países. Então, é 
necessário considerar outras legislações que, por exemplo, possam permitir sistemas 
alternativos aos espelhos retrovisores. 
 
3 SISTEMAS DE CÂMERAS 
Este estudo é de natureza predominantemente aerodinâmica. Todavia, a fim de mostrar ser 
uma tendência para as próximas gerações de veículos, brevemente neste capítulo serão 
apresentados alguns tipos de sistemas de câmeras de visão traseira que têm o propósito de 
substituir os convencionais espelhos retrovisores externos. 
3.1 UMA PATENTE 
Secor (1994) apresenta uma ideia interessante de câmeras externas e displays internos 
conforme mostrado nas Figuras 07 e 08 a seguir e detalhado no ANEXO B. 
De acordo com sua patente, as imagens captadas pelas câmeras seriam exibidas ao motorista 
através de displays localizados no dashboard (ou cluster). Um projeto como esse causaria 
rejeição por parte de alguns clientes, aqueles que já adquiriram a reação espontânea criada 
pelo hábito de olhar para os lados a procura dos espelhos retrovisores. Isso causaria certa 
irritação e principalmente o desvio da atenção, comprometendo a segurança dos passageiros. 
 
 
 
 
25
Figura 07 – Esboço localização da câmera Figura 08 – Esboço câmera + habitáculo 
 
FONTE: Secor (1994). FONTE: Secor (1994). 
 
3.2 EXEMPLOS: CARROS-CONCEITO 
Ideias similares ao exemplo do capítulo anterior inspiraram os desenvolvedores de carros-
conceito. Neste capítulo apresentam-se apenas três exemplos. As imagens abaixo foram 
obtidas em Salões do Automóvel (Autoshow) ao redor do mundo nos últimos anos. 
As Fotografias 01 mostram a câmera posicionada em uma região mais alta em relação aos 
espelhos retrovisores convencionais. Opiniões variam muito entre as pessoas. De qualquer 
forma, alguns motoristas podem dizer que o ângulo de visão é melhor, porém requer um 
período de adaptação à nova situação. A imagem elevada que a câmera proporciona pode 
dificultar a visualização da calçada durante manobras de baliza. 
Fotografias 01 – Suzuki C70 
 
FONTE: O Autor. 
O próximo exemplo (Fotografias 02) ilustra um modelo de câmera embutida na base inferior 
da Coluna A, em posição praticamente idêntica a dos espelhos convencionais. Porém, a 
proximidade do dispositivo com a janela lateral deve agravar a ocorrência dos “pontos cegos”. 
Fato é esse conceito ser bem discreto e de design mais “limpo”. 
 
 
26
Fotografias 02 – Opel Flexitreme GTE 
 
FONTE: O Autor. 
O conceito abaixo (Fotografias 03) chama atenção pela localização do display interno. Nota-
se que, contrariamente a ideia apresentada na patente (veja capítulo 3.1), aqui não há 
preocupação com mudanças necessárias ao comportamento do motorista em relação a qual 
direção olhar. A imagem projetada encontra-se praticamente na mesma posição dos antigos 
espelhos retrovisores. 
Fotografias 03 – Audi E-Tron 
 
FONTE: O Autor. 
 
4 MÉTODO 
Nesta seção será detalhada a metodologia adotada nesta monografia. Basicamente foram 
utilizados conceitos de simulação computacional, modelos matemáticos de cálculos para 
economia de combustível, e pesquisa de dados de mercado e comportamento. 
4.1 DETERMINAÇÃO (ARRASTO E ÁREA) VIA SOFTWARE CFD 
Para obtenção do coeficiente de arrasto e área frontal do veículo com e sem espelho, utilizou-
se a Simulação Numérica Computacional. Este método utiliza modelos matemáticos virtuais, 
descartando a necessidade de modelos físicos e testes em túnel de vento ou em campo. 
As simulações foram realizadas utilizando os programas UG® e HYPERMESH® para a 
modelagem do veículo, T-GRID® na geração da malha volumétrica e FLUENT® para 
processamento numérico do escoamento em torno do veículo. 
 
 
27
Buscariolo (2009, p.4) explica: 
Os programas de computador do tipo CAE (Computer Aided Engineering) voltados 
para resolução de problemas de dinâmica dos fluidos possuem uma denominação 
específica: CFD – Computational Fluid Dynamics. Estes softwares são capazes de 
oferecer resultados com boa exatidão para diversos casos de escoamento de fluidos 
em sistemas fechados e escoamentos ao redor de corpos[...] 
 
Para a modelagem dos testes virtuais são necessários alguns parâmetros de um túnel de vento 
real. Neste caso, foram utilizados valores similares ao do túnel de vento da General Motors 
(GM), situado em Warren no estado de Ohio, Estados Unidos. 
 
Figura 09 – Esquema Túnel de Vento em Warren, EUA 
 
FONTE: Hucho (1998). 
Visando representar um veículo trafegando em uma rodovia, foram consideradas as janelas 
fechadas, condição de piso móvel e rodas girando. As principais condições de contorno 
relativas ao túnel são mostradas na tabela a seguir: 
Tabela 01 – Condições de Contorno Principais 
 
 
 
 
 
 
 
FONTE: O Autor 
 
 
Parâmetros do túnel de vento 
 
General Motors – Warren, EUA 
Velocidade de Escoamento 100 �� ℎ⁄ 
Pressão na Saída da Seção Pressão Atmosférica 
Intensidade da Turbulência 0,60% 
Dimensões da Seção do Túnel (5,4 x 10,4 x 23,0) 	� 
 
 
28
Utilizamos um veículo de passeio leve de pequeno porte em escala 1:1 com área frontal de 
2,129 67 encontrado no mercado brasileiro, mostrado na Figura 10. Após a obtenção dos 
valores com e sem espelho, foi feita uma análise comparativa utilizando tabelas e gráficos, 
expressando as melhorias em termos percentuais. 
Figura 10 – Perspectiva do Veículo Testado 
 
FONTE: O Autor. 
 
4.2 CÁLCULO DA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL 
A partir dos resultados coletados na simulação computacional, as deduções relacionadas à 
economia de combustível, que incluem gráficos e valores, foram feitas utilizando Modelos 
Matemáticos de propriedade do Departamento de Aerodinâmica de Veículos da General 
Motors do Brasil (desenvolvimento e validação). Esses modelos são específicos para cada tipo 
de veículo e foramdesenvolvidos experimentalmente com a consolidação de dados reais de 
túnel de vento, testes em campo, etc. 
O combustível considerado foi Gasolina E22, a chamada gasolina comum tipo C, com 22% 
de álcool anidro e 78% de gasolina pura. 
 
4.3 ESTUDO DE VIABILIDADE 
Pesquisa de dados de mercado (preço do combustível) e comportamento (consumo médio do 
veículo estudado e distância média percorrida por motoristas) foram realizadas para 
determinar, a partir da economia de combustível, a economia financeira (valor em R$). A 
 
 
29
relação deste valor com um orçamento básico comparando os dois dispositivos (espelhos e 
câmeras) resultará na viabilidade financeira considerando o ponto de vista do motorista. 
 
5 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 
Primeiramente neste capítulo serão apresentados os resultados dos ensaios virtuais através de 
imagens em escala reduzida e suas respectivas interpretações e observações. A relação 
completa das imagens (escala ampliada) capturadas durante os testes encontram-se no 
APÊNDICE A deste documento. 
Em seguida encontram-se os gráficos e cálculos obtidos na análise de economia de 
combustível (Fuel Economy). Para estimar o ganho financeiro proporcionado ao motorista, 
algumas informações de mercado e de comportamento de usuários foram coletadas, e também 
serão comprovadas a seguir. 
 
5.1 SIMULAÇÕES VIRTUAIS 
5.1.1 Pressões 
As grandezas coeficiente de pressão (adimensional) e pressão estática (��) podem ser 
analisadas simultaneamente. 
 Figura 11 – Coeficiente de Pressão Figura 12 – Pressão Estática 
 
 FONTE: O Autor. FONTE: O Autor. 
 
Percebe-se que condições de sucção (
� < 0) bem como pressões estáticas negativas que 
prejudicam no deslocamento do veículo são predominantes na região da coluna A e espelhos. 
Com a remoção dos mesmos, observa-se visualmente através da análise do coeficiente de 
 
 
30
pressão (Figura 11) que o fluxo de ar está sutilmente mais “colado” nas janelas laterais, o que 
contribuiu para a melhoria do coeficiente de arrasto. 
A pressão total que, segundo Equação 02 (vide capítulo 1.2) é a soma das pressões estáticas e 
dinâmicas, pode ser visualizada nas figuras abaixo: 
 Figura 13 – Pressão Total – eixo X Figura 14 – Pressão Total – eixo Y 
 
 FONTE: O Autor. FONTE: O Autor. 
Observa-se na Figura 13 que os espelhos retrovisores externos recebem pressões de 
intensidade máxima similares as que incidem no ponto mais dianteiro do carro. Com a 
ausência do dispositivo a flutuação de pressão na janela lateral dianteira é menor (veja na 
Figura 14), reduzindo ruído e arrasto aerodinâmico. 
 
5.1.2 Linhas de Velocidade 
Analisando as linhas de velocidade (ou linhas de corrente) nota-se um efeito negativo causado 
pela remoção dos espelhos: na parte traseira do carro, conforme Figuras 15 e 16, há formação 
de vórtices, ou seja, quando o fluxo “descola” e a camada limite é dispersada. 
Então, surge uma região de sucção que compromete o desempenho do veículo. Este fato 
confirma a complexidade do padrão aerodinâmico veicular, onde uma mudança de forma 
pontual e relativamente simples reflete na malha inteira. 
 
 
 
 
 
 
31
Figura 15 – Linhas de Velocidade – eixo Y Figura 16 – Linhas de Velocidade – eixo Z 
FONTE: O Autor. FONTE: O Autor. 
 
Uma ferramenta muito utilizada nos softwares CFD é a Esteira de Vórtices (Wake Profile), ou 
perfil de velocidade, mostrado na figura abaixo. Visualiza-se claramente a melhoria 
provocada na superfície das janelas laterais, colunas B e C. Então, percebe-se que é onde está 
o maior ganho da proposta de remoção dos espelhos retrovisores. 
Figura 17 – Perfil de Velocidade 
 
FONTE: O Autor. 
 
5.1.3 Ganhos: Arrasto e Área 
A melhoria obtida ao coeficiente de arrasto e área frontal proveniente da remoção dos 
espelhos retrovisores externos é mostrada na Tabela seguinte. Os valores de �	 e � (com e 
sem espelho) são calculados pelo próprio software (FLUENT®) utilizado na simulação 
virtual. 
 
 
32
Tabela 02 – Coeficiente de Arrasto e Área Frontal – Resultados 
 
 
FONTE: O Autor. 
 
Analisando a Tabela 02 conclui-se uma redução de 0,901% em relação ao coeficiente de 
arrasto e 2,255% em relação à área frontal. Considerando o produto C9 	 × A, que é a 
componente da equação da força de arrasto (veja Equação 01 no capítulo 1.1.2 Arrasto 
Aerodinâmico) utilizada para o cálculo da economia de combustível, obteve-se 3,135% de 
melhoria. 
 
5.2 ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL (FUEL ECONOMY) 
O método utilizado para determinar a economia de combustível (veja capítulo 4.2) nos 
permite traçar os dois gráficos seguintes. Importante ressaltar que os resultados abaixo são 
específicos do veículo estudado. 
Onde lê-se Baseline entenda como a condição sem espelho, ou seja, de onde partirmos os 
estudos. Desta forma, pode-se expressar as melhorias em percentuais. Ambos mostram os 
benefícios em termos de economia de combustível em função do �	 (Gráfico 03) e de � 
(Gráfico 04) respectivamente. 
Se para Baseline �	 = 0,440 tem-se 0,00% de benefício, interpolando o Gráfico 03 para 
�	 = 0,440 obtém-se o benefício de economia de combustível de ≅ 0,20% em relação ao 
coeficiente de arrasto. 
Se para Baseline � = 2,129�� tem-se 0,00% de benefício, interpolando o Gráfico 04 para 
� = 2,081�� obtém-se o benefício de economia de combustível de ≅ 1,28% em relação à 
área frontal. 
 
 
Condição Coeficiente Adimensional 
de Arrasto �	 
Projeção da Área Frontal 
do Veículo �	(��) �	 × �	(�
�) 
Com Espelho 0,444 2,129 0,945 
Sem Espelho 0,440 2,081 0,916 
Melhoria 0,901% 2,255% 3,135% 
 
 
33
Gráfico 03 – Coeficiente de Arrasto x Economia de Combustível 
 
FONTE: O Autor. 
 
Gráfico 04 – Área Frontal x Economia de Combustível 
 
FONTE: O Autor. 
 
5.2.1 Ciclo de Trafego Proposto 
Para combinar ambos os benefícios calculados anteriormente, propõe-se o seguinte ciclo de 
trafego: Uma viagem de aproximadamente 44 minutos (2677 segundos) em autoestrada, sem 
períodos de descanso, com média de velocidade de 48,2 ��ℎ (ou 77,602 �� ℎ⁄ ) e velocidade 
máxima de 60 ��ℎ (ou 96,6 �� ℎ⁄ ), o que entende-se ser o padrão típico de dirigibilidade de 
um motorista comum. Assim, o método nos permite calcular a economia de combustível 
resultante de ≅ 1,16%. 
 
 
 
34
Gráfico 05 – Ciclo de Tráfego 
 
FONTE: O Autor. 
 
5.3 DADOS DE MERCADO E COMPORTAMENTO 
5.3.1 Distância média percorrida por ano 
Uma pesquisa realizada pela consultoria automotiva Jato Dynamics (2012) publicada pela 
revista digital Exame.com considera que 10 anos de uso de um automóvel correspondem a um 
total de 200.000 �� rodados, o equivalente a 20.000 �� por ano. 
Em reportagem exibida na revista Quatro Rodas, um consultor automotivo explica que um 
brasileiro que costuma usar o carro para locomoção própria e não para transportar cargas, ou 
para percorrer longas distâncias com frequência, costuma rodar cerca de 12.000 �� por ano. 
O manual do proprietário de um veículo similar ao testado sugere que as inspeções periódicas 
deverão ser realizadas a cada 12 meses ou 10.000 percorridos. 
Portanto, o critério selecionado para as estimativas feitas este trabalho é a média entre esses 3 
valores, ou seja, 14.000 A6 por ano. 
5.3.2 Consumo médio do veículo estudado 
O consumo de combustível de um veículo, a pesar de ser um dado muitas vezes fornecido 
pelo fabricante, pode variar em função de dezenas de condições: qualidade do combustível 
utilizado, maneira como o motorista conduz seu veículo, condição do clima (ventos, chuvas, 
 
 
35
calor), pressão interna dos pneus, quantidade de carga do veículo, uso do ar condicionado, 
altitude, tipo de estrada, tempo de vida do veículo, e muitas e muitas outras. 
Por isso, a fim de proporcionar dados para os cálculos que serão feitos posteriormente, a 
seguir apresenta-se algumas pesquisas feitas na Internet para justamente obter opiniõesreais e 
valores “práticos” de consumo de combustível percebidos por diversos motoristas. 
• O Blog INFORMAÇÃO publicou que, em estrada, andando a 90 �� ℎ⁄ , sem ar 
condicionado, abastecido com gasolina, o consumo foi de 15,5 �� �⁄ ; 
• Outro Blog (MUNDO DAS DICAS) apenas informa o valor de 9,7 �� �⁄ abastecido 
com gasolina, sem oferecer mais detalhes; 
• Em ALBATRA (outro Blog), o valor publicado de consumo em estrada, com gasolina, 
é 16,2 �� �⁄ ; 
• O Portal G1 e a revista digital MecânicaOnLine publicam o mesmo valor de 16,2 
�� �⁄ informando ser um dado fornecido pelo fabricante. 
Selecionado novamente como critério a média entre os valores: 14,4 A6 B⁄ . 
5.3.3 Preço do combustível em São Paulo 
De acordo com informações publicadas no portal PREÇO DOS COMBUSTÍVEIS em 8 de 
abril de 2013, os valores da gasolina nos postos da cidade de São Paulo variam de R$ 2,479 
(mais barato, Estrada Itaquera-Guaianazes) até R$ 2,999 (mais caro, Avenida Vereador Jose 
Diniz-Brooklin), o que resulta em uma média de R$ 2,739. 
5.3.4 Orçamento de manutenção: Espelhos x Câmeras 
Um orçamento simples foi solicitado a uma concessionária localizada na região central de São 
Paulo (Brasil). Para um futuro dispositivo de visão traseira por câmeras que substituiria os 
espelhos, utilizou-se como referencia de valor o sistema de visão traseira para auxílio à 
estacionamento já existente no mercado. A cópia do orçamento encontra-se no ANEXO A. 
• Kit sistema de visão traseira para auxílio à estacionamento 
Veículo: Chevrolet Onix 
R$ 1.100,00 
 
 
36
• Espelho retrovisor externo – lado direito 
Veículo: Chevrolet Agile 
R$ 220,00 
• Espelho retrovisor externo – lado esquerdo 
Veículo: Chevrolet Agile 
R$ 200,00 
• Capa retrovisor (2x) 
Veículo: Chevrolet Agile 
R$ 92,00 
 
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 
A principal conclusão desta monografia está na economia financeira proporcionado ao 
motorista e a viabilidade de se remover os espelhos e substituí-los por câmeras. Ao final estão 
sugestões para estudos complementares necessários, e ideias para trabalhos futuros. 
 
6.1 ECONOMIA FINANCEIRA AO MOTORISTA 
Considerando dados apresentados nos capítulos anteriores, se a proposta fosse aplicada a um 
veículo similar ao estudado, proporcionaria ao proprietário uma economia de R$ 30,529 por 
ano, conforme detalhado abaixo: 
 
Tabela 03 – Demonstração de Valores 
 
 
FONTE: O Autor. 
 
Condição Consumo médio do 
veículo (�� �⁄ ) 
Consumo de 
combustível (� �"0⁄ ) 
Gasto 
(�$ �"0⁄ ) 
Com Espelho 14,400 972,222 2.662,916 
Sem Espelho 14,567 961,076 2.632,387 
 Economia (D$ EFG⁄ ) 30,529 
1,
16
%
 
 
 
37
Racional: 
• O valor 14,567 �� �⁄ (consumo médio sem espelho) é calculado a partir de 14,400 
�� �⁄ (consumo médio com espelho, veja capítulo 5.3.2) considerando 1,16% de 
economia de combustível resultante (veja 5.2.1). 
 
• Para o consumo de combustível anual, dividimos o valor 14.000,000 �� �"0⁄ (seção 
5.3.1) pelo respectivo consumo médio com e sem espelho, informado no item anterior: 
 14.000,00
14,400 = 972,222 � �"0⁄ 
 14.000,00
14,567 = 961,076 � �"0⁄ 
 
• Multiplicando o consumo anual (item anterior) pelo preço do combustível estimado no 
capítulo 5.3.3, temos o gasto anual: 
972,222 × �$	2,739 = �$	2.662,916 �"0⁄ (com espelho) 
961,076 × �$	2,739 = �$	2.632,387 �"0⁄ (sem espelho) 
 
• Finalmente, temos a economia de R$ 30,529 por ano (diferença entre os dois valores 
calculados no item anterior). 
 
Esta economia pode não se justificar, ou não ser viável, levando em consideração a 
comparação entre os custos de manutenção expostos no capítulo 5.3.4. Para o suposto novo 
sistema de câmeras, uma avaria significaria o desembolso de R$ 1.100,00 em manutenção, 
enquanto com os tradicionais espelhos se gastaria em torno de R$ 512,00, ou seja, metade do 
preço. 
6.2 COMENTÁRIOS SOBRE PREMISSAS E SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS 
O presente estudo tem como umas das premissas as janelas do veículo sempre fechadas 
durante as simulações virtuais. Para um próximo trabalho propõe-se considerar as janelas 
abertas em diversas posições e analisar os resultados. 
Outra premissa importante a ser mencionada é que a proposta desta monografia foi analisar os 
impactos aerodinâmicos resultantes apenas da remoção dos espelhos. A sugestão para uma 
próxima oportunidade seria estudar alternativas para diminuir o vórtice que surgiu na parte 
traseira do veículo (ver Figuras 16 e 17 do capítulo anterior). Pode-se pensar em aerofólios, 
 
 
38
ou qualquer outro artifício, ou até mesmo por meio da mudança do projeto/design do carro. 
As duas fotografias a seguir mostram um exemplo de uma provável solução: 
Fotografia 04 – Chevrolet Cruze Hatch_1 Fotografia 05 – Chevrolet Cruze Hatch_2 
 
FONTE: Revista AUTOESPORTE (2013). FONTE: Website IG CARROS (2013). 
 
6.2.1 Fechando o “Ciclo” da proposta 
Entenda “fechar o ciclo da proposta” como um conjunto de estudos que devem ser feitos para, 
de maneira segura, concretizar a substituição dos espelhos pelo sistema de câmeras externas. 
Esta monografia apresentou apenas o estudo aerodinâmico e economia de combustível. 
Trabalhos complementares abordariam: 
6.2.1.1 Ruídos e Vibrações 
Na seção 2.3.1, foi abordada a questão de ruídos internos na cabine do veículo. Com a 
tendência de redução dos ruídos provenientes dos sistemas de propulsão e trem de força, e no 
carro elétrico onde esta propriedade é bem pouco notável, os ruídos aerodinâmicos estão se 
tornando cada vez mais perceptíveis aos ocupantes e, portanto, comprometendo seu conforto. 
Posteriores avaliações poderiam ser feitas em análises similares a esta desenvolvida nessa 
monografia, pois a remoção dos espelhos certamente trará benefícios nesse sentido. 
6.2.1.2 Emissões de Gases 
A redução de emissões de poluentes também é um fator favorável que aparece a medida que o 
arrasto de um carro melhora. Os impactos ambientais positivos gerados poderiam servir 
inspiração para trabalhos futuros. A viabilidade considerando este ponto de vista poderia ser 
estudada. 
 
 
39
6.2.1.3 Projeto do Produto 
É importante estudar de forma mais aprofundada o projeto do sistema de câmeras e sua 
realização dentro dos limites da montadora automobilística. Inicialmente com estimativas de 
custo, viabilidade do negócio, e escolha do piloto (modificação em veículo existente, ou novo 
produto no mercado?). Em seguida, considerar “Voz do Cliente”, parâmetros de design 
(ergonomia, acabamento, temas, cores) e definição de conceitos do interior (displays) e 
exterior (câmeras). Posteriormente, alavancar o projeto elétrico/eletrônico/interior/exterior, 
interface com o usuário, plano de validação do novo sistema, dentre muitos outros detalhes 
que envolvem o projeto de um produto. Essas conclusões se fazem necessárias para 
finalmente realizar a ideia das câmeras. 
 
REFERÊNCIAS 
APPOLINÁRIO, Fabio. Metodologia da Ciência: Filosofia e Prática da Pesquisa. São Paulo: 
Cengage Learning, 2012. 226 p. 
ALVES, Maria Bernardete Martins; MENDES, Leandro Luís. More: Mecanismo Online Para 
Referências. Disponível em: <http://www.rexlab.ufsc.br:8080/more/formulario10>. Acesso 
em: 07 nov. 2012. 
GROSCHE, F. R.; MEIER, G.E.A. Research at DLR Göttingen on bluff body aerodynamics, 
drag reduction by wake ventilation and active flow control. Elsevier Scientific Publishing 
Company: Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 89, German 
Aerospace Center, Institute of Aerodynamics and Flow Technology, Göttingen, Alemanha, p. 
1201-1218. 2001. Disponível em: <http://www.elsevier.com/locate/jweia>. Acesso em: 27 
out. 2012. 
KIM, Jeong-Hyun; HAN, Yong Oun. Experimental investigation of wake structure around an 
external rear view mirror of a passenger car. Elsevier Scientific Publishing Company: 
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 99, Yeungnam University, 
Gyeongsan, Republic ofKorea, p. 1197-1206. 2011. Disponível em: 
<http://www.elsevier.com/locate/jweia>. Acesso em: 27 out. 2012. 
WATKINS, Simon; OSWALD, Greg. The flow field of automobile add-ons with particular 
reference to the vibration of external mirrors. Elsevier Scientific Publishing Company: 
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 83, Department of 
Mechanical and Manufacturing Engineering, RMIT University, Australia, p. 541-554. 1999. 
Disponível em: <http://www.elsevier.com/locate/jweia>. Acesso em: 01 nov. 2012. 
ROSE, M. J. Commercial Vehicle Fuel Economy: The correlation between aerodynamic drag 
and fuel consumption of a typical truck. Elsevier Scientific Publishing Company: Journal 
of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 9, Motor Industry Research 
 
 
40
Association, Nuneaton, Grã-bretanha, p. 89-100. 1981. Disponível em: 
<http://www.elsevier.com/locate/jweia>. Acesso em: 14 nov. 2012. 
KASSIM, Zulfaa Mohamed; FILIPPONE, Antonio. Fuel savings on a heavy vehicle via 
aerodynamic drag reduction. Elsevier Scientific Publishing Company: Transportation 
Research Journal Part D, School of Mechanical, Aerospace, and Civil Engineering, 
University of Manchester, Reino Unido, p. 275-284. 2010. Disponível em: 
<http://www.elsevier.com/locate/jweia>. Acesso em: 15 out. 2012. 
BANNISTER, Mark. Drag and Dirt Deposition Mechanisms of External Rear View 
Mirrors and Techniques Used for Optimization. In: SAE WORLD CONGRESS. March 6-
9, 2000. Detroit, USA. Paper No 2000-01-0486. 16 p. 
SECOR, James O. Consolidated Rear View Camera and Display System for Motor 
Vehicle. New York: Patent Number 5289321, 1994. Disponível em: 
<http://www.google.com.br/patents?hl=pt-
BR&lr=&vid=USPAT5289321&id=LXElAAAAEBAJ&oi=fnd&dq=secor&printsec=abstract
#v=onepage&q=secor&f=false>. Acesso em: 25 ago. 2012. 
DEVESA, Antoine; INDINGER, Thomas. Fuel Consumption Reduction by Geometry 
Variations on a Generic Tractor-Trailer Configuration. SAE International: Journal of 
Commercial Vehicles, Society of Automotive Engineers, 2012. 11 p. Disponível em: 
<http://saecomveh.saejournals.org/>. Acesso em: 14 nov. 2012. 
ZHENGQI, Gu; YIPING, Wang; WEIPING, Li. Evaluation of Aerodynamic Noise 
Generated in a Miniature Car Using Numerical Simulation. SAE International: Journal of 
Commercial Vehicles, Society of Automotive Engineers, 2009. 10 p. Disponível em: 
<http://saecomveh.saejournals.org/>. Acesso em: 21 nov. 2012. 
RESOLUÇÃO CONAMA. Nº 18: Criação do Programa de Controle de Poluição do Ar por 
Veículos Automotores – PROCONVE. 1986. 
RESOLUÇÃO CONAMA. Nº 299: Procedimentos para elaboração de relatório de valores 
para o controle das emissões dos veículos – RVEP. 2001. 
RESOLUÇÃO CONTRAN. Nº 14: Estabelece os equipamentos obrigatórios para a frota de 
veículos em circulação. 1998. 
HUCHO, Wolf-Heinrich. Aerodynamics of Road Vehicles: From fluid mechanics to vehicle 
engineering. 4. ed. United States Of America, 1998. 
BUSCARIOLO, Filipe Fabian. Estudo de Diferentes Tipos de Solo em Túnel de Vento 
Através de Simulação Numérica. 126 p. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia 
Mecânica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. 
REVISTA EXAME.COM (Brasil). Carros: é melhor trocar em 5 anos ou mantê-los por 10 
anos?: Estudo exclusivo para EXAME.com mostra que manter o mesmo carro por 10 anos 
gera economia suficiente para comprar outro carro.. Disponível em: 
<http://exame.abril.com.br/seu-dinheiro/carros/noticias/manter-carro-por-10-anos-custa-
menos-do-que-trocar-de-carro>. Acesso em: 21 fev. 2013. 
 
 
41
REVISTA QUATRO-RODAS (Brasil). Qual é o momento certo de vender o carro?: 
Manutenção e fatores que afetam a depreciação indicam quando é o momento ideal para a 
venda.. Disponível em: <http://quatrorodas.abril.com.br/reportagens/servicos/qual-momento-
certo-vender-carro-705041.shtml>. Acesso em: 21 fev. 2013. 
CHEVROLET.COM.BR (Brasil). Manual do Proprietário - Agile. Disponível em: 
<http://www.chevrolet.com.br/Meu-Chevrolet/manuais-veiculos/manuais/manual-
agile.html>. Acesso em: 21 fev. 2013. 
REVISTA AUTOESPORTE (Brasil). Cruze hatch enfim chega às lojas por R$ 64.900: 
Modelo ganhou o “sobrenome” Sport6 e mira líder Hyundai i30.. Disponível em: 
<http://revistaautoesporte.globo.com/Revista/Autoesporte/0,,EMI301699-10142,00.html>. 
Acesso em: 4 mar. 2013. 
IG CARROS (Brasil). Cruze Sport6 agrada, mas é muito caro: Novo hatch da Chevrolet é 
o modelo mais equipado da categoria, só que tem preço de importado. Disponível em: 
<http://carros.ig.com.br/lancamentos/cruze+sport6+agrada+mas+e+muito+caro/4557.html>. 
Acesso em: 4 mar. 2013. 
Blog INFORMAÇÃO. Consumo gasolina e álcool Chevrolet Agile 1.4: Veja qual a média 
de consumo do Agile. Disponível em: <http://informacao.blog.br/2011/05/consumo-gasolina-
e-alcool-chevrolet-agile-1-4-veja-qual-a-media-de-consumo-do-agile/>. Acesso em: 3 abr. 
2013. 
Blog MUNDO DAS DICAS. Comprar Chevrolet Agile 2012/2013: Veja o Preço e Modelos 
do Agile 2012 e 2013. Disponível em: <http://mundodasdicas.com.br/agile-2012-2013-preco-
fotos-comprar-consumo>. Acesso em: 3 abr. 2013. 
Blog ALBATRA. Consumo de combustível Agile. Disponível em: 
<http://www.albatra.info/2010/12/consumo-de-combustivel-agile.html>. Acesso em: 3 abr. 
2013. 
G1 (globo.com). G1 andou no Chevrolet Agile: Carro compacto da General Motors chega a 
partir de R$ 37.708. Modelo traz características similares às do 'irmão mais velho' Corsa. 
Disponível em: <http://g1.globo.com/Noticias/Carros/0,,MUL1331372-9658,00.html>. 
Acesso em: 3 abr. 2013. 
Preço dos Combustíveis. Compare o preço dos combustíveis nos postos do Brasil através 
de um prático mapa interativo. Disponível em: 
<http://www.precodoscombustiveis.com.br/>. Acesso em: 8 abr. 2013. 
F-Iniciativas: INOVAR-AUTO. Comece agora mesmo a obter os benefícios fiscais. 
Disponível em: <http://inovarauto.com.br/>. Acesso em: 30 abr. 2013. 
 
 
 
 
 
42
APÊNDICE A – Simulação Virtual – Imagens 
Figura 18 – Coeficiente de Pressão – eixo X – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 19 – Coeficiente de Pressão – eixo Y – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
43
Figura 20 – Coeficiente de Pressão – eixo Z – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 21 – Pressão Estática – eixo X – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
44
Figura 22 – Pressão Estática – eixo Y – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 23 – Pressão Estática – eixo Z – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
45
Figura 24 – Pressão Total – eixo X – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 25 – Pressão Total – eixo Y – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
46
Figura 26 – Pressão Total – eixo Z – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 27 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – Isométrica – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
47
Figura 28 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – eixo Y – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 29 – Linhas de Corrente (Velocity Pathlines) – eixo Z – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
48
Figura 30 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – Isométrica – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
Figura 31 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – eixo Y – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
49
Figura 32 – Esteira de Vórtices (Wake Profile) – eixo Z – Ampliada 
 
FONTE: O Autor. 
 
 
 
50
ANEXO A – Orçamento: Câmera e Espelhos 
 
 
 
 
 
 
 
 
51
ANEXO B – Patente – Secor – 1994 
 
 
 
 
 
 
52
 
 
 
 
 
53
 
 
 
 
 
 
54
 
 
 
 
 
 
 
55
 
 
 
 
 
56
 
 
 
 
 
 
57
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
58
 
 
 
 
59
 
 
 
 
60