domingo, maio 19, 2024

Futuro das estradas: o avanço do hidrogênio em veículos comerciais e de passeio

Futuro das estradas: conheça neste artigo os estágios atuais do desenvolvimento de veículos movidos.

Por Eustáquio Sirolli*

A nova alternativa energética — hidrogênio — em uso veicular traz um interessante leque de possibilidades. Cada alternativa tem suas especificidades e vantagens inerentes ao uso e atendimentos operacionais.

Caminhões

A forma mais difundida até agora é o uso de tanques atrás da cabine com hidrogênio a 350 bar. A Hyundai com seu caminhão XCIENT tem a vanguarda no tema, tendo rodados na Suíça uma frota de quase 50 caminhões de distribuição por mais de 4 milhões de km. Uma abordagem no mercado americano motivou a empresa a desenvolver caminhões da classe 8 e na configuração trator (cavalo mecânico).

Outra abordagem nesse segmento foi a Daimler Truck que aposta na versão sLH2, subcooled liquid H₂, sendo o hidrogênio líquido sob pressão (16 bar) que merece uma abordagem futura. Com essa solução, a Daimler Truck montou no veículo GenH2 os dois tanques criogênicos no mesmo local dos de diesel sem grande impacto no layout do veículo e ofereceu uma massa de 40 kg de hidrogênio por tanque, totalizando 80 kg e atingiu uma autonomia de mais de 1.000 km!

Ônibus

Esse é o produto com maior foco de descarbonização preponderante no uso urbano. O Brasil, por meio de um projeto da Marcopolo, com parceiros, construiu um protótipo e três veículos pré-série. Eles rodaram no ABCD paulista. O objetivo foi atender a EMTU (Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos). Os tanques montados foram abastecidos com hidrogênio gasoso a 350 bar e a autonomia era de 14/15 kg de hidrogênio para cada 100 km.

A capacidade dos tanques montados no teto dos ônibus era de 32–35 kg, permitindo um rodar diário seguro. Atualmente, existe ônibus com consumo de 6,25 kg de hidrogênio para rodar os mesmos 100 km, uma otimização super relevante!

Um tema a refletir, como adequar os ônibus rodoviários? Creio que aqui o hidrogênio criogênico deverá ser uma alternativa a ser intensamente estudada, pois no teto a massa dos tanques podem elevar demais o centro de gravidade dos ônibus rodoviários, tornando a condução insegura e se forem alocados nos porta-malas reduzirão o espaço de bagagens.

Automóveis

Para ponderar nesse universo vale a pena tomar como referência o Toyota — Mirai — veículo a hidrogênio com célula a combustível. Ele está equipado com 3 cilindros com fibra de carbono, que totalizam aproximadamente 140 litros, que comportam 5,6 kg de hidrogênio, pressão de 700 bar, e fornecem segundo Guiness Book uma autonomia de 1.360 km conforme teste feito na Califórnia, rodando em trecho urbano e rodoviário.

O tanque de gasolina do Toyota Corolla é de 60 litros, assumindo um consumo médio de 10 km/litro a autonomia seria de 600 km! Reflexão, para empacotar os tanques de hidrogênio o volume ocupado é mais que o dobro da gasolina, ou seja, um desafio de engenharia para deixar o Mirai com poucos sacrifícios na ocupação de espaços de conforto e operacionais, porta-malas, por exemplo!

Quais alternativas seriam possíveis, uma primeira reduzindo os tanques de hidrogênio para deixar o Mirai com a mesma autonomia do carro a gasolina, com isso os tanques de hidrogênio poderiam ser reduzidos para algo em torno de 70 litros e autonomia de 650 km, pura conjectura!

Uma alternativa seria o uso de hidrogênio criogênico que poderia ocupar um tanque de 40 litros para a autonomia de 650 km, mas ainda é uma alternativa em estudo. A tecnologia madura é abastecer com hidrogênio gasoso a 700 bar.

Aqui parece que em caminhões pesados de longa distância o hidrogênio criogênico deva ser a solução simplificadora.

Concluindo, o hidrogênio e a célula a combustível, aparecem no “palco tecnológico” como protagonistas a serem pesquisados e com base em soluções factíveis na tecnologia, custos e logística serem implementadas passo a passo.

É um novo mundo energético!
Eustáquio Sirolli
Engenheiro Eustáquio Sirolli

*Eustáquio Sirolli é engenheiro, com de mais de 47 anos de atuação na indústria automobilística. São 39 anos na Mercedes-Benz do Brasil, onde chegou ao cargo de gerente de Marketing do Produto e depois de Treinamento. Além de oito anos como diretor de Engenharia da Foton caminhões. Graduado em Engenharia de Produção e Automobilística pela FEI, fez MBA em Automotive Business pela FGV e mestrado em Ciência dos Materiais pelo IPEN/USP. Além disso, está focando no estudo sobre hidrogênio em aplicações veiculares.

 

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