Próxima parada, trens movidos a hidrogênio

Como os antigos trens a diesel são desativados das redes ferroviárias em todo o mundo, o Reino Unido está prestes a testar um novo tipo de motor que poderia ajudar a descarbonizar as ferrovias – trens movidos a hidrogênio.

Da plataforma, parecia qualquer outro trem britânico. Porém, quando várias centenas de passageiros subiram a bordo dos vagões de carroceria de aço em Long Marston, eles encontraram uma visão incomum. Em um de seus carros, os passageiros foram incentivados a posar em torno de quatro tanques de combustível de hidrogênio, uma célula de combustível e duas baterias de lítio.

O sistema de energia a hidrogênio do trem produz energia suficiente para pegar o trem 80 a 75 milhas. O trem, chamado Hydroflex, é o primeiro do Reino Unido a ser movido a hidrogênio. Foi exibido ao público em junho de 2019 pela primeira vez nas pistas do Quinton Rail Technology Center, uma instalação de testes em Long Marston, perto de Stratford-upon-Avon, na Inglaterra.

Os engenheiros que desenvolveram o novo trem, da Universidade de Birmingham e da companhia ferroviária britânica Porterbrook, queriam que os passageiros sentassem ao lado das células de combustível de hidrogênio do trem. Quanto mais cedo se familiarizassem com a tecnologia, mais cedo se sentiriam seguros, argumentaram.

Alguma apreensão em torno do hidrogênio como fonte de combustível talvez seja compreensível, considerando a infeliz história de dirigíveis cheios de hidrogênio, nomeadamente aeronaves, como o infeliz destino britânico R101 e o alemão Hindenburg. Mas os trens movidos a hidrogênio estão surgindo como um meio de transporte viável – e muito mais seguro. Quão perto estamos das frotas de trens que liberam apenas água como resíduo?

A maneira como o hidrogênio alimenta um trem como o Hydroflex é bastante simples. A célula de combustível é composta por um ânodo, um cátodo e uma membrana eletrolítica. O hidrogênio armazenado passa pelo ânodo, onde é dividido em elétrons e prótons. Os elétrons são então forçados através de um circuito que gera uma carga elétrica que pode ser armazenada em baterias de lítio ou enviada diretamente ao motor elétrico do trem. A parte restante da molécula de hidrogênio reage com o oxigênio no cátodo e se torna o produto residual – a água.

Atualmente, os tanques de hidrogênio, a célula de combustível e as baterias do Hydroflex estão dentro de um carro de passageiros, mas o plano final é armazená-los embaixo do trem para acomodar mais passageiros. É claro que o hidrogênio é extremamente inflamável, mas no Hydroflex ele é armazenado em quatro tanques de alta pressão protegidos, uma das várias medidas para garantir a segurança dos passageiros.

Os trens movidos a hidrogênio, como o Hydroflex, são isentos de emissões – desde que o hidrogênio seja proveniente de uma fonte renovável – Foto University of Birmingham

Em meio à crise climática, a demanda por descarbonização nas indústrias de transporte cresceu e o Hydroflex é apenas um produto disso. Em 2016, a Alemanha apresentou o Coradia iLint, o primeiro trem movido a hidrogênio do mundo, que pode percorrer 600 milhas em um único tanque de combustível – a par das distâncias que os trens tradicionais alcançam em um tanque de diesel. Engenheiros nos EUA também estão trabalhando para trazer uma versão de um “trilho hidráulico” para os estados. No entanto, como os trens já estão entre os mais baixos emissores de gases de efeito estufa no transporte, resta saber se o valor de uma revisão maciça dos sistemas ferroviários valerá a pena.

O Reino Unido já possui 42% de suas milhas eletrificadas, de acordo com a Instituição de Engenheiros Mecânicos, o que significa que esses trens estão prontos para se tornar zero carbono, se usarem uma fonte renovável de energia. Atualmente, uma única linha que liga Hampshire a Londres é a única no mundo a operar exclusivamente com energia solar. No entanto, os 58% restantes da via do Reino Unido ainda não estão eletrificados, portanto ainda são necessários trens a diesel para manter as áreas conectadas por via férrea.

Os engenheiros que trabalham no Hydroflex dizem que os trens movidos a hidrogênio podem ser a resposta para descarbonizar o sistema ferroviário do Reino Unido sem incorrer no alto custo de eletrificar sua linha. De acordo com uma avaliação de 20 linhas na Grã-Bretanha e na Europa continental, a eletrificação de um único quilômetro de trilho pode custar entre 750 mil e 1 milhão de libras (965 mil a 1,3 milhão de dólares). Os trens movidos a hidrogênio são mais baratos, porque não exigem grandes reparos na via e podem ser criados com a reforma dos trens a diesel existentes. Isso é especialmente benéfico nas áreas rurais, onde há mais milhas a percorrer, mas menos passageiros para justificar a despesa.
The German Coradia iLint was the world’s first hydrogen-powered locomotive (Credit: Getty Images)

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Tecnologia: O Caminhão de células de Combustível da Hyunday

No Salão de Veículos Comerciais da América do Norte, em Atlanta, a Hyundai Motor Co. apresentou um conjunto de caminhões e reboques com células a combustível de hidrogênio. A Hyundai também disse que estava pensando em entrar no mercado de veículos comerciais dos EUA.

A Hyundai, com sede na Coréia do Sul, mostrou seu caminhão pesado HDC-6 Neptune Concept Class 8. O caminhão se baseia no trabalho com células de combustível que a Hyundai desenvolveu para seus veículos de passageiros Tucson e Nexo.

A Hyundai afirmou que a combinação de trator e reboque demonstra como o transporte de carga limpa se desenvolverá nos EUA. As células de combustível são uma excelente tecnologia para caminhões pesados, porque podem oferecer um alcance maior, maior carga útil e menos tempo de reabastecimento do que uma bateria elétrica. caminhão de transporte.

Empresas rivais veem um futuro em caminhões elétricos a bateria.

A Daimler Trucks North America está lançando modelos elétricos Freightliner Cascadia e a Volvo Trucks tem um programa semelhante com seu modelo VNR de médio alcance. A Volvo diz que começará a produção comercial no próximo ano. A Tesla também está desenvolvendo um caminhão elétrico para serviços pesados.

Também empresas como Kenworth, Toyota e Nikola Motor estão desenvolvendo caminhões pesados ​​de célula a combustível de hidrogênio para o mercado dos EUA. A empresa Paccar Kenworth está trabalhando com a Toyota para construir 10 caminhões para uso no sul da Califórnia em um projeto.

Os primeiros caminhões entrarão em operação ainda este ano. A Daimler também disse que tem planos de longo prazo para a comercialização de caminhões com células de combustível.

O estilo do Hyundai Neptune Concept é inspirado nos trens da linha aerodinâmica Art Deco que funcionaram de 1936 a 1959. Assim como esses trens representavam a principal tecnologia de transporte da época, a Hyundai acredita que seu conceito Neptune também representa um avanço tecnológico.

O City Car para transporte individual

O CITYCAR COMO PROPOSTA PARA O TRANSPORTE INDIVIDUAL URBANO

A sociedade moderna está em certa medida moldada pelas liberdades individuais e o automóvel é um símbolo dessas liberdades. Mas os espaços urbanos se mostram cada vez mais limitados e o CityCar, concebido pelo MIT, se apresenta como um avanço no sentido de ainda permitir o uso do automóvel como transporte individual.

O CityCar é um carro conceito elétrico desenvolvido no MIT Media Lab para ambientes urbanos com capacidade para até duas pessoas. O conceito foi desenvolvido a partir de 2003 com apoio da General Motors e foi selecionado como uma das melhores criações de 2007 pela Time Magazine. Entre as suas qualificações, ainda é possível dizer que é um automóvel compacto… dobrável!

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As imagens acima e abaixo são criações artísticas, para melhor visualizar o modelo. É um automóvel bastante compacto, com um habitáculo para apenas dois passageiros, que tem o eixo dianteiro em posição “fixa” e o eixo traseiro “móvel”, permitindo alterar a distância entre eixos. É um carro que se pode dizer “dobrável” na medida em que o eixo traseiro pode ser trazido para perto do eixo dianteiro.

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Na posição “aberta” o carro apresenta maior estabilidade para enfrentar o trânsito moderno e para desenvolver maiores velocidades. Na posição “dobrada” o carro apresenta melhor manobrabilidade e ocupa menos espaço em estacionamentos. O amplo parabrisas dianteiro se abre para cima e dá acesso aos passageiros. Uma das versões também dá acesso por portas laterais.

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As figuras acima e abaixo mostram um modelo produzido experimentalmente por um consórcio espanhol para testes desde 2012 em várias cidades europeias. A intenção é que sejam inseridos em programas para uso comunitário dos veículos com taxas atrativas. Em breve, será colocado a venda por valores em torno de US$ 20.000 para clientes como prefeituras municipais ou organizações não governamentais.

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A figura abaixo compara dimensões e peso de um CityCar com o Toyota Prius e com o Ford Explorer. Em configuração estendida, o CityCar apresenta 100 polegadas de comprimento, aproximadamente 2,50 metros. Essa medida é quase a metade dos maiores automóveis disponíveis e menor que a maioria dos automóveis compactos. A figura seguinte indica o comprimento do carro “dobrado”: 60 polegadas ou aproximadamente 1,50 metro.

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A figura abaixo compara dimensões e peso de um CityCar com o Smart. O CityCar tem 1.000 libras, ou pouco menos de meia tonelada, enquanto o Smart tem 1.609 libras, ou cerca de 730 kg. Na figura anterior aparecem ainda o Toyota Prius com 2.932 libras, ou cerca de 1300 quilos, e a Ford Explorer com 3.950 libras, equivalentes a quase 1.800 quilogramas. O CityCar portanto é bem menor que outros carros e mesmo que seu atual concorrente direto.

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O CityCar, enfim, é uma proposta para um automóvel elétrico compacto que permitirá ainda que os automóveis sigam sendo amplamente utilizados em ambientes com cada vez mais automóveis e menos espaços disponíveis. Mais do que um carro que virá a ser produzido em breve, o CityCar é um conceito que servirá para que novos conceitos surjam nos próximos anos. O CityCar é parte de um processo evolutivo!

Obvius/Alexandre Belucco