Tecnologias mais sustentáveis para o transporte


Pesquisadores buscam tecnologias mais sustentáveis para o transporte

Dos veículos movidos a hidrogênio, ao trem de levitação magnética, veículos eficientes e positivos para o meio ambiente são desenvolvidos no Brasil

 Globo Ecologia desta semana abordou a importância dos sistemas de transportes urbanos para a melhoria da qualidade de vida nas cidades. Para isso, além de planejamento urbano, são necessários investimentos em veículos mais eficientes, tanto em energia consumida, quanto em relação a seus efeitos sobre meio ambiente. Um exemplo é o ônibus movido a hidrogênio desenvolvido no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) da UFRJ. Veja abaixo como funcionam essa e outras tecnologias alternativas:
ônibus a hidrogênio (Foto: Divulgação/Coppe/UFRJ)
O ônibus movido a hidrogênio é mais eficiente que os ônibus tradicionais, uma vez que não faz combustão, seu motor é silencioso e não produz contaminantes (Foto: Divulgação/Coppe/UFRJ)
Ônibus movido a hidrogênio: Com seu segundo protótipo lançado durante a Conferência Rio+20 – o primeiro data de maio de 2010 –, o ônibus movido a hidrogênio da Coppe é uma solução mais eficiente em relação aos ônibus convencionais, que utilizam diesel como combustível. A tração de um ônibus convencional funciona com uma máquina térmica: faz um barulho enorme e ainda produz uma série de contaminantes, como gases do efeito estufa.
“O motor de tração do ônibus da Coppe é elétrico, por isso não faz combustão”, explica o professor Paulo Emilio Miranda, coordenador do Laboratório de Hidrogênio da Coppe. “E o motor elétrico é muito silencioso, muito eficiente em seu funcionamento – contribuindo para a redução do consumo de combustível – e não produz rejeitos.”
O ônibus movido a hidrogênio possui três fontes de energia elétrica. A pré-conexão com a rede elétrica, na qual suas baterias são recarregadas. O ônibus também tem a bordo um equipamento chamado Pilha a Combustível, que é um conversor de energia. “A Pilha a Combustível usa hidrogênio armazenado em tanques no ônibus e o oxigênio do ar para realizar uma reação eletroquímica que produz eletricidade para o veículo e, como rejeito, vapor d’água”, explica Paulo Emilio.
A terceira fonte é a regeneração de energia cinética em energia elétrica. “A energia cinética é energia do movimento, por exemplo, se o ônibus está a 60 quilômetros por hora, está a uma certa energia cinética. Para parar o ônibus é preciso converter essa energia”, esclarece o professor. “No ônibus a hidrogênio, essa energia do movimento é transformada em energia elétrica, que é armazenada a bordo.”
Há outros ônibus a hidrogênio já desenvolvidos no mundo, no entanto, possuem configurações diferentes do da Coppe, principalmente na configuração da Engenharia de Hibridização da Energia a Bordo do Veículo. “Ou seja, nós desenvolvemos métodos de engenharia para otimizar o uso de energia a bordo do veículo”, ressalta.
Carro movido a hidrogênio (Foto: Divulgação)
Carro movido a hidrogênio desenvolvido na Unicamp (Foto: Divulgação)
Carro elétrico e carro movido a hidrogênio:O sistema do carro elétrico tem um conjunto de baterias conectadas ao motor elétrico, e entre eles há um dispositivo eletrônico que controla a quantidade de energia elétrica que vai para o motor. “O resto do veículo é parecido com os convencionais. Tem farol, ar condicionado, vidro, tudo igual. O que muda é o sistema de propulsão”, observa o professor Ennio Peres da Silva, coordenador do Laboratório de Hidrogênio do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (Nipe) da Unicamp.
“O veículo a hidrogênio tem a mesma configuração do elétrico, só que tem menos baterias e um tanque de hidrogênio”, ressalta o professor. O carro também tem uma Pilha a Combustível, parecida com a do ônibus, que recebe o hidrogênio do tanque e puxa oxigênio do ar.
O hidrogênio e oxigênio se combinam em uma reação eletroquímica de troca de elétrons que ocorre junto aos terminais, também chamados de eletrodos,da célula, dos quais um é positivo e outro negativo, como uma bateria. “Por isso uma parte das baterias do carro a hidrogênio foi retiradas. A Pilha a Combustível funciona como um conjunto de baterias que produz a energia elétrica que vai para o motor”, explica o professor Ennio, responsável pelo primeiro carro a hidrogênio desenvolvido no Brasil, em 1992.
No entanto, o carro movido a hidrogênio possui uma limitação: depende que os postos de abastecimento disponham de hidrogênio, o que hoje não existe. “Não chega a ser um grande problema. Antes os postos não tinham álcool, hoje têm. Não tinham gás, hoje quase todos os postos têm. É uma infraestrutura que terá de ser criada para que o carro a hidrogênio venha a ser usado convencionalmente”, comenta o professor.
“Quanto ao carro elétrico, ele em si não emite nenhum poluente, mas temos que saber de onde vem a energia elétrica”, explica o professor Ennio. Na China, por exemplo, boa parte da energia elétrica é produzida em usinas de carvão, o que polui muito o tempo todo. Por outro lado, no Brasil, grande parte da energia vêm das usinas hidrelétricas. “O impacto da hidrelétrica vem por conta da construção. Mas depois que a usina está pronta, ela tem um impacto pequeno. A usina a carvão e outros combustíveis poluem muito sempre”, observa o pesquisador.
De uma forma ou de outra, as vantagens do carro elétrico e do carro a hidrogênio são as mesmas: não fazem barulho, não poluem e têm ciclo de combustível renovável.
Biocombustíveis – Biodiesel: O biodiesel é um combustível renovável, com características assemelhadas ao do diesel – composto por carbono e hidrogênio -, mas com a adição do átomo de oxigênio. “O oxigênio permite que o combustível tenha uma queima mais completa nos automóveis, caminhões e até mesmo para geração de energia elétrica”, ressalta Alberto Villela, professor do Instituto Virtual Internacional de Mudanças Globais (IVIG) da Coppe/UFRJ.
Com o uso do biodiesel há emissão menor de vários poluentes. Além disso, ele é desprovido de enxofre – diferente do diesel –, que é muito prejudicial para a saúde humana e é o precursor da chuva ácida.
O biodiesel é um combustível renovável, feito a partir de óleos vegetais ou gordura, uma matéria-prima que pode ser produzida sempre. “O óleo vegetal é feito de biomassa de planta, que quando faz fotossíntese, absorve gás carbônico da atmosfera para o próprio crescimento. Então a queima do biodiesel devolve o gás carbônico da própria atmosfera. Isso vale tanto para biodiesel quanto para outros biocombustíveis”, explica o professor Alberto.
No entanto, o biodiesel ainda é usado com um aditivo misturado ao diesel mineral, ou seja, apenas 5% da mistura é biodiesel – uma vez que a Agência Nacional do Petróleo (ANP) proíbe o seu uso em forma pura. “O biodiesel é recente e produzido em uma escala menor, o que o torna mais caro. E no Brasil não é produzido óleo vegetal suficiente para produzir mais biodiesel que diesel”, completa Villela.
MagLev Cobra (Foto: Divulgação/Coppe/UFRJ)
MagLev Cobra poderá substituir ou complementar
outros meios de transporte, como automóveis e
ônibus (Foto: Divulgação/Coppe/UFRJ)
Trem de levitação magnética – MagLev Cobra: Desenvolvido no Laboratório de Aplicações de Supercondutores (Lasup) da Coppe/UFRJ, é um trem compacto e leve, que dispensa rodas e trilhos e desliza sobre passarelas suspensas. Movido a energia elétrica, o trem de levitação magnética não emite gases de efeito estufa como os automóveis e ônibus.
No laboratório, o modelo em tamanho real do MagLev Cobra levita sobre a linha de 12 metros de extensão, enquanto é construída a via demonstrativa de 200 metros que ligará os Centros de Tecnologia 1 e 2 da Cidade Universitária, no Rio de Janeiro. A previsão é que a via esteja pronta até 2014, de acordo com o coordenador do Lasup, professor Richard Stephan.
O modelo de testes poderá transportar até trinta passageiros, no entanto, o projeto é concebido para operar em módulos, que lembram os “anéis” de uma cobra, daí o nome do trem, produzidos na quantidade necessária para atender a demanda. Além disso, o trem foi projetado para correr a 70 quilômetros por hora, ideal para percursos urbanos, de forma a substituir ou complementar outros meios de transporte, como automóveis, ônibus e metrôs.
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