Quase todas as viagens aéreas num raio de 1 200 quilómetros poderão ser feitas com aeronaves movidas a hidrogénio até 2045. Com um novo permutador de calor em desenvolvimento, este alcance poderá ser ainda maior, segundo novos estudos da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia.
Segundo a análise, a possibilidade de ter viagens aéreas a hidrogénio significa “maiores oportunidades de viajar sem recurso a combustíveis fósseis”, e os avanços tecnológicos para que isso aconteça estão a “progredir rapidamente”
“Se tudo correr bem, a comercialização dos voos a hidrogénio pode avançar muito rapidamente. Já em 2028, os primeiros voos comerciais com hidrogénio na Suécia poderão estar no ar”, afirma Tomas Grönstedt, professor da Universidade de Tecnologia de Chalmers e diretor do centro de competências TechForH2 em Chalmers.
Alguns destes avanços tecnológicos podem ser observados nos túneis de vento da Chalmers, onde os investigadores estão a testar as condições do fluxo de ar em instalações de ponta. Estão a ser desenvolvidos motores mais eficientes em termos energético, que abrem caminho a um voo seguro e eficiente com hidrogénio para veículos pesados.
Futuro da aviação a hidrogénio de curto alcance nos países nórdicos
No caso da aviação a hidrogénio, os voos de curto e médio alcance são os que estão mais próximos de se concretizarem. As viagens aéreas movidas a hidrogénio têm potencial para satisfazer as necessidades de 97% de todas as rotas de voo intra-nórdicas e 58% do volume de passageiros nórdicos até 2045, segundo um estudo da Chalmers.
Liderado pelo estudante de doutoramento Christian Svensson, no grupo de investigação de Tomas Grönstedt, o estudo também apresentou um novo tanque de combustível que pode conter hidrogénio líquido, sendo suficientemente isolado para manter a sua temperatura muito baixa e, ao mesmo tempo, mais leve do que os atuais sistemas de tanques de combustível de origem fóssil.
Novos permutadores de calor para um melhor consumo de combustível
Os permutadores de calor são uma parte fundamental da aviação a hidrogénio e dos avanços tecnológicos em curso, informam os especialistas. “Para manter os sistemas de combustível leves, o hidrogénio tem de estar na forma líquida. Isto significa que o hidrogénio é mantido muito frio na aeronave, geralmente a cerca de -250 graus Celsius”, explicam.
“Ao recuperar o calor dos gases de escape quentes dos motores a jato, e ao arrefecer os motores em locais estratégicos, eles tornam-se mais eficientes. Para transferir o calor entre o hidrogénio muito resfriado e o motor, são necessários novos tipos de permutadores de calor”, acrescentam.
Para responder a este desafio, os investigadores da Chalmers trabalham há vários anos no desenvolvimento de um tipo de permutador de calor completamente novo. A tecnologia, agora com patente pendente do parceiro GKN Aerospace, tira partido da baixa temperatura de armazenamento do hidrogénio para arrefecer as peças do motor e, em seguida, utiliza o calor residual dos gases de escape para pré-aquecer o combustível em várias centenas de graus, antes de este ser injetado na câmara de combustão.
“Cada grau de aumento da temperatura reduz o consumo de combustível e aumenta a autonomia. Conseguimos demonstrar que os aviões de curto e médio curso equipados com o novo permutador de calor podem reduzir o seu consumo de combustível em quase 8%. Considerando que um motor de avião é uma tecnologia madura e bem estabelecida, é um resultado muito bom de um único componente”, afirma Carlos Xisto, professor associado da Divisão de Mecânica dos Fluidos da Chalmers, e um dos autores do estudo.
Os investigadores observam ainda que com uma maior otimização, este tipo de tecnologia de permutador de calor num avião comercial Airbus A320 normal poderia proporcionar uma maior autonomia até 10%, o equivalente à rota Gotemburgo-Berlim.
Comprometimento da Suécia em efetuar investimentos
Governos, universidades e empresas privadas estão a trabalhar em conjunto para desenvolver soluções para a aviação a hidrogénio do futuro. Na Suécia, o pólo de inovação, o Centro Sueco de Desenvolvimento do Hidrogénio (SHDC), reúne os principais intervenientes, incluindo líderes da indústria e peritos do meio académico.
Num seminário recente do SHDC, os investigadores da Chalmers apresentaram o seu trabalho e várias empresas comerciais testemunharam “grandes investimentos em voos a hidrogénio nos próximos anos”. Embora a tecnologia esteja bastante avançada, os desafios residem antes nos grandes investimentos necessários e no desenvolvimento de infraestruturas, modelos de negócio e parcerias para produzir, transportar e armazenar o hidrogénio, de modo a possibilitar a transição para os voos a hidrogénio. Prevê-se que uma transição total exija cerca de 100 milhões de toneladas de hidrogénio verde por ano.
“A indústria espera que 30 a 40% da aviação mundial seja movida a hidrogénio até 2050. É provável que, nos próximos anos, necessitemos de uma mistura de aeronaves que funcionem com eletricidade, combustível de jato eletrónico menos nocivo para o ambiente e hidrogénio. Cada aeronave alimentada a hidrogénio a partir de energias renováveis reduz as emissões de dióxido de carbono”, afirma Tomas Grönstedt.
