Projeto da UFSM transforma Fiat Siena em primeiro carro a hidrogênio do Brasil, mantendo motor Fire
Um Fiat Siena se tornou o primeiro veículo nacional a utilizar hidrogênio como combustível em um projeto inovador da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). A iniciativa representa um avanço significativo na busca por combustíveis mais limpos no país, adaptando um motor a combustão interna para queimar o gás H2 em substituição à gasolina ou ao etanol.
O projeto partiu de um Fiat Siena Tetrafuel, que originalmente possuía um kit de GNV. Contudo, o sistema de gás natural foi completamente descartado, pois era incompatível com as particularidades do hidrogênio. Surpreendentemente, o motor 1.4 Fire manteve sua estrutura original, sem a necessidade de alterações na taxa de compressão ou na câmara de combustão.
Detalhes da conversão e tecnologia empregada
O sedã foi modificado pelo Grupo de Pesquisa em Motores, Combustíveis e Emissões (GPMOT) da UFSM. O trabalho faz parte da conclusão do curso de Engenharia Mecânica do estudante Augusto Graziadei Folletto e é o resultado de uma série de pesquisas do GPMOT, com financiamento de instituições como CNPq, Finep e Fapergs, além das empresas Marelli e TCA-HORIBA.
A conversão contou com o suporte técnico da FuelTech, fabricante de ECUs de alta performance, que forneceu o sistema de controle do motor. O hidrogênio é armazenado em um cilindro de 9 m³ a 150 bar, uma pressão considerada baixa em comparação aos 700 bar exigidos por veículos a célula de combustível (FCEV) como o Toyota Mirai. O sistema inclui regulador de pressão e conexões para levar o gás ao cofre do motor, com solenóides de segurança que liberam o fluxo apenas com a ignição ligada.
A unidade de controle programável da FuelTech foi essencial para calibrar a injeção e o ponto de ignição, adaptando o motor às características específicas do hidrogênio. O desafio incluiu a dosagem do combustível e estratégias de partida a frio, demandando a instalação de instrumentos como termopares e sensores de pressão.
Desafios e o futuro do hidrogênio no Brasil
“Como o motor é uma máquina volumétrica e o hidrogênio é admitido no coletor a baixa pressão, o parâmetro mais relevante é a densidade energética volumétrica, que no caso do H₂ é muito inferior.”
O professor Mario Martins, orientador do projeto, explica que, apesar da alta energia específica do hidrogênio, sua baixa densidade energética volumétrica impõe desafios. Isso resulta em uma redução da potência original, que poderia ser mitigada com sistemas de sobrealimentação, algo que não foi o foco inicial deste projeto.
A conversão do Siena a hidrogênio resulta em emissões de poluentes virtualmente zero, liberando apenas água ou vapor d’água. Este trabalho visa validar a viabilidade técnica do uso de hidrogênio em motores comuns no Brasil, demonstrando a adaptabilidade da frota existente. A expectativa é que veículos a hidrogênio se tornem mais comuns entre 2030 e 2040, inicialmente no transporte pesado e na indústria, antes de chegar aos veículos de passeio.
Apesar da prova de conceito, a disseminação da tecnologia enfrenta barreiras logísticas, como a produção de hidrogênio verde e, principalmente, a infraestrutura de distribuição. “A infraestrutura logística de fornecimento de hidrogênio no Brasil ainda está em desenvolvimento”, aponta o professor Martins, destacando a dificuldade em encontrar fornecedores com pressões de abastecimento superiores a 150 bar.
O Fiat Siena adaptado funciona como um laboratório móvel no Rio Grande do Sul, antecipando uma solução para a descarbonização dos motores a combustão.
