A indústria automobilística mundial corre em busca de um substituto para os atuais motores a combustão, alimentados por combustíveis fósseis e que geram uma cadeia de consumo altamente agressiva ao meio ambiente. Muitos países optaram por políticas de estímulo ao uso de motores elétricos. Uma solução que, contudo, esbarra nos processos para a geração de energia elétrica, nem sempre ambientalmente sustentáveis, e no grave problema do descarte de baterias.
Um combustível alternativo que tem sido estudado para alimentar os motores do futuro é o hidrogênio. Até o momento, o foco das pesquisas foi o uso do hidrogênio em estado gasoso, armazenado sob pressão em tanques nos veículos. Mas essa solução exige a implantação de uma ampla rede de abastecimento desse gás, algo que ainda não se mostrou comercialmente viável, especialmente nos países de grandes dimensões territoriais.
Nessa corrida pelo uso de combustíveis sustentáveis com o objetivo de alcançar zero emissões líquidas de carbono (net zero), pesquisadores do Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (Lopca) da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp desenvolveram um reator químico compacto, um microrreator, capaz de produzir hidrogênio a partir do etanol. Ele pode ser embarcado em veículos e acoplado a células combustíveis para alimentar motores elétricos.
A tecnologia permite aproveitar o etanol do tanque do veículo para gerar o hidrogênio que vai alimentar o motor elétrico. Dessa forma, o invento pode permitir a fabricação de veículos elétricos abastecidos por etanol – uma solução extremamente oportuna e adaptada às condições do Brasil, um país rico em fontes renováveis, cenário bem distinto dos países que não dispõem dessa oferta.
A tecnologia, patenteada pela Universidade com o apoio da Agência de Inovação Inova Unicamp, é uma possível aposta para reduzir a emissão do gás carbônico gerado por veículos automotores. O uso energético do hidrogênio resulta em energia e água, ou seja, resíduos que voltam para o ambiente na forma de vapor. O professor Rubens Maciel Filho, da FEQ, assim explica o potencial desta tecnologia:
“Estamos falando da possibilidade de produção de hidrogênio embarcado em veículos a partir do etanol. Esse hidrogênio pode alimentar as células combustíveis, possibilitando a eletrificação e a redução da emissão de CO2 na atmosfera. Tudo isso de uma forma mais fácil e barata, usando uma tecnologia desenvolvida no país”.
Um microrreator impresso em 3D
O microrreator, projetado e construído na Unicamp, é um reformador com dimensões reduzidas. Ele tem o tamanho aproximado de um smartphone e seu núcleo, o coração do sistema, possui apenas 5 centímetros de comprimento. No interior do dispositivo, as reações químicas ocorrem em um espaço confinado. O aparelho se alimenta com o etanol de um lado e elimina o hidrogênio do outro.
A tecnologia desenvolvida proporciona vários benefícios, como a intensificação dos processos, a maximização das transferências de calor e de massa e a possibilidade de realizar altas conversões em tempo curto. Maciel acrescenta que “devido a essas características, a eficiência e o controle das reações são melhorados, quando comparados aos reatores convencionais”.
Vale ainda destacar a forma de produção do microrreator. Suas placas apresentam uma malha de microcanais feitas por impressão 3D em dispositivos específicos para metais. A impressão 3D encontra uma variada gama de usos em diferentes áreas do setor industrial, com destaque para a produção de microssistemas. O design das partes internas exige uma arquitetura diferenciada, algo que dificilmente os processos convencionais de fabricação, como usinagem, fundição, conformação, entre outros, poderiam reproduzir. Esse é um ponto que favorece a aplicação da tecnologia pela indústria.
Nasce a Vesta Greentech, uma spin-off da Unicamp
O potencial de aplicação dessa tecnologia tem despertado a atenção de montadoras instaladas no país, como afirma o engenheiro Aulus Roberto Romão Bineli, um dos sócios-fundadores da Vesta Greentech, uma spin-off da Unicamp, fundada há exatamente um ano. A empresa foi criada pelos inventores do microrreator para viabilizar a produção comercial dos reformadores (nome do conjunto de microrreatores de hidrogênio).
Quando foi divulgada, no ano passado, pela Inova Unicamp, a tecnologia da Universidade alcançou uma ampla repercussão na mídia e atraiu os olhares da indústria. “Mas esses contatos ainda são sigilosos. Por enquanto não podemos anunciar mais detalhes”, comenta Bineli.
Além de Bineli, a Vesta Greentech também tem como sócios-fundadores Maciel, André Luiz Jardini, pesquisador da FEQ, e Luis Fernando Cassineli, engenheiro e CEO da empresa. Os inventores da tecnologia licenciaram a patente desenvolvida na Unicamp, com apoio da Inova Unicamp, e atualmente trabalham no desenvolvimento complementar da tecnologia, aprimorando-a em conformidade com a expectativa dos clientes. Bineli assim explica os procedimentos dessa fase de adaptação:
“Tivemos uma etapa inicial de desenvolvimento mais acadêmico, mas a indústria enxerga a tecnologia com uma outra abordagem, ela exige vários fatores técnicos que precisam ser ajustados. Estamos finalizando um novo protótipo, mais avançado, que em breve estará apto a realizar testes operacionais”, comenta.
Bineli também explica que um dos fatores que motivaram a criação da Vesta Greentech foi o salto de eficiência energética que a nova tecnologia pode proporcionar, algo muito atraente para as montadoras. “Os motores a combustão convencionais apresentam eficiência energética mais baixa, em torno de 15% a 20%. O uso da nova tecnologia pode permitir o desenvolvimento de veículos com eficiência entre 40% e 45%, com potencial de ser ainda maior. Enxergamos aí uma grande oportunidade”, detalha Bineli.
Outro detalhe da tecnologia, segundo o sócio-fundador, é o aumento da eficiência do etanol usado para alimentar o microrreator. Segundo ele, os testes não estão sendo realizados com o etanol anidro, comum nas bombas de combustível, mas sim com um tipo de etanol diluído em até 50%. “Com isso aumenta-se a eficiência do sistema e reduz-se a emissão de CO2 por quilômetro rodado”, acrescenta. Tudo isso reforça o potencial comercial dessa tecnologia patenteada pela Unicamp e que em breve poderá ser testada com os veículos das montadoras instaladas no Brasil.
