Quais so os riscos de acidentes com veculos a hidrognio?

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 06/06/2024

Tanques perigosos

Os carros e caminhes movidos a hidrognio tm um potencial de contribuio ao meio ambiente muito superior ao dos veculos eltricos, mas tambm trazem seus prprios riscos.

Engenheiros da Universidade de Tecnologia de Graz, na ustria, mostraram agora que o problema pode ser particularmente srio se um veculo a hidrognio envolver-se em um acidente dentro de um tnel.

A anlise envolve os veculos nos quais o hidrognio mantido pressurizado em tanques, como tipicamente acontece nos veculos a com clulas a combustvel. Devido alta densidade energtica do hidrognio e alta presso com que ele armazenado em tanques, esses carros a hidrognio tm um potencial de danos muito elevado – existem tambm tecnologias para armazenar o hidrognio para os carros em estado slido.

De acordo com as normas atuais, o hidrognio armazenado nos automveis a uma presso de 700 bar e nos caminhes e nibus a 350 bar. Se ocorrer dano a um tanque desses, uma grande quantidade de energia liberada rapidamente; se o hidrognio pegar fogo, ele queima a temperaturas superiores a 2.000 graus Celsius.

Embora os tanques sejam muito robustos e bem protegidos contra impactos mecnicos, eles no resistem a uma coliso traseira com um caminho, por exemplo. “Este cenrio deve, portanto, ser evitado tanto quanto possvel,” afirmam Martin Aggarwal e seus colegas.

Sistema de armazenamento veicular de hidrognio gasoso a 700 bar.
[Imagem: Martin Aggarwal et al. (2024)]

Risco de exploso do hidrognio

Em termos de probabilidade, o resultado mais provvel de um acidente envolvendo um veculo a hidrognio que no haver impacto significativo do prprio gs, que vazar rapidamente para a atmosfera. No entanto, a situao bem diferente se o acidente ocorrer em tneis ou outros locais restritos. A equipe identificou trs cenrios de perigo diferentes que podem ocorrer em casos de acidentes graves nessas condies.

No primeiro caso, o dispositivo de alvio de presso trmica acionado quando a presso do tanque aumenta em decorrncia de um impacto trmico (por exemplo, um incndio no veculo ou ao seu redor), liberando o hidrognio do tanque em um jato controlado. Isso mantm a presso em um determinado nvel e evita a ruptura do tanque. Se o hidrognio descarregado entrar em combusto – o que pode acontecer facilmente quando misturado ao ar -, a chama direcionada para o solo. No entanto, isso continua a ser perigoso porque o hidrognio queima sem cor ou odor, ainda que a zona de perigo seja limitada.

O segundo cenrio envolve uma falha na vlvula de alvio de presso, o que pode fazer com que o tanque exploda, criando uma onda de choque que se espalharia por todo o tnel. At aproximadamente 30 metros do acidente existe o risco de morte para qualquer pessoa, mas esse risco ainda envolve leses internas graves, como hemorragias nos pulmes, at aproximadamente 300 metros de distncia da exploso. Mais longe ainda existe o risco de ruptura dos tmpanos.

O terceiro cenrio o menos provvel, envolvendo o hidrognio sendo liberado sem ser inflamado. Sendo o elemento mais leve da tabela peridica, o hidrognio subiria e se acumularia em uma nuvem sob o teto do tnel. Se houver uma fonte de ignio (por exemplo, lmpadas quentes ou um impulso eltrico acionando um ventilador), ocorrer uma exploso da nuvem de hidrognio, que tambm causar uma onda de choque, embora com um impacto muito menor do que a exploso do prprio tanque.

“As nossas investigaes mostraram que, embora os cenrios de perigo envolvendo veculos a hidrognio sejam relativamente improvveis, eles apresentam um grande potencial de danos. Os tanques de hidrognio modernos so construdos de forma to segura que muita coisa tem de correr mal para que o hidrognio escape,” disse o professor Daniel Fruhwirt.

Teste de fogueira com um tanque de hidrognio e sua vlvula de segurana de acordo com as normais europeias, e o tanque aps o teste (direita).
[Imagem: Martin Aggarwal et al. (2024)]

Recomendaes para evitar os riscos

Para minimizar os riscos de acidentes com os veculos a hidrognio, a equipe recomenda diversas medidas, incluindo limites de velocidade mais rgidos nos tneis, controles de distncia precisos entre veculos, que sinalizem aos motoristas quando eles esto seguindo muito de perto os outros veculos, e limites de velocidade dinmicos nos casos de engarrafamentos frente, para que a velocidade j seja baixa o suficiente ao chegar ao engarrafamento que haja apenas danos menores em caso de coliso traseira.

“O que j foi implementado na maioria dos estados membros da Unio Europeia, como resultado dos graves acontecimentos do final da dcada de 1990 e incio da dcada de 2000, que todos os tneis em autoestradas e rodovias com um comprimento superior a 500 metros sejam tneis de tubo duplo e geralmente no so mais usados para trfego bidirecional. Isso reduz consideravelmente o risco,” disse Fruhwirt.

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