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Técnica

Pare de acreditar em carros movidos a água

De tempos em tempos a história se repete: um pobre e ingênuo repórter cai no conto do carro movido a água. O roteiro deste milagre moderno é quase sempre o mesmo: um inventor descobre por acaso na garagem de casa uma forma de usar a água como combustível do motor de combustão interna do seu carro. E embora tal invenção seja revolucionária, ela não faz sucesso porque há uma pressão imensa dos produtores de petróleo e fabricantes para abafar tal história.

Como toda teoria conspiratória, os motores movidos a água exercem um certo fascínio sobre o público geral – afinal, imagine abrir a torneira e dirigir por aí sem se preocupar com a conta bancária.

Mas como toda teoria conspiratória, a história é sempre uma farsa que pode ser facilmente desmascarada com meia dúzia de cliques no Google.

 

O suposto carro movido a água

O caso mais recente foi exibido no Espírito Santo em 2015, e viralizou nas redes sociais neste ano. Produzido pela TV Tribuna, afiliada local do SBT, a reportagem entrevistou um técnico de informática que afirmava ter descoberto um método para separar o hidrogênio da água e usá-lo como combustível no lugar da gasolina. O hidrogênio, caso você não lembre, é altamente inflamável, servindo como combustível quando isolado.

Segundo o técnico, com o hidrogênio de um litro de água foi possível rodar 2.000 km com o carro adaptado — algo que consumiria cerca de 150 litros de gasolina e custaria cerca de R$ 550 (segundo o preço médio da gasolina calculado pela ANP). Melhor ainda: não existe a necessidade de armazenar o hidrogênio em reservatórios pressurizados como o gás natural veicular.

Fascinante, não?

Sem dúvida… se o sistema mostrado na reportagem não fosse uma farsa.

Separar o hidrogênio da água é moleza. Se você já foi a uma feira de ciências da escola ou teve aulas em laboratório de química quando adolescente, certamente já fez uma experiência de eletrólise da água. Basta pegar um pouco de água, dois pedaços de metal, uma bateria e depois mergulhar os pedaços de metal na água e ligá-los cada um a um polo da bateria. Em um dos lados você terá oxigênio e do outro terá hidrogênio separadamente.

Repare no tempo necessário para obter o hidrogênio

O problema é que, para produzir hidrogênio instantaneamente em quantidade suficiente para alimentar o motor do carro (afinal ele não tem reservatório de hidrogênio, lembra?), você precisará de uma quantidade absurda de energia elétrica. É aí que mora o problema. Ou melhor: os problemas.

O primeiro deles é obter esta energia elétrica dentro de um carro em movimento.

 

Não existe almoço combustível grátis

Você até poderia usar um dínamo ou alternador para obter essa energia, porém isso implicará em um aumento no consumo de combustível. Porque estes dispositivos são movidos pelo motor — eles transformam energia mecânica em energia elétrica —, então antes de produzir o hidrogênio você precisaria de outro combustível para mover o motor até que ele comece a produzir energia elétrica. Se você precisa usar gasolina para produzir hidrogênio, os benefícios de abastecer com água começam a desaparecer antes mesmo de produzir hidrogênio.

Mas suponha que você não seja muito brilhante e queira continuar gastando gasolina para produzir hidrogênio em vez de queimá-la diretamente no motor. Afinal, uma das vantagens de se abastecer com água é o consumo mínimo de combustível: apenas 1 litro para 2.000 km, conforme anunciado pelo inventor. Quando a produção de hidrogênio for suficiente para alimentar o motor, você poderá mudar a alimentação de gasolina para hidrogênio, certo? Quando isso acontecer, o hidrogênio começará a ser queimado e moverá o motor e o alternador.

Só que a quantidade de hidrogênio queimada será sempre maior que a quantidade de hidrogênio produzida. Ou seja: o consumo de hidrogênio no motor será sempre maior que a produção do hidrogênio pelo gerador que ele move.

Para mudar isso você precisa dobrar as leis da física, pois é impossível produzir mais energia do que se gasta na produção dela mesma. Esta é a Lei Áurea da Mecânica: o trabalho aplicado é sempre maior que o trabalho realizado. Não existe processo 100% eficiente, muito menos com 110%, 150% ou 200% de eficiência. Na melhor das hipóteses você conseguirá 99,999…% de eficiência, mas jamais 100%.

Veja só: 1 litro de água (1.000 gramas) tem 110 gramas de hidrogênio. Para obter esse hidrogênio você gastará 4,44 kWh, mas ao queimar estes 110 gramas de hidrogênio, você só irá obter 3,66 kWh. Isso se os processos de eletrólise, combustão e geração de energia fossem 100% eficientes. Mas eles não são, e por isso, no fim das contas, você irá gastar 6,3 kWh para obter hidrogênio que, queimado no motor, irá produzir 0,92 kWh.

Faz sentido gastar 6,3 kWh para produzir 0,92 kWh? Você está simplesmente desperdiçando energia. Não seria mais lógico usar os 6,3 kWh para mover o carro de uma vez?

 

Hidrogênio vs. Gasolina

Achou confuso esse papo de quilowatt-hora? Então vamos fazer uma comparação mais direta: hidrogênio versus gasolina.

Os 110 g de hidrogênio obtidos da eletrólise de um litro de água liberam 13,22 MJ quando queimados (com eficiência hipotética de 100%). Para obter essa mesma energia com a queima da gasolina, você precisa de 353 g do suco de dinossauro — o que equivale a 401 ml. Com o preço médio da gasolina a R$ 3,66 por litro, é preciso desembolsar apenas R$ 1,46 para obter a mesma quantidade de energia que combustão de 110 g de hidrogênio. O custo do kWh na tarifa social, um dos mais baratos que se pode comprar, é de R$ 0,47, o que significa que para obter os 110g de hidrogênio você gastará R$ 2,96 em energia elétrica.

 

Mas é impossível mesmo?

Acredite: quem conseguir criar um reator do tamanho de um frasco de desodorante e capaz de obter hidrogênio em um curto espaço de tempo, não irá revolucionar apenas o mercado automotivo, mas também irá modificar substancialmente toda a ciência e a economia mundial.

Pense nisso: a indústria investe tempo e dinheiro em pesquisa para melhorar a eficiência e consumo dos motores em 5%, 10%. Se produzir hidrogênio fosse assim tão simples, será que a indústria gastaria uma fortuna para desenvolver um alternador mais eficiente? Pneus com menos resistência à rolagem? Ligas metálicas mais leves e todos os materiais que são desenvolvidos para otimizar as emissões de CO2?

O uso do hidrogênio como combustível é algo que praticamente todos os grandes fabricantes estão pesquisando desde os anos 1990, porém de forma diferente: a ideia é usar o hidrogênio para produzir eletricidade onboard e assim alimentar os motores elétricos do carro. Desta forma, em vez de estacionar seu carro por meia hora até conseguir mais alguma carga nas baterias, bastaria completar o tanque de hidrogênio em uns poucos minutos e sair rodando — exatamente como você faz com seu carro movido a gasolina/etanol/diesel.

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Uma das fabricantes mais avançadas no desenvolvimento de tecnologias de hidrogênio para propulsão veicular é a Honda, que desde 2001 vem estudando e aperfeiçoando suas estações de recarga movidas a energia solar para fazer a eletrólise. Em 15 anos de pesquisa, a Honda conseguiu saltar de uma produção diária de 0,3 kg para 1,5kg — que produz energia equivalente a 1,7 litro de gasolina.

O funcionamento dessa tecnologia é um pouco mais complexo, mas é possível que futuramente ela use água para produzir hidrogênio. Só que isso é papo para um próximo post.

 

Agradecemos aos engenheiros Rodrigo Passos e Rodrigo Westphal  pela orientação técnica ao longo da produção desta matéria. 

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